Нові дослідження показують, що знамениті кільця Сатурна і два його великі супутники – Титан і Гіперіон – могли виникнути внаслідок катастрофічного зіткнення між двома стародавніми прото-місяцями сотні мільйонів років тому. Результати, опубліковані в Planetary Science Journal, спростовують давні припущення про стабільність системи Сатурна і пропонують переконливе пояснення її несподівано молодому віку.
Молода та Неспокійна Сатурніанська Система
Десятиліттями вчених спантеличувало відносно недавнє формування кілець Сатурна, за оцінками, лише кілька сотень мільйонів років тому. Це напрочуд молодо, враховуючи 4,5-мільярдну історію планети. Нова модель передбачає, що ця молодість – не аномалія, а скоріше свідчення драматичної перебудови, яка змінила всю систему.
Ключем до цієї теорії є химерна орбіта Гіперіона, невеликого, неправильної форми супутника, зафіксованого в 4:3 орбітальному резонансі з Титаном. Моделювання показує, що Титан змістився назовні приблизно на 4-5% з моменту, коли два супутники стали гравітаційно пов’язані. Це свідчить, що поточна конфігурація перестав бути первісної, а результатом недавніх динамічних змін.
Втрачений Місяць і Зростання Титану
Дослідницька група під керівництвом Матії Цука з SETI Institute передбачає, що між Титаном і Япетом колись існував третій місяць середнього розміру, який отримав назву “прото-гіперіон”. У міру розширення орбіти Титана цей додатковий місяць був накинутий на хаос і зрештою зіткнувся з Титаном.
Це зіткнення було б не просто поодинокою подією. Воно зруйнувало б давній спинорбітальний резонанс між Сатурном і планетами, змінивши нахил планети. Уламки від удару могли акрецировать у сьогоднішній Гіперіон, пояснюючи його низьку щільність і пористу, кучну структуру.
Формування Кільця та Нестабільність Системи
Нестабільність не обмежувалася зовнішньою сатурніанською системою. Дослідники припускають, що схвильований Титан міг дестабілізувати внутрішні супутники Сатурна у вигляді резонансних взаємодій. Зіткнення та переаккреція серед цих місяців могли створити матеріал, з якого сформувалася сучасна кільцева система. Це пов’язує молодий вік кілець із тією самою подією, яка створила Гіперіон та переформувала зовнішню систему.
Докази та Майбутні Випробування
Незалежні докази, включаючи масу та склад кілець, вже вказували на молодий вік. Нова модель надає правдоподібний механізм цієї нещодавньої активності. Моделювання команди показує, що такі зіткнення відбуваються часто за правильних умов, і що наслідки відповідають орбітальним нахилам і ексцентриситетам супутників Сатурна.
«Гіперіон, найменший із великих супутників Сатурна, дав нам найважливішу підказку про історію системи», — сказав доктор Ц’к.
Майбутні орбітальні, геофізичні та геологічні дані – особливо з місій, націлених на супутники Сатурна – будуть необхідні для перевірки цього сценарію. Проте, як укладають автори, дедалі більше доказів свідчить про динамічно активну і щодо молоду сатурніанську систему, сформовану недавніми, драматичними подіями.
