Van alle planeten in ons zonnestelsel is Saturnus misschien wel de mooiste. Van dichtbij glinsteren de ringen rond de planeet in zacht roze, grijs en bruin. Het is moeilijk om Saturnus zonder hen voor te stellen. Maar de ringen van Saturnus zijn geen permanent kenmerk. Sterker nog, ze zijn aan het verdwijnen.

Alle gasplaneten uit het zonnestelsel vertonen een systeem van ringen, maar dat is pas op het einde van de 20e eeuw ontdekt. Het ringensysteem van Saturnus is verreweg het opvallendste en ook al veel eerder waargenomen. In 1610 keek Galileo Galilei naar Saturnus en zag drie objecten in plaats van één. Vol verbazing hield Galilei het er op dat de planeet twee handvatten (ansae) had. Toen hij twee jaar later nog eens keek waren ze verdwenen, waarna ze twee jaar later weer verschenen, nu duidelijker dan ooit. Een halve eeuw later kon Christiaan Huygens dankzij de verbeterde telescooptechniek in 1655 als eerste bevestigen dat deze ansae eigenlijk een ring rond de planeet was. Huygens beschreef een dunne platte ring die de planeet nergens raakte.

Giovanni Cassini toonde in 1675 aan dat de ring in werkelijkheid uit twee ringen bestond, waartussen zich een scheiding bevond die later de naam Cassinischeiding kreeg. In 1858 bewees James Clerk Maxwell dat de ringen gruis en stukjes rots moesten bevatten.

We kijken naar de ringen van Saturnus in hun hoogtijdagen

De laatste inzichten zijn dat het een stelsel is van talloze minieme, afzonderlijke ringen met smalle, lege afscheidingen tussen deze ringen. De ringen zijn gemiddeld slechts zo’n 20 meter dik en bestaan uit ijs en meteorietstofdeeltjes. De ijs- en rotsblokken zijn van verschillende vorm en diameter, maar qua uiterlijke kenmerken lijken de ringen grote ronde platen. Het hele stelsel is concentrisch, wat veroorzaakt wordt door de vele maantjes van Saturnus, die zwaartekrachtschommelingen ondergaan en veroorzaken.

De ringen rond Saturnus verliezen elk jaar materiaal. Inkomende micrometeorieten en de straling van de zon verstoren de kleine, stoffige stukjes ringmaterie en elektriseren ze. De deeltjes, plotseling getransformeerd, belanden in de magnetische veldlijnen van Saturnus. Wanneer ze te dicht bij de top van de atmosfeer van Saturnus komen, trekt de zwaartekracht ze naar binnen en verdampen ze in de wolken van de planeet.

Astronomen noemen dit fenomeen “ring rain” (“ringregen”), en na verloop van tijd zal het verschijnsel het onderscheidende element dat voor ons Saturnus zo speciaal maakt, wegnemen totdat er niets meer over is. We kijken met andere woorden naar de ringen van Saturnus in hun hoogtijdagen, een prachtig gezicht dat, vanuit ons perspectief, onveranderlijk lijkt, maar op de grote schaal van de dingen vluchtig is.

We hebben nog 300 miljoen jaar

Het kan helpen om te weten dat het proces een tijdje gaat duren: wetenschappers schatten dat de ringen over ongeveer 300 miljoen jaar helemaal verdwenen zullen zijn. We hebben dus nog alle tijd om de schoonheid van de ringen van Saturnus te bewonderen en te bestuderen. Want hoewel astronomen begrijpen dat de ringen aan het verdwijnen zijn, weten ze er nog steeds niet alles over, inclusief hoe Saturnus ze in de eerste plaats heeft gekregen.

We kwamen voor het eerst echt dichtbij de ringen van Saturnus in de vroege jaren tachtig, toen NASA’s Voyager-ruimtevaartuig voorbij suisde tijdens een grootse tour langs de buitenste planeten. Destijds vermoedden wetenschappers dat de ringen waarschijnlijk ongeveer 4,6 miljard jaar geleden naast Saturnus werden gevormd, toen het zonnestelsel jong en onstuimig was. Met overal rondvliegende rotsachtige objecten, had een nieuwe planeet er gemakkelijk een paar kunnen vangen, ze om haar midden kunnen slingeren en ze door de zwaartekracht plat kunnen maken.

Saturnus had geen ringen toen dino’s op aarde rondliepen

Maar de flyby van Voyager suggereerde een ander verhaal. De waarnemingen legden de ringen gedetailleerder vast dan ooit tevoren en onthulden dat het systeem niet zoveel massa had als onderzoekers hadden voorspeld, wat betekende dat de ringen niet miljarden jaren oud konden zijn. De ringen moesten veel jonger zijn, misschien slechts 10 miljoen tot 100 miljoen jaar oud. Het ringenstelsel van Saturnus had net zo oud geleken als het zonnestelsel zelf; nu leek het erop dat de ringen niet eens bestonden toen dinosauriërs over de aarde begonnen te zwerven. Het zonnestelsel was toen tot rust gekomen, dus waar zou Saturnus de grondstof voor de ringen vandaan hebben?

In 2017 scheerde het NASA-ruimtevaartuig Cassini langs de ringen van Saturnus en stuurde zoveel mogelijk informatie naar huis voordat de sonde zichzelf vernietigde in de atmosfeer van de planeet. De laatste metingen bevestigden wat de Voyager-missies hadden waargenomen, namelijk dat de ringen niet massief genoeg waren om oud te zijn.

Hoe ringen ontstonden weten we nog steeds niet

De wetenschappelijke gemeenschap is nog steeds niet tot een consensus gekomen over het oorsprongsverhaal van de ringen van Saturnus. Maar als de ringen inderdaad kosmisch jong zijn, zeggen wetenschappers dat ze waarschijnlijk zijn gevormd toen een van de manen van Saturnus, die zelf vrij oud was, te dichtbij kwam en aan stukken scheurde. Die maan was waarschijnlijk niet eens een groot geval. Onze eigen maan zou kunnen worden gebruikt om duizenden ringsystemen zoals die van Saturnus te maken.

Toen Cassini tussen Saturnus en de ringen dook, konden we de hoeveelheid ringmateriaal meten dat naar de planeet stroomde. De Voyager-missie had al enig bewijs gezien van ringmateriaal dat in Saturnus lekte, maar met Cassini konden astronomen het fenomeen echt onderzoeken en hun beste schattingen maken voor hoe lang de ringen zouden blijven bestaan.

Ringen rond Mars op komst

Nog een goeie 300 miljoen jaar dus. Maar, dat wil niet zeggen dat misschien op een dag, nadat de ringen van Saturnus zijn verdwenen, het universum de planeet een nieuwe set kan geven. Jupiter, Uranus en Neptunus hebben allemaal ringen. Het zijn vage dingen, maar ze zijn er, en ze waren waarschijnlijk veel massiever lang geleden. Kosmische krachten zijn trouwens al aan het werk bij de volgende toevoeging van het zonnestelsel. Ergens tussen de 20 miljoen en 80 miljoen jaar zal Phobos, een kleine maan van Mars, waarschijnlijk uit elkaar vallen. De scherven zullen rond de rode planeet wervelen en zich vestigen in ringen rond Mars.

(kg)