Czy Ziemia mogłaby posiadać pierścień?

Przy­glą­da­jąc się uważnie pla­ne­tom Układu Sło­necz­ne­go, szybko dostrze­że­my pewną zależ­ność. O ile wszyst­kim gazowym olbrzy­mom towa­rzy­szą pyłowe obrącz­ki (tak, dotyczy to również Jowisza, Neptuna i Urana, choć ich pier­ście­nie wypa­da­ją licho na tle Saturna); o tyle żaden ze ska­li­stych malu­chów – Merkury, Wenus, Ziemia, ani Mars – takiej ozdoby nie posiada.

Czy tylko duże planety mają pierścienie?

Wska­zów­ka doty­czą­ca pocho­dze­nia tych uro­kli­wych struk­tur leży w znacz­nie mniej uro­kli­wych wzorach pozo­sta­wio­nych nam w spadku przez Édo­uar­da Roche’a. XIX-wieczny fran­cu­ski astro­nom posta­wił hipo­te­zę, zgodnie z którą pier­ście­nie Saturna były w istocie roz­kru­szo­nym i roz­sma­ro­wa­nym przez gra­wi­ta­cję księ­ży­cem planety. Twier­dze­nie poparł sto­sow­ny­mi obli­cze­nia­mi wska­zu­ją­cy­mi, że w pewnej odle­gło­ści od masyw­ne­go ciała, gra­wi­ta­cyj­ne siły pływowe są na tyle duże, że mogą dopro­wa­dzić do odkształ­ca­nia i z czasem znisz­cze­nia obie­ga­ją­ce­go go satelity. 

Odle­głość tę nazy­wa­my obecnie granicą Roche’a. I rze­czy­wi­ście, wpro­wa­dza­jąc do formuły masę Saturna, granica ta pokrywa się z układem jego pier­ście­ni. Mamy zatem prawo domnie­my­wać, że przy­naj­mniej część dysków towa­rzy­szą­cych pla­ne­tom buduje materia roz­tar­tych w proch księżyców.

Granica Roche’a dotyczy tylko Saturna i reszty olbrzymów?

Taka “linia bez­pie­czeń­stwa” nie jest zare­zer­wo­wa­na tylko dla gazo­wych olbrzy­mów i da się ją wyzna­czyć również w innych przy­pad­kach, zależ­nie od dys­pro­por­cji mas obiektu i obie­ga­ją­ce­go go satelity.

Co prawda, planety ska­li­ste jak dotąd nie doro­bi­ły się wła­snych pier­ście­ni, ale to wcale nie oznacza, że nie mają ich inne ciała Układu Sło­necz­ne­go! Być może o tym nie sły­sze­li­ście, ale astro­no­mo­wie ziden­ty­fi­ko­wa­li co naj­mniej trzy małe obiekty naszego systemu oto­czo­ne deli­kat­ny­mi okrę­ga­mi materii. Są to: planeta kar­ło­wa­ta (136108) Haumea oraz pla­ne­to­idy (10199) Cha­ri­klo i (50000) Quaoar. 

Naj­drob­niej­szy z tej trójki Cha­ri­klo, to kamyk mie­rzą­cy zale­d­wie 300 kilo­me­trów śred­ni­cy. Mimo to, w 2014 roku Euro­pej­skie Obser­wa­to­rium Połu­dnio­we zaob­ser­wo­wa­ło wokół pla­ne­to­idy dwa lodowe pier­ście­nie, o sze­ro­ko­ściach 7 i 3 kilo­me­trów. Był to jed­no­znacz­ny dowód, że gaba­ry­ty ciała nie sta­no­wią fizycz­nej prze­szko­dy na drodze do powsta­nia takich struktur.

Czy Ziemia mogłaby więc posiadać pierścień?

W przy­pad­ku naszej planety granica Roche’a mieści się w wideł­kach od 9,5 do 18,5 tysiąca kilo­me­trów. Mamy jednak tylko jednego sate­li­tę, który trzyma się z dala od tego pułapu, okrą­ża­jąc Ziemię w bez­piecz­nej odle­gło­ści 380 tysięcy kilo­me­trów. Co więcej, jak głosi popu­lar­na i wyjąt­ko­wo praw­dzi­wa cie­ka­wost­ka, Księżyc bardzo powoli jeszcze zwięk­sza ten dystans – więc możemy być pewni, że nigdy nie podzie­li losu znisz­czo­nych towa­rzy­szy Saturna. 

Merkury i Wenus tym bar­dziej nie wykształ­cą żadnych pier­ście­ni, ponie­waż w ogóle nie posia­da­ją natu­ral­nych sate­li­tów. Jedyną planetą ska­li­stą naszego Układu, która ma realną szansę na zdo­by­cie kosmicz­nej obrącz­ki wydaje się Mars. Czer­wo­ną Planetę okrą­ża­ją dwa maleń­kie księ­ży­ce: Fobos i Deimos. 

O ile Deimos zwięk­sza swój dystans, o tyle orbita tego pierw­sze­go z każdym rokiem staje się coraz cia­śniej­sza. Obli­cze­nia i dane zebrane przez sondę Mars Express dobit­nie wska­zu­ją, że kiedy Fobos zbliży się do pułapu 5470 kilo­me­trów, ulegnie dez­in­te­gra­cji tworząc wokół planety cienki pier­ścień. Zdarzy się to za 20 do 40 milio­nów lat.

A TAK W OGÓLE TO… Los Fobosa wydaje się prze­są­dzo­ny, ponie­waż jest on dość kruchy i niezbyt gęsty. Zda­rza­ją się jednak obiekty o wystar­cza­ją­co mocnej struk­tu­rze, aby znosić nisz­czy­ciel­skie dzia­ła­nie gra­wi­ta­cyj­nych sił pły­wo­wych. Należą do nich księ­ży­ce paster­skie, jak np. Pro­me­te­usz czy Pandora krążące wokół Saturna w pobliżu jego pierścieni.