Zonder zijn hagelwitte ringenstelsel lijkt Saturnus maar saai. Supersaai. Haal de ringen weg, en wat overblijft is misschien wel de fletst ogende planeet van ons zonnestelsel.
Natuurlijk, op Saturnus zelf gebeurt genoeg spectaculairs, van eindeloze stormen tot supercyclonen. Maar het bleke aangezicht haalt het niet bij het haast hypnotiserende oppervlak van Jupiter, het karakteristieke blauw van Neptunes en verreweg de helderste planeet van allemaal: Venus.
Zeven maagdelijk witte ringen van ijs
Gelukkig gaf de kosmos, ergens in de afgelopen 4,5 miljard jaar, Saturnus een prachtig cadeau: zeven maagdelijk witte ringen gemaakt van ijs. Met daar tussenin nog talloze kleinere ringen en ruimtes. Samen vormen deze het grootste ringenstelsel van alle planeten in ons zonnestelsel. Uitgestrekt over een kwart miljoen kilometer en toch slechts tien meter dik.
De ontstaansgeschiedenis van deze ringen is al decennia onderwerp van wetenschappelijk debat. ‘Saturnus als planeet is ontstaan vlak na de formatie van ons zonnestelsel. Grote vraag is of het ringenstelsel op hetzelfde moment, of pas later is gevormd.’ stelt Maryame El Moutamid, astrofysicus aan Cornell University.
‘Dit mysterie ontrafelen is extra interessant, omdat het ons veel meer leren kan over hoe Saturnus überhaupt in elkaar steekt. Je hebt de planeet, het ringenstelsel en een maansysteem – en we vermoeden dat deze laatste twee nauw met elkaar verbonden zijn.’
De duizelingwekkende ‘Grand Canyon’ van Mars, Jupiters kolkende grote rode vlek, het Zuidpool-Aitken-bekken op de maan – voor deze zo in het oog springende verschijnselen in ons zonnestelsel hebben wetenschappers inmiddels wel een verklaring. Maar de herkomst van de ringen van Saturnus, die blijft in nevelen gehuld.
‘De ringen van Saturnus zijn uniek,’ stelt Jeff Cuzzi, werkzaam voor NASA. ‘Het uitgebreidste ringenstelsel van alle planeten. En ongekend helder, wat vrij ongebruikelijk is. Dat maakt het zo’n interessante puzzel.’
Ontstaan uit een gigantische knal
De wetenschap is op dit vlak grofweg verdeeld in twee kampen. De eerste groep beweert dat de ringen van Saturnus gelijktijdig met de planeet zelf zijn gevormd. En dat Saturnus dus nooit die op het eerste gezicht zo kale saaie planeet kan zijn geweest.
De andere groep vermoedt dat het ringenstelsel van de op een na grootste planeet van ons zonnestelsel een stuk jonger is, ontstaan in de afgelopen honderden miljoenen jaren.
‘Beide theorieën snijden hout, maar kennen ook nog losse eindjes,’ stelt El Moutamid.
Over één aspect is men eensgezind: het begon met een gigantische knal. Om de iconische ringen van Saturnus te kunnen vormen, moet dat het uiteenbarsten van een kolossaal object van ijs zijn geweest – waarschijnlijk een komeet of een maan.
Deze ijskolos dwaalde op de een of andere manier te dicht langs Saturnus. Gegrepen door de zwaartekracht van de planeet, veranderde deze na de catastrofale botsing in ontelbaar veel stukken ijs. Sommigen zo groot als een huis, de meesten nog kleiner dan een knikker. Deze ijsklompen vormden de basis van het ringenstelsel van Saturnus zoals we dat vandaag de dag kennen.
Waarom de ringen van Saturnus oud zijn
De wetenschappers die uitgaan van de ‘oude ringen’ menen dat deze megaknal plaatsvond met de geboorte van Saturnus zelf, zo’n 4,5 miljard jaar geleden. En met wat we weten over de vroege jaren van ons zonnestelsel, lijkt dat ook de meest voor de hand liggende theorie. Want in de permanente staat van kosmische chaos in de begindagen van ons zonnestelsel, is de kans aanzienlijk dat er ‘zomaar’ een megabrok ijs van buitenaf uiteenspatte op Saturnus, waarna het ijspuin het ringenstelsel vormde om de planeet.
‘Eerlijk gezegd voel ik meer voor de theorie van de oude ringen, dan voor die van de jonge,’ zegt El Moutamid. ‘Dat is hoe ik er nu insta. Maar ik laat me graag overtuigen van het tegendeel.’
Oud? De ringen van Saturnus zijn juist jong!
Het probleem is alleen dat de ijsringen rondom Saturnus zo wit van kleur zijn, dat deze gewoonweg geen miljarden jaren oud kúnnen zijn. Althans, dat is de lezing van het wetenschappelijke kamp dat juist meer neigt naar een jong ringenstelsel rondom de planeet. Deze astrofysici gaan uit van het zogeheten vervuilingsargument.
Simpel gezegd: na 4,5 miljard jaar aan onophoudelijke stof- en puinregens vanuit de kosmos zouden de ringen van Saturnus er net zo vervuild uit moeten zien als die van Jupiter. Oftewel, gekenmerkt door een groezelige, roodbruine kleur. Dat is duidelijk niet het geval, en dus kan Saturnus’ ringenstelsel niet anders dan relatief jong zijn.
Om deze theorie te testen, schoot NASA in 2017 ruimtesonde Cassini-Huygens de ringen van Saturnus in. Met als taak nauwkeurig te onderzoeken hoeveel materiaal, of massa, deze bevatten. De metingen wezen uit dat het ringenstelsel opvallend weinig massa heeft. Terwijl ringen rond een planeet doorgaans, door het permanent opnemen van ronddwarrelend ruimtegruis, na verloop van tijd alleen maar zwaarder worden.
Precies in deze geringe hoeveelheid massa zien sommige wetenschappers het bewijs voor een jong ringenstelsel. Toch klinkt dit scenario onwaarschijnlijker. Want een object van buitenaf zó groot, zó dichtbij Saturnus, dat na inslag zó veel puin veroorzaakt dat het een volledig ringenstelsel zou kunnen vormen – dat is zoals gezegd typisch iets voor de beginjaren van ons zonnestelsel. Inderdaad: omstreeks de geboorte van Saturnus.
Ligt het ontstaan van de ringen bij Saturnus zelf?
Maar wat nou als Saturnus, in plaats van een reusachtig brok ijs afkomstig van buitenaf, zélf een van zijn eigen manen verwoestte? Twee meer recente theorieën doen vermoeden dat Saturnus in feite een van zijn eigen kinderen heeft verorberd. Vergelijkbaar met het bekende bloedige meesterwerk van de Spaanse schilder Fransisco de Goya.
De eerste theorie (2016) ziet een cruciale rol weggelegd voor de zon. Saturnus zou grofweg honderd miljoen jaar geleden zodanig gepositioneerd zijn, dat de zwaartekracht van de zon de binnenste manen van de planeet op ramkoers met elkaar bracht. De botsing die daarop volgde, bracht een onvoorstelbare hoeveelheid ijspuin voort. En dát zou weleens de oorsprong kunnen zijn van de maagdelijk witte ringen rondom de planeet.
Theorie nummer twee (2022) houdt Titaan, Saturnus grootste maan, verantwoordelijk voor het ontstaan van het ringenstelsel. Titaan beweegt langzaam maar zeker steeds verder weg van zijn moederplaneet, waarbij hij met zijn eigen zwaartekracht weleens een ándere maan, genaamd Chrysalis, richting Saturnus geslingerd kan hebben. Chrysalis sloeg te pletter tegen de planeet en de talloze brokstukken vormden zich tot het huidige indrukwekkend heldere ringensysteem.
Al met al aan theorieën geen gebrek. Maar voorlopig blijft het ontstaan van de ringen van Saturnus een groot mysterie. En dus een twistpunt binnen de wetenschappelijke wereld. Dat laatste ziet Cuzzi als iets positiefs en benadrukt: ‘Debat brengt de wetenschap juist vooruit.’
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com.
