Кольца Сатурна и его крупнейший спутник возникли в результате космической катастрофы

Ученые считают, что кольца Сатурна и его крупнейший спутник, Титан, могли возникнуть в результате столкновений между спутниками газового гиганта. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Для своего исследования астрономы использовали данные космического аппарата "Кассини", который с 2004 по 2017 год изучал Сатурн и его главные спутники, самым большим из которых является Титан.

Аппарат "Кассини" измерил внутреннее распределение массы Сатурна, которое определяет медленное колебание оси вращения планеты (прецессию). В течение десятилетий ученые считали, что период прецессии Сатурна совпадает с периодом прецессии Нептуна, что позволяло гравитационному взаимодействию двух планет постепенно наклонять Сатурн и давать нам возможность ясно видеть его кольца.

Но наблюдения "Кассини" показали, что масса Сатурна несколько более сконцентрирована в его центре, чем ожидалось, изменив скорость прецессии так, что она больше не совпадает со скоростью вращения Нептуна. Чтобы объяснить это, ученые предположили, что у Сатурна когда-то был дополнительный спутник, который был выброшен после сближения с Титаном и распался, образовав кольца планеты.

В новом исследовании ученые использовали компьютерные симуляции, чтобы определить, может ли дополнительный спутник приблизиться к Сатурну достаточно близко, чтобы образовать кольца. Наиболее вероятным исходом было столкновение дополнительного спутника с Титаном.

По словам ученых, Гиперион, самый маленький из основных спутников Сатурна, дал важнейшую подсказку об истории системы. В симуляциях, где дополнительный спутник имел нестабильную орбиту, Гиперион часто исчезал. Ученые установили, что связь Титана и Гипериона существует несколько сотен миллионов лет. Это примерно тот же период, когда исчез дополнительный спутник Сатурна. Возможно, Гиперион стал результатом распада этого спутника. Если он и еще один исчезнувший спутник образовали Титан, то это привело к образованию Гипериона.

Новая модель предполагает, что Титан образовался в результате слияния двух более древних спутников: один имел почти такой же размер, как и Титан, а другой был меньше. На это указывают особенности поверхности Титана, а также его орбита.

Если Титан образовался в результате слияния двух спутников, то откуда взялись кольца Сатурна? Более десяти лет назад ученые предположили, что кольца — это обломки от столкновений спутников, расположенных ближе к Сатурну. Эта идея была подтверждена моделированием. Результаты показали, что большая часть обломков соберется обратно в спутники, а часть обломков образует кольца Сатурна.

Долгие годы считалось, что столкновение спутников было вызвано Солнцем, но новое исследование показывают, что это еще один результат образования Титана. Эксцентричная орбита Титана может дестабилизировать орбиты внутренних спутников. Поэтому их орбиты удлиняются, направляя их к столкновениям с соседними спутниками.

Хотя неизвестно, когда произошел этот катаклизм, он должен был произойти после создания Титана, что согласуется с предполагаемым возрастом колец, составляющим около 100 миллионов лет.

Миссия NASA Dragonfly, которая прибудет на Титан в 2034 году, поможет проверить выводы нового исследования.

Как уже писал Фокус, астрофизики нашли доказательства того, что главная теория ученых о природе Вселенной может быть неверной. Ученые считают, что основой Вселенной является океан "размытого" вещества.