Bouwstenen voor aminozuren gevonden in pluimen Enceladus

De geisers van Enceladus bevatten bouwstenen voor aminozuren (die op hun beurt de bouwstenen voor eiwitten zijn). Dat blijkt uit gegevens die verzameld zijn door de Cassini missie, toen die door de pluimen van de Saturnus-maan vloog. Het is een voortgezet onderzoek op de gegevens over de opgevangen deeltjes, waarin vorig jaar organisch materiaal werd gevonden. De nu ontdekte deeltjes, amines, zijn gasvormig. Ze zijn gecondenseerd op de ijsdeeltjes die Enceladus uitspuwde.

PIA23173_midres.jpg
Hoe de amines in de pluimen van Enceladus geraakt zouden kunnen zijn. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech

De vondst werd gedaan met de massa spectrometer van Cassini’s Cosmic Dust Analyzer. Een massa spectrometer kan molekulen in delen (ionen) splitsen en het de massa van de afzonderlijke delen meten. Omdat atomen in die ionen bij elkaar opgeteld bepaalde massa’s hebben, kun je zo de samenstelling van het totale molekuul achterhalen. Het Cosmic Dust Analyzer kon ook de lading, snelheid, richting en grootte van de deeltjes achterhalen.

Hiermee is opnieuw aangetoond dat er interessante dingen gebeuren in de oceanen van Enceladus en dat die een nader onderzoek waard zijn. Een zo’n mogelijke missie van NASA, is de Enceladus Life Finder. Deze ruimtesonde moet door de pluimen van Enceladus vliegen en de opgevangen monsters onderzoeken in een lab aan boord dat speciaal ontwikkeld is om op zoek te gaan naar sporen van leven. De missie is nog niet geselecteerd.

Bronnen:

https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/mission/spacecraft/cassini-orbiter/cosmic-dust-analyzer/

https://academic.oup.com/mnras/article/489/4/5231/5573821/

Coverfoto: NASA/JPL-Caltech

Nog geen “case closed” over de leeftijd van Saturnus’ ringen

In januari dit jaar leek er eindelijk een antwoord op de vraag “hoe oud zijn de ringen van Saturnus?” te zijn. Het antwoord was: ze zijn (op astronomische tijdschaal) jong. Tientallen miljoenen jaren.

Dat baseerden astronomen op gegevens van de Cassini missie, die in 2017 tussen de planeet en de ringen vloog en onderweg onderzoek deed. Ze achterhaalden de massa van de ringen en onderzochten deeltjes die uit de ringen naar Saturnus vielen. De deeltjes bestonden voor 95% uit waterijs en 5% rots, organisch materiaal en metalen. Men kon nu berekenen hoe lang de vrij pure ringen van waterijs bestookt waren met stof en micrometeorieten om die 5% “verontreiniging” op te leveren. En zo kwam men op een leeftijd van enkele tientallen miljoenen jaren. Het is een indirecte meting, maar voor een directe meting zou je monsters van de ringen moeten meenemen. En die hebben we niet.

Maar in een nieuw wetenschappelijk artikel zeggen andere astronomen dat bij die berekening toch iets over het hoofd gezien is. Deze berekening werkt als de stroom van stof constant is en als de ringen al die vervuiling in zich opnemen. Dit nieuwe artikel zegt dat dit niet zo hoeft te zijn. Er zijn allerlei mogelijke processen waarbij rotsblokken in de ringen kunnen werken als een soort lopende band voor stofdeeltjes, waardoor ze niet binnen de normale tijd uit de ringen naar Saturnus “regenen”.

Het artikel vertelt ook dat als je computermodellen laat draaien op een vorming van de ringen 4 miljard jaar geleden, dat je steeds keurig uit komt op de massa en vorm van de huidige ringen. (Die 4 miljard jaar geleden was een tijd waarin halfgevormde planeten allerlei chaos in het zonnestelsel veroorzaakten. Dat zit er dus eigenlijk achter als extra motivatie.)

Met andere woorden: wat betreft de leeftijd van de ringen van Saturnus is het nog geen case closed. Cassini heeft een weelde aan gegevens opgeleverd over Saturnus’ ringen. Nu is de vraag hoe die geinterpreteerd moeten worden. Astronomen zullen binnenkort eens met de koppen bij elkaar moeten gaan om elkaar te overtuigen wat het antwoord is: zijn de ringen jong of oud? De discussie duurt al decennia. Maar nog even geduld dus voor het definitieve antwoord.

Wil je nog meer weten hierover? Astronomy Cast had onlangs een lange discussie hierover:

 

Bronnen:

https://www.europlanet-society.org/age-old-debate-on-saturns-rings-reignited/

https://www.swri.org/press-release/saturn-rings-creation-cassini

 

Rotatietijd van Saturnus eindelijk vastgesteld

Cassini heeft 13 jaar onderzoek gedaan aan Saturnus. Je zou denken dat we iets simpels als de rotatietijd van de planeet nu wel zouden weten. Maar bij een gasreus is dat toch iets ingewikkelder. Saturnus heeft lange tijd dat geheim weten te bewaren. Tot nu toe. Wetenschappers hebben golfpatronen in de ringen onderzocht en hebben de lengte van een etmaal op Saturnus kunnen vaststellen op 10 uur, 33 minuten en 38 seconden.

Die golfpatronen in de ringen worden door vibraties in Saturnus veroorzaakt, maar in grotere mate ook door zijn manen. Die vibraties zijn vergelijkbaar vibraties als gevolg van aardbevingen op Aarde. Bij Saturnus reageren de ringen als een seismograaf. Door de observaties in de C ringen te vergelijken met die van een computer model, waren wetenschappers in staat te vinden welke golfpatronen worden veroorzaakt door Saturnus zelf.

Eerder hoopten wetenschappers de rotatietijd te achterhalen door metingen aan het magnetisch veld. Als het magnetisch veld onder een andere hoek staat dan de rotatieas (zoals bij dat van de Aarde en Jupiter), was het mogelijk om op die manier de lengte van een etmaal vast te stellen. Maar verrassend genoeg waren die nagenoeg gelijk.

https://phys.org/news/2019-01-saturn-precise-planet-rotation.html

Belangrijke vondsten dankzij Cassini’s laatste banen rond Saturnus.

Eerder berichtten we al dat de ringen van Saturnus (geologisch gezien) nog niet zo oud zijn, zo’n 100 miljoen jaar. Dat was een belangrijke bevinding, want daar waren wetenschappers het niet over eens. Sommigen meenden dat de ringen ontstaan waren tijdens het ontstaan van het zonnestelsel. De ringen zouden dan overgebleven puin zijn. Maar anderen dachten dat de ringen veel jonger waren. Dat ze ontstaan waren uit een ingevangen Kuipergordel object of van een komeet.

Het blijkt dat Cassini’s gewaagde 22 banen tussen de planeet en de ringen niet voor niets is geweest. Radio telescopen op Aarde hebben Cassini met grote precisie kunnen volgen (tot een fractie van een millimeter per seconde!). Zo kon de zwaartekracht van Saturnus en de ringen bepaald worden en daarmee ook het gewicht van de ringen. Men komt uit op 40 procent van de massa van de maan Mimas, een 246 km grote maan. Die maan heeft een 2000 keer kleinere massa dan onze maan. Het gaat dus om relatief weinig. Het helpt wetenschappers om tot de conclusie te komen dat de ringen vrij nieuw zijn. Misschien zelfs slechts 10 miljoen jaar oud.

Maar dat was niet het enige. In de gegevens van Cassini’s positie zat afwijking ten opzichte van de modellen van de planeet en zijn ringen. Die konden ze niet verklaren. Tot ze zich bedachten dat de wolken in de atmosfeer van Saturnus niet zo licht en luchtig zijn als de Aardse wolken. Het bleek dat rond de evenaar wolken met grote massa “stromen” tot 9000 kilometer diep. De diepere laag van de atmosfeer doet er zelfs 4% langer over om om Saturnus’ as te draaien.

En ook dat was nog niet alles: men heeft ook kunnen achterhalen dat de kern van Saturnus bestaat uit een kern van 15 tot 18 keer de massa van de Aarde. Dit alles had men nooit kunnen achterhalen zonder die laatste banen van Cassini, zo dicht langs de planeet.

Bronnen:

https://phys.org/news/2019-01-saturn-hasnt.html

http://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/16/science.aat2965

Saturnus raakt zijn ringen kwijt (uiteindelijk).

Oh nee! Saturnus raakt zijn ringen kwijt (over 100 miljoen jaar). Dankzij de stunt van Cassini vorig jaar om tussen de ringen en de planeet te vliegen weten we hoeveel deeltjes er naar de atmosfeer vallen. Elk half uur valt een zwembad aan ringdeeltjes naar beneden. Dat blijkt uit nader onderzoek van de Keck telescoop in Hawaii.

Het lijkt er op dat de ringen (geologisch gezien) ook nog niet zo lang bestaan: rond de 100 miljoen jaar. Het is dus min of meer toeval dat we ze nu kunnen zien. En misschien hebben Jupiter, Uranus en Neptunus vroeger ook wel dichtere ringen gehad.

Bron:
https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2018/ring-rain

Water van Saturnus’ ringen en manen lijkt op dat van Aarde.

De Cassini missie heeft meer dan een jaar na het einde alsnog voor een verrassing gezorgd: water in de ringen van Saturnus en veruit de meeste manen, lijkt op water op Aarde. Wanneer wetenschappers water of waterijs van verschillende hemellichamen vergelijken, kijken ze naar de verhouding deuterium en waterstof. Deuterium is een isotoop van waterstof en komt niet zo heel veel voor. We dachten dat Aards water van kometen kwam, maar toen liet de Rosetta missie zien dat de deuterium/waterstof verhouding van het ijs er niet op lijkt. Nu zijn we nog steeds op zoek naar de bron van onze oceanen.

Saturnus is in ieder geval niet de plek waar hetzelfde water als dat op Aarde verwacht werd. In het gebied van de “buiten-planeten” is het kouder en hadden wetenschappers een veel hogere deuterium/waterstof verhouding verwacht. Maar de Cassini missie heeft laten zien dat de deuterium/waterstof verhouding vergelijkbaar is. Dat waterijs bij Saturnus lijkt op Aards water is onverwacht.

Er was een maan van Saturnus die trouwens sterk afweek van de rest: Phoebe. Niet alleen de deuterium/waterstof verhouding was veel hoger, ook de verhouding tussen het koolstof-13 isotoop en koolstof-12 week af. Dit wijst er op dat Phoebe ver van buiten komt. Misschien de Kuiper gordel, misschien zelfs verder.

Maar waarom wordt deze ontdekking nu pas gemaakt? Cassini vloog al in 2004 langs Phoebe en heeft 13 jaar onderzoek gedaan aan Saturnus, de ringen en manen. Dat komt omdat wetenschappers dit jaar de kalibratie van het Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) instrument, waar deze metingen gemaakt zijn, hebben verbeterd. Hierdoor kon de nauwkeurigheid van de eerder gemaakte metingen verbeteren.

Bron:
http://www.psi.edu/news/phoebewater