Egyes nagy tömegű csillagok szupernóva-robbanásai elpusztítják a csillagukhoz közel keringő bolygókat. Ugyanakkor a szupernóva-robbanásban kidobott anyagból új bolygók is születhetnek (halál utáni bolygók (ang. after-death planets) vagy második generációs bolygók).

Hasonlóképpen születhet új hold egy már elpusztult, korábbi hold maradványaiból. Lehetséges, hogy a Cassini űrszonda egyes képein éppen ennek nyomait láthatjuk, bár magát a holdat nem.

19. századi elméleti számolásokból (Maxwell, 1859) tudjuk már és spektroszkópiai mérésekből (Keeler, 1895) bizonyíték is lett rá, hogy a Szaturnusz gyűrűrendszere apró, a mikrométerestől a méteresig, esetleg a nagyobb átmérőjű tartományba eső törmelékből áll. A Szaturnuszt meglátogató űrszondák képei ezt megerősítették. A törmelék úgy keletkezett, hogy az árapályerők és/vagy gravitációs perturbációk hatására egy vagy több szaturnuszhold túl közel került a Szaturnusz ún. Roche-határához, és az árapályerők darabokra tépték. A darabok törmelékként folytatják útjukat, és közel körpályára állva a Szaturnusz körül létrehozták a szinte mindenkit lenyűgőző szép gyűrűrendszert.

(A Roche-határ az a határ egy égitest körül, amin belülre kerülve az árapályerők lassan vagy gyorsan darabokra tépik a bekerült kisebb holdat, bolygót, csillagot… Ha a két égitest sűrűsége azonos, akkor a Roche-határ a nagyobb égitest sugarának 2,44-szerésre van annak középpontjától. Más sűrűségértékekre a határ kissé másutt van.)

A Szaturnusz gyűrűi tehát nem állandó képződmények, nem a bolygóval együtt születtek. (A Szaturnusz gyűrűinek koráról régebben azt gondolták, hogy nagyon idősek, esetleg majdnem a bolygóval egyidősek, mert valamelyik volt holdját nem sokkal a bolygókeletkezés után már széttépte. A Cassini műhold adatainak elemzése ezzel ellentétes következtetésre jutott. Eszerint a gyűrűk csak 10 millió – 100 millió évesek, és legfeljebb még 300 millió évig lesznek láthatók, utána részben a Szaturnuszba hullanak, részben kiürülnek és eltávozik anyaguk. A bolygóhoz túl közel merészkedő kisbolygókból vagy üstökösökből is kialakulhat rövid élettartamú, ritkás gyűrű, szintén árapályerők általi széttépés hatására.)

A bolygók és a reguláris holdak planetezimálokból keletkeztek, a többi hold pedig befogott kisbolygóból vagy üstökösből alakult ki. A planetezimálok pár méterestől több száz kilométeresig terjedő bolygókezdemények, amelyek összetapadhatnak, ha egymáshoz lassú sebességgel érkeznek. A nagyobbra nőtt planetezimálok újra összetapadhatnak másokkal, sőt, ha elég nagy lesz a gravitációjuk, már magukhoz vonzhatják a kisebb kőzetdarabokat és gázt, jeges üstökösmagokat is. Ezzel tovább híznak, akár hold- vagy bolygóméretűre is. Ez a folyamat zajlott le a Naprendszer keletkezése idején is, jó 4,6 milliárd évvel ezelőtt.

A Szaturnusz gyűrűjében vagy bármely más bolygógyűrűben lezajolhat-e hasonló folyamat? Vajon összeállhat-e a gyűrű törmelékanyaga új holddá, amolyan második generációs holddá? Születhet-e így új hold egy halott, elpusztult holdból? Az elméleti csillagászat válasza: igen, lehetséges. Érdekes, hogy talán sikerült ilyet megfigyelni a Cassinival a Szaturnusz esetében.

Mi körül	Felfedezés éve	Felfedező	Felfedezés módszere	Megjegyzés
Szaturnusz	1655	Christiaan Huygens	Távcsőbeli kép	A gyűrűk könnyen láthatók már 5 cm-es távcsővel is, 30x-os vagy nagyobb nagyítással
Uránusz	1977	Kuiper Repülő Obszervatórium, Eliot, Dunham, Milk	Csillagfedésekkel	A gyűrűk (pontosabban csak gyűrűívek) elfedtek egy csillagot. A Voyager-2 és a HST a felfedezést megerősítette és további gyűrűíveket találtak
Jupiter	1979	Voyager-1	Műholdas képek	Pici, vékony gyűrűk.
Neptunusz	1989	Voyager-2	Műholdas képek
(10199) Chariklo	2013		Csillagfedésekből	Két gyűrű, valószínűleg ütközések nyomán alakultak ki
(2060) Chiron	2015		Csillagfedésekből	1993, 1994 és 2011-beli csillagfedések újraanalizálásával gyanítják a gyűrűrendszer létét, de a gyűrűk létezését még nem tekintik bizonyítottnak
(136108) Haumea	2017		Csillagfedésekből	Két holdja is van a gyűrűn kívül

Az elméleti válasz tehát igen, azzal a feltétellel természetesen, hogy a gyűrű anyagának elég sűrűnek kell lennie ahhoz, hogy ezek a törmelékdarabok könnyen találkozhassanak és összetapadhassanak a gyűrű élettartamán belül. Az Uránusz íves gyűrűi valószínűleg erre alkalmatlanok – egyszerűen nincs elég anyag bennük ehhez, sőt, még ahhoz sem, hogy teljes gyűrűt kapjunk, ne csak teljes kört ki nem adó gyűrűíveket. A Jupiter gyűrűi főleg csak porból állnak, nagyobb szikladarabok nincsenek benne jelentős számban. A Szaturnusz gyűrűrendszere azonban nagy, széles – az egyes gyűrűk többnyire 30 – 25 000 km vastagok (a belső és a külső sugaraik között mérve), bár némelyik eléri a 300 ezer km-es vastagságot is. A gyűrűkben sok törmelékanyag van. A gyűrűk nem túl vastagok: az anyag többsége a gyűrű síkjára merőlegesen mindössze 9-10 méter vékonyan helyezkedik el, de a finom poranyaguk 3 km-esre is megnöveli a gyűrű vastagságát.

A 3,26 milliárd dollárba kerülő Cassini űrszonda és a hozzá kapcsolódó kiegészítője 1997-ben indult a Földről, 2004-ben érkezett a Szaturnuszhoz. 2005-ben egy leszállóegysége, a Huygens a Titán felszínén landolt és ereszkedése közben, illetve a felszínről képeket küldött és méréseket végzett. A Cassini 294-szer kerülte meg különböző sugarú pályákon a Szaturnuszt és 453 048 darab képet készített küldetése során. 17 ország vett részt a projektben, köztük Magyarország is, ahonnét a KFKI két műszert is elhelyezett a Cassini fedélzetén.

2014-ben tűnt fel Carl Murray-nek, a Queen Mary University of London csillagászának, hogy a Szaturnusz legkülső, A jelű gyűrűjében egy mintegy 1000 km hosszúságú sűrűsödés látszik a Cassini némelyik képén. A sűrűsödést egy születőben lévő, jelenleg talán csak 1 km nagyságú új szaturnuszholddal lehetne magyarázni. Ez a méret túl kicsi ahhoz, hogy a Földről, a Föld körül keringő jelenlegi űrtávcsövekkel, vagy akár a Cassini felvételein látni lehessen a magzatholdat (a Cassininek túl messze volt). Az elérhető adatok alapján nem lehetett eldönteni, hogy az új hold az utóbbi néhány évben vagy 1 millió évvel ezelőtt alakult csak ki. Sokkal régebben viszont nem lehetett, mert a várakozások szerint vagy széttöredezik a gyűrűben a gyűrű törmelékanyagával való ütközések miatt, vagy az árapályerők és a többi hold perturbációja elviszi a gyűrűből.

Az objektumot a Cassini 2013-as képein 2014. április 15-én, éppen a felfedező anyósának születésnapján találták meg. Ezért az anyósról Peggy-nek nevezték el a születőben lévő holdacskát. Eredetileg a Szaturnusz Prometheus holdját szerette volna Murray vizsgálni, de a Prometheus mellett a születőben lévő hold által keltett anyagcsomók is feltűntek a képeken.

Néhány csillagásznak, pl. Jeff Cuzzi-nak a NASA Ames Centerből nem volt túl sok kétsége azzal kapcsolatban, hogy Murray egy frissen született vagy éppenséggel még születőben lévő holdat talált. Ugyanakkor hozzátette, hogy a hold jövőbeni sorsa izgalmas kérdés: kijön-e a gyűrűből pormentes pályára, és keringeni fog-e a Szaturnusz körül, vagy a gyűrűbeli ütközések miatt szétesik nemsokára?

Ez megnyitja a lehetőséget az előtt is, hogy esetleg a gyűrűben keletkezett holdak csupán átmeneti képződmények, születésük után valamennyi idővel akár el is pusztulhatnak könnyedén a gyűrű alkotóelemeivel való ütközésben.

A 2013-as felfedezés után (https://www.scientificamerican.com/article/saturn-s-rings-birth-a-new-moon/) azt remélték, hogy a Cassini 2016-ban elég közel kerülhet az A-gyűrű azon részéhez, ahol az új holdat sejtették, és közelebbi, jobb felbontású képeken feltűnhet az égitest. (A Cassini 2017. szeptember 15-én fejezte be működését.)

2014-ben azonban a Peggy névre keresztelt holdacska (angolul: moonlet) mozgása arra utalt, hogy szétesőben van.

Mégis, 2016-ban, a várt helyen felbukkant ismét a Peggy és 2015-ös képeken is megtalálták! A születőben lévő hold létezik, de 2015-ben egy ütközésen mehetett keresztül, és anyag vált le róla, ezért 2016-ban kisebbnek becsülték akkori méretét, mint korábban a 2013-as méretét. A Peggy mögött néhány fokkal haladt a levált rész, amit Peggy B-nek neveztek el – ezt szintén nem látni közvetlenül, csak a gravitációs ereje által keltett anyagsűrűsödéseket. A 2013-as képeken ilyen nem látszik, csak a 2016-osokon; a Peggy B valószínűleg 2015-ben vált le a fő testről.

A Cassini képeinek felbontása általában 10 km/pixel körül volt, amikor a Peggy-t felfedezték. (A felbontás a Cassini pályájától, vagyis a célponttól való távolságtól is erősen függ.) A Cassini „Grand Finale”-ja alatt azonban a felbontás 3 km/pixel volt a Peggy pozíciójánál, de így sem sikerült megpillantani – tehát biztosan kisebb 3 km-nél az átmérője. (A megfelelő kamera a várt pozíciójára nézett.) Ez egyébként jó egyezésben van az elméleti várakozásokkal, amelyek szerint a Peggy legfeljebb 1-5 km-es lehet. Ezt a várt méretet a gyűrűre kifejtett hatásából és becsült sűrűségéből lehet tudni (a sűrűség nyilván közel lehet a gyűrűbeli anyagdarabok sűrűségéhez, hiszen abból épül fel a holdacska is).

Természetesen némi óvatosság és fenntartás szükséges ezeknek az eredményeknek az elfogadásakor. Magát a Peggy-t nem látták közvetlenül egyik képen sem, de nehéz mást elképzelni, mint hogy a sűrűsödést egy születőben lévő holdacska okozza. Remélhetőleg valamelyik következő űrmissziónak sikerül közeli képeket készíteni róla a nem túl távoli évtizedekben, és akkor hivatalosan is a Szaturnusz holdjának tekintik majd. Mindenesetre nem kicsit lehetünk szerencsések, ha tényleg egy születőben lévő holdat láttunk…

További források:

https://www.nationalgeographic.com/science/article/the-sad-story-of-peggy-saturns-newest-moon

https://www.bbc.com/news/science-environment-38599645

https://www.wnycstudios.org/podcasts/takeaway/segments/baby-moon-saturn-births-peggy

https://www.jpl.nasa.gov/images/pia18078-commotion-at-rings-edge-may-be-effect-of-small-icy-object

https://www.csillagaszat.hu/tudastar/csillagaszati-eszkozok/urszondak/egy-hold-szuletese-cassini/