Кольца Сатурна могут быть остатками древней луны

Новое исследование предполагает, что знаменитые кольца Сатурна могут быть результатом столкновения древней луны с планетой около 160 миллионов лет назад.

Названная Chrysalis, луна должна была вращаться вокруг газового гиганта в течение нескольких миллиардов лет, прежде чем столкнуться с ним и развалиться на части.

Исследователи из Массачусетского технологического института провели расчеты, которые отображали изменения оси вращения Сатурна с течением времени.

Их результаты предполагают, что когда-то вокруг Сатурна вращалось другое тело, но когда оно подошло слишком близко к газовому гиганту, его разорвало на куски и так образовались кольца.

Потеря этой луны также объясняет, почему Сатурн наклоняется под углом 26,7 градуса в своем вращении.

Ведущий автор исследования профессор Джек Уиздом сказал: «Точно так же, как куколка бабочки, этот спутник долгое время находился в состоянии покоя, а затем внезапно активизировался, и появились кольца».

С начала 2000-х годов астрономы полагали, что наклон Сатурна обусловлен «орбитальным резонансом» планеты с ее соседом Нептуном.

Две планеты имеют резонанс, если их орбитальные периоды синхронизированы и они оказывают регулярное гравитационное влияние друг на друга.

Теория резонанса возникла потому, что Сатурн «прецессирует» - или колеблется - поскольку он вращается почти с той же скоростью, что и орбита Нептуна.

Но наблюдения, сделанные космическим аппаратом НАСА «Кассини», который вращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 год, показали, что причиной колебания действительно может быть его самый большой спутник Титан. Это связано с тем, что Титан удаляется от Сатурна быстрее, чем ожидалось, со скоростью около 11 сантиметров в год, и потому гравитационное притяжение Луны может вызывать наклон планеты.

Однако эта теория опирается на момент инерции Сатурна - или на то, как масса распределяется внутри планеты - который до сих пор неизвестен.

Его наклон может вести себя по-разному, в зависимости от того, где материя более сконцентрирована в его ядре или ближе к поверхности.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые использовали некоторые из последних наблюдений, сделанных «Кассини», для составления карты гравитационного поля Сатурна.

Затем они использовали эти данные для моделирования распределения массы внутри планеты и расчета ее момента инерции.

Они были удивлены, обнаружив, что этот недавно выявленный момент инерции поместил Сатурн близко к Нептуну, но чуть за пределами резонанса с ним.

Это говорит о том, что планеты, возможно, когда-то были синхронизированы, но больше таковыми не являются.

Исследователи пересмотрели математические уравнения, которые описывают, как меняется ось вращения Сатурна с течением времени.

Они выдвинули гипотезу, что на наклон оси Сатурна могла повлиять потеря луны, поскольку это выбило бы его из резонанса с Нептуном.

Чтобы привести к этим явлениям, гипотетическая 84-я луна - Куколка - должна была быть размером примерно с третью по величине луну планеты Япет.

Команда пришла к выводу, что, находясь на орбите, Куколка притягивала Сатурн таким образом, чтобы его наклон находился в резонансе с Нептуном.

Однако Луна, вероятно, вошла в хаотическую орбитальную зону где-то между 200 и 100 миллионами лет назад.

Это означает, что спутник пережил ряд близких столкновений с Япетом и Титаном и в конечном итоге подошел слишком близко к Сатурну около 160 миллионов лет назад. Столкновение разорвало Кризалис на куски, позволив Сатурну и Нептуну потерять резонанс, поскольку гравитационное влияние Луны исчезло.

Непрерывная внешняя миграция Титана и ее влияние на резонанс Сатурн-Нептун привели к тому, что наклон Сатурна затем уменьшился, но остался на его текущем значении в 26,7 градуса. Небольшая часть массы Кризалиса оставалась подвешенной на орбите, распадаясь на ледяные куски и образуя кольца обломков.

Христина ДЕНИСЮК.

Источник: www.dailymail.co.uk