Wat verstoorde de ringen van planeet Saturnus in 1984?

Het ringenstelsel van planeet Saturnus lijkt onveranderlijk. Het zou niet onlogisch zijn als de ringen er op dit moment hetzelfde uit zagen als enkele miljarden jaren geleden, maar niets is minder waar. Bij een gebeurtenis die zich 25 jaar geleden voltrok, blijkt het planetaire ‘juweel’ namelijk verstoord te zijn, terwijl al onze telescopen en ruimtevaartuigen het misten. De binnenste ringen van de gasplaneet werden hierbij in een gekarteld spiraalpatroon getrokken. Recente opnamen van de planeet laten zien dat de verstoring van een dusdanige omvang is dat alleen een grote verandering aan Saturnus de oorzaak kan zijn.

Drie jaar geleden werd voor het eerst de suggestie gewekt dat het ringenstelsel verstoord was, toen de ruimtesonde Cassini ring D, de ring die zich het dichtst bij de planeet zelf bevindt, onder de loep nam. Het vaartuig stuitte afwisselend op lichte en donkere banden die deden vermoeden dat de ring niet perfect vlak was, maar uit groeven bestond die een amplitude van ongeveer een kilometer hebben.

Geïntrigeerd door deze vreemde rimpelingen droeg Matthew van de Cornell University in New York een verklaring voor. De onderzoeker ontwikkelde simulaties die startten met een simpele hypothese, die luidt dat iets de D-ring gekanteld had ten opzichte van Saturnus’ evenaar – wellicht een komeet of een asteroïde.

Aangezien de ringenplaneet geen perfecte bolvorm heeft, zou diens aantrekkingskracht ongelijkmatig invloed hebben op de gekantelde binnenring, waardoor de ring ‘wiebelt’ zoals een ronddraaiende munt die langzaam tot stilstand komt. Delen van de ring die zich dicht bij de planeet bevinden, waar de zwaartekracht sterker is, zouden sneller wiebelen dan delen die zich verder weg bevinden. Dit verschil zou mogelijk een spiraalpatroon creëren dat gekenmerkt wordt door kammen en troggen.

Hedman en zijn collega’s waren in staat om de vorming van deze spiraal ‘terug te draaien’ tot 1984, toen de plotselinge kanteling van de D-ring zich voltrok. Het slechte nieuws is dat dit meer dan twee jaar was nadat de Voyager-sondes tijdens een dichte passage een blik wierpen op de planeet en lang voordat de ruimtetelescoop Hubble in bedrijf ging of Cassini arriveerde.

De meest recente beelden van het laatstgenoemde vaartuig maken het mysterie omtrent de verstoorde ringen alleen maar groter. De groeven blijken namelijk op veel meer plaatsen voor te komen dan eerder werd verondersteld. In augustus, toen het ringenstelsel van Saturnus van de zijkant bekeken kon worden, zorgden de meest subtiele kenmerken al voor het ontstaan van prominente schaduwen. Tijdens deze periode bleek dat de C-ring, welke met een breedte van zo’n 17.000 kilometer ongeveer twee keer zo breed is als de D-ring, ook talloze groeven bevat.

Hoewel het patroon bij de tweede ring minder duidelijk aanwezig is – met een amplitude van honderd meter of minder – sluit zo’n wijdvertakte verstoring uit dat het ringenstelsel verstoord werd bij een inslag. “Het is zeer moeilijk om dat voor elkaar te krijgen met één object,’ aldus Hedman. Het is goed mogelijk dat de oorzaak gezocht moet worden bij een object dat vele malen groter is dan een asteroïde. Een andere optie is een grote verandering in het weer op de planeet, die ervoor gezorgd kan hebben dat de zwaartekracht van Saturnus veranderde.

Men hoopt dat nadere observaties uitsluitsel kunnen geven.