L'équipe de recherche a présenté un nouveau modèle de l'origine des anneaux de Saturne basé sur les résultats de simulations informatiques. Ces simulations s'appliquent également bien aux anneaux d'autres planètes géantes et expliquent la différence entre les compositions des anneaux de Saturne et d'Uranus.
Les planètes géantes du système solaire ont une variété d'anneaux. Les observations montrent que les anneaux de Saturne sont plus de 95% de particules de glace, tandis que les anneaux d'Uranus et de Neptune sont plus sombres et contiennent un pourcentage plus élevé de roches.
Dans une nouvelle étude, une équipe d'astronomes dirigée par Hyodo Ryuki de l'Université de Kobe, au Japon, a construit un modèle pour la formation des anneaux de Saturne basé sur l'hypothèse de la présence dans le système solaire externe, au-delà de l'orbite de Neptune, pendant le bombardement lourd tardif (environ 4 milliards d'années) de plusieurs milliers d'objets de la ceinture de Kuiper de la taille de Pluton. Les chercheurs ont d'abord calculé la probabilité que de tels objets passent suffisamment près des planètes géantes pour être détruits par leurs forces de marée pendant l'ère du bombardement lourd tardif. Les calculs ont montré que Saturne, Uranus et Neptune ont connu de multiples rencontres avec ces grands corps célestes.
Une modélisation plus poussée a montré que lorsque de grands objets de la ceinture de Kuiper s'approchent des planètes géantes du système solaire, ces objets sont fragmentés sous l'influence de la gravité des planètes géantes et, dans de nombreux cas, des fragments avec des masses de 0,1 à 10% de la masse du corps d'origine sont capturés en orbite autour de la planète. … La masse totale de ces fragments est tout à fait suffisante pour expliquer l'existence des anneaux de Saturne et d'Uranus.
Ce modèle explique également la différence entre les compositions matérielles des anneaux de Saturne et d'Uranus. Contrairement à Saturne, qui a une densité moyenne de matière relativement faible (0,69 g / cm3), Uranus, ainsi que Neptune, ont des densités moyennes de matière plus élevées, respectivement 1,27 g / cm3 et 1,64 g / cm3, donc grande les débris peuvent se rapprocher des centres de ces planètes plutôt que du centre de Saturne diffus, où ils subissent une influence plus puissante de la gravité de la planète. Des forces de marée plus puissantes dans le cas des géants de glace permettent de détruire entièrement ces objets, y compris le noyau rocheux, tandis que dans le cas de Saturne, seule la coquille de glace de l'objet de la ceinture de Kuiper subit une destruction et une capture ultérieure en orbite.
