Новые исследования показывают, что знаменитые кольца Сатурна и два его крупных спутника – Титан и Гиперион – могли возникнуть в результате катастрофического столкновения между двумя древними прото-лунами сотни миллионов лет назад. Результаты, опубликованные в Planetary Science Journal, опровергают давние предположения о стабильности системы Сатурна и предлагают убедительное объяснение её неожиданно молодому возрасту.
Молодая и Неспокойная Сатурнианская Система
Десятилетиями учёных озадачивало относительно недавнее формирование колец Сатурна, по оценкам, всего несколько сотен миллионов лет назад. Это удивительно молодо, учитывая 4,5-миллиардную историю планеты. Новая модель предполагает, что эта молодость – не аномалия, а скорее свидетельство драматической перестройки, изменившей всю систему.
Ключом к этой теории является причудливая орбита Гипериона, небольшого, неправильной формы спутника, зафиксированного в 4:3 орбитальном резонансе с Титаном. Моделирование показывает, что Титан сместился наружу примерно на 4–5% с момента, как два спутника стали гравитационно связаны. Это говорит о том, что текущая конфигурация не является первобытной, а результатом недавних динамических изменений.
Потерянная Луна и Рост Титана
Исследовательская группа под руководством Матии Цука из SETI Institute предполагает, что между Титаном и Япетом когда-то существовала третья луна среднего размера, получившая название «прото-Гиперион». По мере расширения орбиты Титана эта дополнительная луна была ввергнута в хаос и в конечном итоге столкнулась с Титаном.
Это столкновение было бы не просто единичным событием. Оно разрушило бы давний спин-орбитальный резонанс между Сатурном и планетами, изменив наклон планеты. Обломки от удара могли аккрецировать в сегодняшний Гиперион, объясняя его низкую плотность и пористую, кучную структуру.
Формирование Колец и Нестабильность Системы
Нестабильность не ограничивалась внешней сатурнианской системой. Исследователи предполагают, что взволнованный Титан мог дестабилизировать внутренние спутники Сатурна посредством резонансных взаимодействий. Столкновения и переаккреция среди этих лун могли создать материал, из которого сформировалась современная кольцевая система. Это связывает молодой возраст колец с тем же событием, которое создало Гиперион и переформировало внешнюю систему.
Доказательства и Будущие Испытания
Независимые доказательства, включая массу и состав колец, уже указывали на молодой возраст. Новая модель предоставляет правдоподобный механизм для этой недавней активности. Моделирование команды показывает, что такие столкновения происходят часто при правильных условиях, и что последствия соответствуют наблюдаемым орбитальным наклонам и эксцентриситетам спутников Сатурна.
«Гиперион, самый маленький из крупных спутников Сатурна, дал нам самую важную подсказку об истории системы», — сказал доктор Цък.
Будущие орбитальные, геофизические и геологические данные – особенно с миссий, нацеленных на спутники Сатурна – будут необходимы для проверки этого сценария. Однако, как заключают авторы, всё больше доказательств указывает на динамически активную и относительно молодую сатурнианскую систему, сформированную недавними, драматическими событиями.
