» » Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений

Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений

Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений

Завтра, 19 октября, профессор Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) Эрик Асфауг представит на ежегодной конференции планетологической секции Американского астрономического общества в Рено (Невада, США) модель, согласно которой размерные странности сатурнианских лун имеют вполне логичное объяснение.

Учёный полагает, что система спутников Сатурна некогда была составлена из целой группы крупных тел, сравнимых с четырьмя крупнейшими лунами Юпитера (галилеевы луны). В системе Юпитера на них приходится 99,998% всей массы спутников, хотя их у этой планеты многие десятки. При этом никаких средних по размеру лун там нет вовсе.

Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений
Титан среди спутников Сатурна выглядит соответственно своему названию. А вот у галилеевых лун Юпитера (внизу) такого вопиющего неравенства нет. (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL.)

«Мы думаем, что планеты-гиганты получили свои спутники так же, как Солнце получило планеты, повторяя в миниатюре процессы развития Солнечной системы и тоже пройдя через серию столкновений, — считает г-н Асфауг. — В модели системы Сатурна мы предположили, что Титан вырос в ходе пары столкновений гигантских масштабов, в результате каждого из которых массы взаимодействующих тел складывались, порождая в качестве сброса небольшое семейство лун среднего размера».

Теория логична в том, что мы уже наверняка знаем: нечто подобное случилось с Землёй. Именно в итоге таких столкновений рядом с нами возникла Луна, весьма схожая с нашей планетой по составу. Следовательно, как и в случае с Луной, среднеразмерные спутники Сатурна должны состоять из того же материала, что и Титан.

Любопытно, что модель объясняет не только появление лун «промежуточного» размера и массы, но и чрезвычайно активную геологию и орбитальную динамику «средневесов»: после серии столкновений их поверхность должна была подвергнуться мощнейшим геологическим воздействиям. А они, между прочим, долго смущали астрономов: достаточно вспомнить о пресловутой Стене Япета, кольцевом горном хребте, что опоясывает по экватору спутник Сатурна Япет. «Стена» имеет ширину и высоту до 20 км (самая высокая горная цепь в Солнечной системе) при протяжённости в 1 300 км. Немало для небесного тела с диаметром в 1 450 км, верно? А вот и другой странный момент, объясняемый новой гипотезой: орбита Титана некруговая, а её эксцентриситет равен внушительным 0,0288, да и плоскость орбиты отклонена от экватора Сатурна и плоскости колец на 0,348?.

С другой стороны, если Титан приобрёл значительную часть всей массы в итоге слияний, то теперь отчасти можно объяснить и его плотную атмосферу, которая мало того что вчетверо плотнее земной при всемеро меньшей гравитации, так ещё и весит больше всей атмосферы Земли и в несколько раз толще (плотный газ там есть на высоте 400 км: на аналогичной высоте около Земли свободно летает МКС). Причина наличия атмосферы плотнее земной у тела с гравитацией, вдвое с лишним уступающей марсианской, где атмосфера в несколько сот раз разряженней, чем на Титане, давно волновала учёных. Но если в ходе столкновений значительная часть лёгких элементов и газов была позаимствована у лун-предшественников, в то время как нынешним среднеразмерным лунам достались лишь компоненты водного льда, то феномен атмосферы Титана до некоторой степени может стать менее загадочным.

Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений
Стена Япета и вдали (вверху), и вблизи (внизу) выглядит внушительно. Вот только что забыла высочайшая горная цепь системы на теле, которое в 40 раз легче Луны?

Согласно компьютерному моделированию, при столкновении объектов с размерами с галилеевы луны должны образоваться богатые водным льдом спиральные рукава, происходящие из внешних слоёв взаимодействующих лун. При этом гравитационная перегруппировка таких рукавов со временем должна привести к образованию объектов, сходных по размерам с нынешним сатурновскими «середнячками».

Единственное, что не слишком ясно, — когда случились столкновения. Если в конце периода формирования спутников, то это было примерно 4,5 млрд лет назад. Если же система галилеевых лун устойчиво существовала у Сатурна долгое время, а затем была разрушена близким прохождением массивного тела, то почти на миллиард лет позже. Таким массивным телом мог быть, например, газовый гигант, как в модели Ниццы, в момент «болтанки» — активного и резкого колебания орбит больших планет (с 33-й секунды видео / с 880 млн лет от образования Солнечной системы):

В целом г-н Асфауг склоняется ко второму варианту, полагая, что серию столкновений спутников Сатурна спровоцировал «мародёрский пробег» Нептуна или Урана, которые, согласно модели Ниццы, «задели» Сатурн, перемещаясь от близких к Солнцу изначальных орбит к своим нынешним.

Соответствующее исследование принято к публикации в журнале Icarus.

Подготовлено по материалам Phys.Org.

19 сентябрь 2015 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

В Солнечной системе был ещё один газовый гигант

Сейчас основной теорией эволюции Солнечной системы считается модель Ниццы. Она предполагает, что после рассеивания изначального протопланетного диска четыре гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун —

На спутнике Сатурна исчезают кратеры

На планете Титан, крупнейшем спутнике Сатурна сами собой пропадают углубления. Это удалось обнаружить при помощи межпланетной станции «Кассини». Ученые считают, что необычное явление имеет важное

Гравитационный маневр Кассини

Космический аппарат Кассини произвёл крупнейший орбитальный маневр за последние 5 лет, который сделал орбиту станции близкой к экватору, то есть к плоскости колец Сатурна. При этом для

Ученые обнаружили близ полюсов Титана светящиеся газовые пятна

Яркие газовые пятна, светящиеся в сумерках и на рассвете вблизи Северного и Южного полюсов Титана, крупнейшего спутника Сатурна, обнаружила международная команда ученых в ходе исследования

Ледяные глыбы вокруг Сатурна

Космический аппарат "Кассини" показывает два спутника газового гиганта Сатурна. Земля - единственная планета в нашей Солнечной системе, которая имеет единственный спутник. В то время как у других

Как формируется атмосфера на Титане, спутнике Сатурна

Десятилетие назад крошечный, но мощный зонд «Гюйгенс» спустился в туманную атмосферу Титана. Этот спутник Сатурна представляет большой интерес для астробиологов, потому что по химическому циклу и
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Смотрите свежее видео с Марса (2021), которое отправлено китайской станцией «Тяньвэнь-1»Boston Dynamics обновила робота Spot. Что он теперь умеет?Особенности национального чаепития30 изображений с невероятными визуальными иллюзиямиКак ученые сделали качественную фотографию Луны, не летая в космос?Танец смычка Яши ХейфецаЧужое мнение оставляет след в нашем мозгеБернар Палисси и его «сельские глины»