Кільця Сатурна і його найбільший супутник виникли внаслідок космічної катастрофи

Учені вважають, що кільця Сатурна і його найбільший супутник, Титан, могли виникнути внаслідок зіткнень між супутниками газового гіганта. Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Для свого дослідження астрономи використовували дані космічного апарату "Кассіні", який з 2004 до 2017 року вивчав Сатурн і його головні супутники, найбільшим з яких є Титан.

Апарат "Кассіні" виміряв внутрішній розподіл маси Сатурна, який визначає повільне коливання осі обертання планети (прецесію). Протягом десятиліть учені вважали, що період прецесії Сатурна збігається з періодом прецесії Нептуна, що давало змогу гравітаційній взаємодії двох планет поступово нахиляти Сатурн і давати нам змогу ясно бачити його кільця.

Але спостереження "Кассіні" показали, що маса Сатурна дещо більше сконцентрована в його центрі, ніж очікувалося, змінивши швидкість прецесії так, що вона більше не збігається зі швидкістю обертання Нептуна. Щоб пояснити це, вчені припустили, що у Сатурна колись був додатковий супутник, який був викинутий після зближення з Титаном і розпався, утворивши кільця планети.

У новому дослідженні вчені використовували комп'ютерні симуляції, щоб визначити, чи може додатковий супутник наблизитися до Сатурна досить близько, щоб утворити кільця. Найімовірнішим результатом було зіткнення додаткового супутника з Титаном.

За словами вчених, Гіперіон, найменший з основних супутників Сатурна, дав найважливішу підказку про історію системи. У симуляціях, де додатковий супутник мав нестабільну орбіту, Гіперіон часто зникав. Учені встановили, що зв'язок Титана і Гіперіона існує кілька сотень мільйонів років. Це приблизно той самий період, коли зник додатковий супутник Сатурна. Можливо, Гіперіон став результатом розпаду цього супутника. Якщо він і ще один зниклий супутник утворили Титан, то це призвело до утворення Гіперіона.

Нова модель припускає, що Титан утворився внаслідок злиття двох давніших супутників: один мав майже такий самий розмір, як і Титан, а інший був меншим. На це вказують особливості поверхні Титана, а також його орбіта.

Якщо Титан утворився внаслідок злиття двох супутників, то звідки взялися кільця Сатурна? Понад десять років тому вчені припустили, що кільця — це уламки від зіткнень супутників, розташованих ближче до Сатурна. Ця ідея була підтверджена моделюванням. Результати показали, що більша частина уламків збереться назад у супутники, а частина уламків утворить кільця Сатурна.

Довгі роки вважалося, що зіткнення супутників було викликано Сонцем, але нове дослідження показують, що це ще один результат утворення Титана. Ексцентрична орбіта Титана може дестабілізувати орбіти внутрішніх супутників. Тому їхні орбіти подовжуються, спрямовуючи їх до зіткнень із сусідніми супутниками.

Хоча невідомо, коли стався цей катаклізм, він мав статися після створення Титана, що узгоджується з передбачуваним віком кілець, який становить близько 100 мільйонів років.

Місія NASA Dragonfly, яка прибуде на Титан 2034 року, допоможе перевірити висновки нового дослідження.

Як уже писав Фокус, астрофізики знайшли докази того, що головна теорія вчених про природу Всесвіту може бути неправильною. Вчені вважають, що основою Всесвіту є океан "розмитої" речовини.