planetweb.nl - een actuele nieuwssite over sterrenkunde, de planeten en de ruimtevaart.

Saturnus draait sneller dan verwacht

Door John den Haan op 11 september 2007 | Gearchiveerd in Saturnus | Bron: New scientist |

Saturnus draait sneller dan verwacht. Dit blijkt uit een analyse van metingen van de Cassini-ruimtesonde. De waarneming houdt mogelijk in dat de grote gasplaneten in relatief zeer korte tijd (duizenden in plaats van miljoenen jaren) ontstaan zijn. De snelle draaiing geeft de planeet een flink zwembandje om zijn middel, waardoor de planeet maar liefst 10% minder 'hoog' is dan dat hij 'lang' is.

De eerste metingen van de draaiing van Saturnus stammen uit 1980, toen de Voyager-ruimtesonde een asrotatietijd van 10 uur en 39 minuten meette. In 2006 werd door Cassini-wetenschappers de rotatiesnelheid gereviseerd naar 10 uur en 47 minuten. Deze meting is echter dubieus, aangezien deze gebaseerd is op mogelijk ongeldige theorie. De Amerikanen John Anderson en Gerald Schubert zeggene chter een methode gevonden te hbeben die wél betrouwbaar is. Het resultaat: 10 uur en 32 minuten, zeven minuten sneller dan de metingen van Voyager lieten zien.

Vervormd uiterlijk

De basis van de methode is een nauwkeurig model van de vorm van Saturnus. Dit model werd verkregen met behulp van straalmetingen van Voyager 1, Voyager 2 en Pioneer 11. Tevens werd gebruik gemaakt van windmetingen door Voyager, aangezien de variaties in windsnelheden afhankelijk zijn van de vorm van de planeet. Vervolgens werd berekend hoe snel de planeet moet draaien om de hoeveelheid vervorming te produceren die gemeten is. Hiervoor is weer gebruik gemaakt van zwaartekrachtsmetingen van Cassini, om te bepalen hoe de massa binnen de planeet verdeeld is. Deze metingen zijn overigens niet gedetailleerd genoeg om de aanwezigheid van een vaste kern te bepalen.

Vorming

Morris Podolak van de universiteit van Tel Aviv zegt dat de nieuwe rotatiesnelheid suggereert dat de kern van Saturnus kleiner is dan de 10 tot 20 Aardse massa's die nu algemeen geaccepteerd zijn. "De voorspelde massa van de kern zal in toekomstige studies waarschijnlijk slinken. Waarschijnlijk zal deze in de buurt van Jupiter liggen," voegde hij toe.

Dit kan grote implicaties hebben voor de vorming van de gasplaneten. Het standaardmodel gaat ervan uit dat de rotskern eerst vormt. Deze kern verzamelt vervolgens gedurende miljoenen jaren een grote hoeveelheid gas uit de schijf waaruit de 'moederster' ontstaat. Een alternatieve theorie, de "schijfinstabiliteit", gaat ervan uit dat de gasplaneten zeer snel ontstaan door het ineenstorten van grote 'klompen' gas en stof. Uit de zwaardere materialen ontstaat de kern, uit de lichtere materialen een dikke deken van gas. In dit model is de kern slechts een apar keer zwaarder dan de Aarde.

Discussie

Een kleinere kern werkt zeker in het voordeel van de schijfinstabiliteit. John Anderson, één van de wetenschappers die het onderzoek uitvoerden, gaat ervan uit dat de kern waarschijnlijk kleiner is dan we nu denken. Zijn collega Schubert aagt zich hier echter niet aan. "Er is nog zeer veel onduidelijkheid omtrent de grootte van de kern van de Saturnus," aldus Schubert in een interview met New Scientist. "We zullen meer modelleerwerk moeten doen om de kerngrootte te bepalen."

Ze zijn het er echter wel over eens dat een kleinere kern de keuze voor een vormingsscenario makkelijker maakt. "Als het modelleerwerk een kern oplevert van kleiner dan 10 tot 15 Aardes, dan zal dit grote gevolgen hebben voor de ontstaanstheorieën van Jupiter en Saturnus."