Благодаря многолетней работе автоматической межпланетной станции «Кассини» (Cassini) было сделано множество открытий о Сатурне и его спутниках. Изучение данных, собранных этой миссией, продолжается до сих пор. Недавнее исследование предлагает новую версию происхождения наиболее ярких колец Сатурна и его крупнейшего спутника – Титана.

Работа Института SETI, принятая к публикации в журнале Planetary Science Journal, рассматривает гипотезу, согласно которой Титан мог сформироваться в результате слияния двух более древних спутников. Ключевую роль в пересмотре модели сыграли измерения «Кассини» на последнем этапе миссии, когда станции находилась на низкой орбите около планеты. Данные станции показали, что яркие кольца Сатурна сравнительно молоды, а орбита Титана со временем заметно меняется.

Аппарат уточнил распределение массы внутри Сатурна, что позволило ученым лучше измерить скорость прецессии – медленного изменения ориентации оси вращения планеты. Ранее считалось, что прецессия Сатурна находится в резонансе с Нептуном, однако новые данные показали, что это не так. Это несоответствие побудило исследователей предположить, что в прошлом у Сатурна существовал дополнительный спутник, который впоследствии исчез.

Американские ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы проверить, мог ли такой спутник приблизиться к планете достаточно близко для образования колец. Наиболее подходящим под наблюдаемую картину оказался не сценарий постепенной дезинтеграции небольшого тела, а сценарий его столкновение с Титаном. Особое внимание ученых привлекла орбитальная связь Титана с малым спутником Гиперион. Модели показали, что их текущий резонанс возник недавно – ему всего несколько сотен миллионов лет. В сценариях, где «лишний» спутник становился динамически нестабильным, Гиперион часто исчезал. Это позволило авторам предположить, что он мог образоваться из обломков, оставшихся после слияния двух тел.

Согласно предложенной модели, современный Титан возник в результате объединения двух тел: крупного «прото-Титана» и меньшего «прото-Гипериона». Их столкновение может объяснить относительно малое количество ударных кратеров на поверхности Титана — они были бы стерты в процессе переработки поверхности. Кроме того, нынешняя слегка вытянутая орбита Титана, постепенно становящаяся более круговой, может быть следствием сравнительно недавнего гравитационного возмущения. Эта гипотеза также позволяет объяснить наклон орбиты другого удаленного спутника, Япета.

Ученые предполагают, что формирование колец связано со вторым этапом динамической нестабильности системы. После образования Титана его орбита стала более эксцентричной и могла входить в орбитальные резонансы с внутренними спутниками. В такие периоды их орбиты вытягивались, что увеличивало вероятность столкновений. Большая часть образовавшихся обломков со временем вновь собиралась в спутники, однако часть вещества сместилась ближе к планете и сформировала систему колец.

Проверить эту гипотезу поможет миссия Dragonfly, которая должна прибыть к Титану в 2034 году. Аппарат будет изучать геологию и химию поверхности спутника. Если будут обнаружены признаки масштабной переработки коры или следы древнего глобального столкновения, это станет дополнительным аргументом в пользу модели слияния.

• < Назад
• Вперёд >