A pesquisa, baseada nos dados da etapa final da missão Cassini da NASA, sugere que Saturno pode não ter tido inicialmente seus anéis. O planeta existe há 4,5 bilhões de anos, mas, cerca de 160 milhões de anos atrás, uma lua se desviou e ficou muito perto do gigante gasoso, se afastando e despedaçando, o que teria provocado um rastro de fragmentos de gelo em torno do planeta.
"Assim como a crisálida de uma borboleta, este satélite estava muito adormecido e de repente se tornou ativo, e os anéis emergiram", disse Jack Wisdom, professor de ciência planetária do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e principal autor do estudo.
O professor Scott Tremaine, do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, que não esteve envolvido na pesquisa, descreveu as descobertas como "notáveis" devido ao seu potencial de resolver vários quebra-cabeças sobre Saturno com "uma hipótese ousada, mas plausível".
A equipe de Wisdom inicialmente decidiu explicar por que Saturno está inclinado por cerca de 27 graus em seu eixo. Modelos teóricos indicaram que a inclinação provavelmente foi devido a Saturno estar preso em uma ressonância gravitacional com Netuno. Mas esses tipos de modelos são muitas vezes sensíveis a pequenas mudanças em uma ampla gama de variáveis.
Como a missão Cassini, que orbitou Saturno de 2004 a 2017, forneceu inúmeros dados, desde a composição interna de Saturno até a dinâmica das 83 luas do planeta, a explicação original se desmoronou. Esses novos detalhes sugeriram que Saturno tinha, em algum momento no passado, caído fora "das garras" de Netuno.
Isso levou os cientistas a procurarem possíveis eventos disruptivos que poderiam ter causado isso. O cenário da lua perdida forneceu uma explicação inesperada para os dados. "Começamos por tentar explicar a inclinação de Saturno", disse Wisdom. "Mas descobrimos que tínhamos que propor um satélite extra e depois nos livrar do satélite novamente."
Wisdom e seus colegas fizeram simulações para determinar as propriedades da lua hipotética. Estes sugeriram que, entre 100 milhões e 200 milhões de anos atrás, essa lua entrou em uma zona orbital caótica e experimentou uma série de encontros próximos com as luas de Saturno, Iapetus e Titã. Finalmente, ao chegar muito perto de Saturno, a lua se partiu em fragmentos, deixando um anel cheio de detritos em seu rastro.
A perda do satélite explicaria a inclinação atual de Saturno e seus anéis. Também seria consistente com as propriedades químicas dos anéis, que datam de cerca de 100 milhões de anos.
"Nunca saberemos ao certo se um satélite extra já esteve presente no sistema de Saturno, mas explicar [vários] quebra-cabeças com uma hipótese é um bom retorno do investimento", disse Tremaine.
Os anéis de Saturno pesam cerca de 15 milhões de trilhões de kg e são feitos quase inteiramente de gelo – cerca de 95% dos quais é água pura, enquanto o resto é rocha e metais.