Как исчезнувшая луна изменила систему Сатурна

Кольца Сатурна кажутся вечными, но всё больше данных говорит о том, что они появились сравнительно недавно. Новое исследование предлагает неожиданное объяснение: их рождение может быть связано с исчезнувшей луной и гигантским столкновением, которое также сформировало крупнейший спутник планеты — Титан.

Молодые кольца древней планеты

С Земли кольца Сатурна выглядят как нечто неизменное и почти вне времени. Однако данные космической миссии 

Полученные измерения показали, что масса колец относительно невелика, а их яркость и чистота льда указывают на сравнительно недавнее происхождение — возможно, около ста миллионов лет назад. По космическим меркам это почти вчера. Такая «молодость» потребовала объяснения: что могло создать столь впечатляющую структуру уже в зрелом возрасте планетной системы?

Роль Титана в недостающем звене

Ключ к разгадке может скрываться в истории крупнейшего спутника Сатурна.

Титан выделяется среди всех лун Солнечной системы плотной атмосферой и сложной химией. В новом исследовании, выполненном группой под руководством учёного из Института поиска внеземного разума, выдвинута гипотеза: Титан мог образоваться в результате столкновения двух более ранних спутников.

В этой модели существовали «Прото-Титан» и меньший спутник, условно названный «Прото-Гиперион». Их сближение завершилось слиянием, которое полностью изменило поверхность будущего Титана. Это могло объяснить относительную «молодость» его рельефа и сравнительно малое число ударных кратеров.

Подсказка от Гипериона

Особое значение в новой гипотезе имеет спутник Гиперион — неправильной формы тело, вращающееся хаотично. Он находится в орбитальном резонансе с Титаном: их периоды обращения связаны устойчивым гравитационным соотношением.

Численные моделирования показали, что если в системе существовала дополнительная луна, её орбита могла стать нестабильной. В большинстве таких сценариев Гиперион разрушался. Однако сегодня он существует, а его резонанс с Титаном, судя по расчётам, сформировался всего несколько сотен миллионов лет назад. Это совпадает по времени с предполагаемым исчезновением дополнительного спутника.

Возможное объяснение состоит в том, что Гиперион не пережил хаос, а возник из обломков после столкновения «Прото-Титана» и его спутника-компаньона.

Как возникли кольца

Если Титан образовался в результате гигантского слияния, оно могло запустить цепную реакцию в системе Сатурна. Орбита Титана сегодня слегка вытянута и постепенно становится более округлой — признак сравнительно недавнего гравитационного возмущения.

Когда крупный спутник мигрирует наружу, он может входить в орбитальные резонансы с внутренними лунами. В таких конфигурациях гравитационное воздействие усиливается. Малые спутники получают вытянутые орбиты, что повышает вероятность столкновений между ними.

Часть обломков после таких ударов могла вновь объединиться в новые луны. Но часть материала постепенно спирально приблизилась к планете и растянулась в плоский диск — так могли сформироваться современные кольца Сатурна.

Связь с данными космических миссий

Подробные измерения внутренней структуры Сатурна показали, что распределение массы внутри планеты отличается от прежних ожиданий. Это повлияло на скорость прецессии её оси вращения — медленного «покачивания» в пространстве. Ранее предполагалось, что эта прецессия синхронизирована с Нептуном, но новые данные нарушили такую картину. Модель с исчезнувшей луной помогает устранить это расхождение.

Будущая миссия к Титану может дать дополнительные подтверждения. Если на поверхности будут обнаружены признаки мощного удара возрастом около 500 миллионов лет, это станет серьёзным аргументом в пользу гипотезы о гигантском столкновении.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Насколько вероятна жизнь на Титане?

Интересный факт

Титан — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой и стабильными озёрами, правда, они заполнены не водой, а жидким метаном и этаном. Если гипотеза о его «двойном рождении» подтвердится, то этот необычный мир окажется результатом одного из самых масштабных столкновений в истории планетных систем.

Таким образом, кольца Сатурна и его крупнейшая луна могут быть не просто соседями, а продуктами одного драматического события. Космическая история планет нередко оказывается гораздо более динамичной и бурной, чем мы привыкли думать.