Jak długo działają pierścienie planetarne?

Jestem zaskoczony, że zgodnie z moją najlepszą wiedzą to pytanie nie zostało zadane wcześniej (tutaj ani w fizyce). Jest to taki, o który mógłbym zapytać, kiedy byłem trochę młodszy, i taki, który, jak sądzę, spytają inni ludzie.

W każdym razie jasne jest, że pierścienie Saturna nie utworzą księżyca , i to samo może dotyczyć innych układów pierścieniowych. Jednak zgaduję, że nie będą trwać wiecznie (to tylko przypuszczenie).

Jak długo trwają pierścienie planetarne? Jakie mechanizmy mogą spowodować ich rozproszenie / rozpadnięcie się / koniec? Domyślam się, że efekt Poyntinga-Robertsona mógłby wejść w grę, ale nie jestem pewien.

I dla każdego ciekawego, tak, sprawdziłem tylko dla zabawy, a Yahoo Answers miał mnóstwo naprawdę, naprawdę złych, nieposiadających i najprawdopodobniej niedokładnych odpowiedzi (biorąc pod uwagę, że nie było konsensusu), począwszy od „3 milionów lat” do „13–18 miliardów lat” na „na zawsze”.

Wydaje się (i nie jestem ekspertem), że ewolucją pierścienia Saturna rządzą głównie „lepkie rozprzestrzenianie się” - zderzenia między cząsteczkami pierścienia; a także przez interakcje z księżycami Saturna (rezonanse); i bombardowanie materiałem meteorologicznym.

Wydaje się, że nie ma konsensusu co do wieku systemu pierścieniowego. Większość teorii ich powstawania ma to miejsce na wczesnym etapie życia Układu Słonecznego, ale istnieją obserwacje, które sugerują niewielkie zanieczyszczenie materiałem meteorytowym, a zatem, że pierścienie są młode.

Według Salmon i in. (2010) lepkość w pierścieniu ma kluczowe znaczenie dla jego ewolucji, a zatem szacuje wiek i długość życia. Gdy tarcza rozprzestrzenia się z powodu lepkości, sama lepkość zmniejsza się, spowalniając ewolucję, a zatem układ pierścieniowy może nie opróżniać się przez wiele miliardów lat. Z drugiej strony porównanie lepkich modeli rozprzestrzeniania z bieżącym profilem gęstości pierścieni Saturna sugeruje, że mają one znacznie mniej niż miliard lat. Należy jednak zauważyć, że inni autorzy zastosowali podobne modele, aby argumentować, że pierścienie Saturna rzeczywiście powstały 4,5 miliarda lat temu i były znacznie masywniejsze (o współczynnik ) niż są dzisiaj! (Charnoz i in. 2011)$>100$

Czasy życia pierścienia różnią się ogromnie w zależności od kierunku obrotu pierścienia i okresu obrotu planety. Pierścienie wsteczne powrócą po kilku milionach lat.

Jeśli planeta obraca się wolniej niż 4,48 razy niższy okres na orbicie, wówczas wszystkie części pierścieni poniżej 2,7 rp zostaną spowolnione pływowo i ostatecznie wrócą. Jeśli, podobnie jak Saturn, okres planetarny jest krótszy niż 4,48 razy niż okres niskiej orbity, wówczas pierścienie zewnętrzne będą wspierane pływowo i będą miały dłuższe życie.