วงแหวนของดาวเคราะห์คงอยู่ได้นานเท่าไร

20

ฉันประหลาดใจที่คำถามนี้ยังไม่ได้รับการถามมาก่อน (ที่นี่หรือทางฟิสิกส์) เพื่อความรู้ที่ดีที่สุดของฉัน มันเป็นสิ่งหนึ่งที่ฉันอาจถามเมื่อฉันยังเด็กและฉันคิดว่าคนอื่นจะถาม

อย่างไรก็ตามเป็นที่ชัดเจนว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะไม่ก่อตัวเป็นดวงจันทร์และมีแนวโน้มที่จะเป็นจริงสำหรับระบบวงแหวนอื่น ๆ อย่างไรก็ตามฉันเดาว่าพวกเขาจะไม่คงอยู่ตลอดไป (เป็นเพียงการเดา)

วงแหวนของดาวเคราะห์โดยทั่วไปมีอายุการใช้งานนานเท่าไร กลไกใดที่ทำให้พวกเขากระจาย / ล้มลง / จบได้? ฉันเดาว่าเอฟเฟกต์ Poynting-Robertsonอาจเข้ามาเล่น แต่ฉันไม่แน่ใจ

และสำหรับทุกคนที่อยากรู้อยากเห็นใช่ฉันตรวจสอบเพียงเพื่อความสนุกของมันและ Yahoo รู้รอบมีคำตอบที่แย่มากไม่น่าเชื่อถือและไม่ถูกต้องมากที่สุด (เนื่องจากไม่มีมติ) ตั้งแต่ '3 ล้านปี' ถึง '13 -18 พันล้านปี' ถึง 'ตลอดกาล'

saturn planetary-ring

— HDE 226868
แหล่งที่มา

10

ดูเหมือนว่า (และฉันไม่มีความเชี่ยวชาญ) ว่าวิวัฒนาการวงแหวนของดาวเสาร์นั้นควบคุมโดย "ความหนืดกระจาย" - การชนกันระหว่างอนุภาควงแหวน และโดยการโต้ตอบกับดวงจันทร์ของดาวเสาร์ (เสียงสะท้อน); และการทิ้งระเบิดด้วยวัสดุอุกกาบาต

ดูเหมือนจะไม่มีฉันทามติเกี่ยวกับอายุของระบบเสียงเรียกเข้า ทฤษฎีการก่อตัวของพวกมันส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงต้นชีวิตของระบบสุริยะ แต่ก็มีข้อสังเกตที่ชี้ให้เห็นถึงการปนเปื้อนเล็กน้อยจากวัสดุอุกกาบาตและด้วยเหตุนี้วงแหวนจึงมีอายุน้อย

$>100$

— Rob Jeffries
แหล่งที่มา

1

Cassini อัปเดตเป็นคำตอบนี้ พวกเขาคิดว่าวงแหวนของดาวเสาร์ก่อตัวขึ้นในไม่กี่ร้อยปีที่ผ่านมา Sciencemag.org/news/2017/12/…

— userLTK

1

@userLTK: การตีความนั้นขึ้นอยู่กับความสกปรกของน้ำแข็งริงและความรวดเร็วในการ 'ทำความสะอาด' หรือ 'สิ่งสกปรก' สิ่งนี้ยังคงถกเถียงกันอย่างมากและในปีนี้การประชุม EPSC / DPS มีข้อโต้แย้งเกิดขึ้นสำหรับทั้งสองฝ่าย - ทั้งเก่าและใหม่

— AtmosphericPrisonEscape

3

อายุการใช้งานของแหวนจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับทิศทางของการหมุนวงแหวนและระยะเวลาการหมุนของดาวเคราะห์ แหวนถอยหลังเข้าคลองจะเข้ามาอีกครั้งหลังจากไม่กี่ล้านปี

หากดาวเคราะห์หมุนช้ากว่า 4.48 เท่าของระยะเวลาโคจรต่ำส่วนทั้งหมดของวงแหวนภายใต้ 2.7 rp จะช้าลงอย่างเป็นระบบและจะกลับเข้ามาในที่สุด ถ้าเช่นเดียวกับดาวเสาร์ระยะเวลาของดาวเคราะห์จะสั้นกว่า 4.48 เท่าของระยะเวลาวงโคจรที่ต่ำดังนั้นวงแหวนรอบนอกจะได้รับการสนับสนุนอย่างเป็นระเบียบและจะยืดอายุการใช้งาน

— เรย์โมเสส
แหล่งที่มา

1

เหล่านี้เป็นตัวเลขที่เฉพาะเจาะจงมาก คุณช่วยอธิบายได้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร (หรือชี้ไปที่การอ้างอิง) และทำไมวงแหวนเรโทรถอยหลังจะมีอายุสั้น (และทำไมสองสามล้านปีมากกว่าสองสามพันหรือสองพันล้านครั้ง)

— Rob Jeffries

@Ray Moses นี่คือสมมติฐานของคุณหรือความจริงที่ยอมรับได้ไหม? กระแสน้ำที่แยกแยะระหว่างดวงจันทร์ที่อยู่ด้านล่างวงโคจรแบบซิงโครนัส (Phobos) และที่อยู่เหนือมัน (Deimos) อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่สามารถใช้ได้กับวงแหวนเนื่องจากความผิดปกติของคลื่นที่เกิดจากวงแหวนคือ (a) เล็กมาก (b) หรือคำสั่ง m = 0 (ซึ่งพูดง่ายแปลว่านี่คือเอวไม่ใช่กระพุ้ง)

— Michael_1812