Blogit

Tiedetoimittaja Markus Hotakainen hämmästelee maailmankaikkeutta.

Renkaiden ympäröimät maailmat

Blogit Taivaan tähden 29.11.2015 12:21
Markus Hotakainen
Kirjoittaja on tiedetoimittaja ja tietokirjailija.
phobosincolor_pia10369

Phobos-kuu on löyhä sorakasa, joka ennen pitkää hajoaa Marsia ympäröiväksi renkaaksi. Kuva: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus. Niille on yhteistä paitsi iso koko ja pääosin kaasumainen koostumus, myös renkaat. Jos kohta vuodet eivät ole veljiä keskenään, jättiläisplaneettojen renkaat eivät ole kuin korkeintaan serkuksia.

Myös pienemmillä, maankaltaisiksi kutsutuilla planeetoilla voi olla rengas. Sellainen on ollut Maalla ja sellainen tulee ennen pitkää olemaan myös Marsilla.

Saturnuksen renkaat on tunnettu jo 1600-luvun alkuvuosista, aina Galileo Galilein ajoista. Suunnatessaan aika alkeellisen, mutta silti mullistavan kaukoputkensa kohti ulointa tuolloin tunnettua planeettaa Galilei näki sen lähellä jotain omituista.

Saturnuksella näytti olevan kummallakin puolellaan kookkaat kuut. Tuolloin Galilei oli nähnyt kaukoputkellaan jo monia asioita, joita ei aiemmin ollut kuviteltu olevan olemassakaan, joten kiivasluonteinen italialaistähtitieteilijä ei ollut moksiskaan.

Jos kerran Jupiterilla on neljä kuuta – jotka Galilei oli vastikään löytänyt – miksei Saturnuksellakin voisi olla niitä kaksin kappalein. Selitys riitti, kunnes Saturnuksen ulkomuoto alkoi muuttua: pian kuut katosivat.

Galilei ei osannut selittää tapahtunutta, koska ei tiennyt, ettei ollut nähnyt Saturnuksen kuita vaan renkaat. Aika ajoin, noin 15 vuoden välein, renkaiden taso osuu yksiin Maan suunnan kanssa. Silloin katsomme renkaita suoraan sivulta päin, jolloin ne ovat hetken näkymättömissä. Renkailla kun ei ole paksuutta kuin joitakin kymmeniä metrejä.

Saturnuksen renkaat oivalsi renkaaksi Christiaan Huygens 1600-luvun puolivälissä, mutta vielä pitkään ajateltiin, että kyse on planeettaa ympäröivästä kiinteästä renkaasta. Vasta 200 vuotta myöhemmin James Clerk Maxwell laskeskeli, että renkaiden täytyy koostua pienistä, erillisistä kappaleista: kiinteä rengas ei pysyisi jättiläisplaneetan vetovoiman retuutuksessa kiinteänä.

Uranuksen rengas löytyi vuonna 1977, Jupiterin vuonna 1979 ja Neptunuksen vasta 1984. Niiden rengasjärjestelmät ovat hyvin vaatimattomat. Kun Saturnuksen kirkkaat renkaat koostuvat jääpeitteisistä kivenlohkareista, kolmen muun planeettajätin renkaat ovat pääasiassa pölyä ja vieläpä hyvin tummaa, käytännössä pikeäkin mustempaa ainetta.

Entä sitten Maa? Yli neljä miljardia vuotta sitten kotiplaneettaamme iskeytyi suunnilleen Marsin kokoinen kappale, jolle on annettu postuumisti nimikin: Theia.

Törmäyksessä avaruuteen sinkoutui suuri määrä ainetta. Osa siitä lankesi tulisena sateena takaisin Maahan, osa karkasi kauas avaruuteen, mutta iso osa jäi kiertämään runneltua planeetta. Maalla oli hetken aikaa ympärillään rengas.

Iloa ei kestänyt pitkään. Hyvin nopeasti, joidenkin arvioiden mukaan vain viikoissa, renkaan aine kasautui Maata kiertäväksi kappaleeksi, joka nykyisin tunnetaan Kuuna.

Mars on paljon Maata pienempi, samoin kaksi sen kuuta, Phobos ja Deimos, ovat paljon Kuuta pienempiä. Hyvinkin paljon pienempiä, sillä Phoboksen läpimitta on keskimäärin parikymmentä kilometriä, Deimoksen vain kymmenkunta.

Ne eivät ole syntyneet samalla tavalla kuin Maan Kuu, vaan niiden arvellaan olevan Marsin sieppaamia asteroideja. Kun Maan renkaasta aikoinaan muotoutui Kuu, Marsin Phobos-kuusta muotoutuu aikanaan Marsia kiertävä rengas.

Phobos lähestyy kaiken aikaa Marsia muutaman sentin vuosivauhdilla. Laskelmien mukaan se päätyy parinkymmenen miljoonan vuoden kuluttua niin lähelle, että punaisen planeetan vetovoima pirstoo sen hajalle. Phobos ei ole kiinteä kappale, vaan lähinnä löyhä sorakasa, joten sen lujuus ei pitkään pysty vastustelemaan repiviä voimia.

Kun Phobos hajoaa, kivenlohkareet, hiekansirut ja pölyhiukkaset leviävät sen kiertoradalle ja ympäröivät pian Marsin kokonaan. Uudenuutukainen rengas ei kuitenkaan ole kovin pitkäikäinen. Vain joissakin miljoonissa tai enintään kymmenissä miljoonissa vuosissa se vajoaa yhä alemmas ja päätyy lopulta Marsin kaasukehään.

Silloin punaisen planeetan pinnalta voisi katsella kaikkien aikojen meteorimyrskyä.