Разгадаха една от най-големите мистерии за Сатурн

Най-големият спътник на Сатурн, Титан, е една от странностите на Слънчевата система. Сега изследователите са разкрили ключови факти за тази загадъчна луна, включително как е възникнала. Отговорът може да хвърли светлина и върху произхода на красивите пръстени на Сатурн.

Обгърнат от гъста мъгла, Титан е с размерите на половината Земя и дори по-голям от Меркурий – толкова масивен, че гравитационното му притегляне кара Сатурн да се люлее и накланя. Титан също се отдалечава от Сатурн със скорост от 11 сантиметра (4,3 инча) годишно, което е много по-бързо, отколкото астрономите по-рано са смятали. В крайна сметка луната може да бъде изхвърлена изцяло от орбитата си.

Но дрейфуващата орбита на Титан е само една от многото загадки, които астрономите се опитват да разгадаят за Сатурн и някои от неговите 274 луни.

Много от въпросите възникват от данните, събрани от Касини, космически кораб, който изследва системата на Сатурн от 2004 до 2017 г.

Ново проучване комбинира предишни теории за образуването на Титан, данни от Касини и компютърни симулации, за да предложи нова история за произхода на най-голямата луна на Сатурн. Проучването беше публикувано този месец в отворения архив ArXiv и беше прието за публикуване в "Планетари Сайънс Джърнъл".

"В тази статия се опитах да събера всички тези неща и предлагам, че преди около половин милиард години е имало допълнителна луна, която се е сблъскала с Титан и всъщност е станала част от Титан“, каза водещият автор Матия Чук, изследовател в Института SETI в Маунтин Вю, Калифорния.

SETI е неправителствена организация, която изследва теми като планетарна наука, произхода на живота и извънземния разум.

Сблъсъкът може да е довел и до образуването на Хиперион, най-голямата от несферичните луни на Сатурн, която е много по-малка от Титан – около 5% от диаметъра му. Според тази теория Хиперион може да е фрагмент, образуван в резултат на сблъсъка между Титан и изчезналата луна, или да се е образувал по-късно от отломки, натрупани около орбитата на Титан.

Сливането между Титан и изгубената луна може да е довело и до образуването на пръстените на Сатурн, добави Чук

Изследователите откриха разкриващи признаци за древно сблъскване в наклона на Сатурн, което е очевидно от неговите пръстени; газовият гигант се върти под ъгъл от 26,7 градуса спрямо равнината, в която орбитира около Слънцето.

Преди мисията на Касини астрономите вярваха, че гравитационните смущения, причинени от орбитата на съседния Нептун, са довели до наклона на Сатурн с течение на времето.

"Орбитата на Нептун леко се колебае в космоса“, каза Чук. "Орбитите на планетите са огромни и имат огромна енергия. Но въртенето на планетите е много, много по-малко, така че ако свържете тези две движения – орбитата на Нептун и въртенето на Сатурн – то въртенето на Сатурн е това, което ще се промени.“

Данните на Касини обаче показаха, че двете планети не са точно синхронизирани, което сочи към липсващ елемент. През 2022 г. астрономите предположиха, че

изгубена луна, която нарекоха Крисалис, е вероятното обяснение за настоящия наклон на Сатурн

Тя някога е орбитирала около планетата в продължение на милиарди години, допринасяйки за резонанса на Сатурн с Нептун, но преди около 160 милиона години луната се е приближила прекалено много до Сатурн и е била разкъсана в събитие, което е създало пръстените на планетата и е променило нейния наклон.

Тази изгубена луна се сблъскала с Титан и загубила голяма част от масата си, събитие, което би обяснило дрейфуващата орбита на Титан и въртенето на Сатурн. 

С други думи, гравитацията и масата на изгубената луна са поддържали синхрона между Сатурн и Нептун, и само нейното изчезване обяснява защо сега те са леко разминати.

Ако сблъсъкът е създал и Хиперион в сегашния му вид – по-малка, въртяща се, деформирана скала – това би обяснило защо орбитата му е свързана с тази на Титан. Но остава неясно, каза Чук, дали Хиперион е фрагмент от предшественика на Титан или от изчезналата луна, която се е слела с него.

Според проучването, пръстените на Сатурн биха могли да се образуват стотици милиони години след събитието

Разширяващата се орбита на Титан е взаимодействала с някои от вътрешните луни на Сатурн, нарушавайки ги до такава степен, че са се сблъскали една с друга. Част от остатъците са оцелели като пръстени.

Но най-добрият начин да се провери теорията е с помощта на Dragonfly на НАСА – ядрено задвижван роторкрафт с размерите на кола, който ще лети над повърхността на Титан и ще каца на различни места, за да събира и анализира проби с бордовите си инструменти. 

Еволюцията на луните в системата на Сатурн и произходът на пръстените са интересни загадки, които интригуват учените, каза Линда Спилкер, старши изследовател и планетарен учен в Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, която не е участвала в проучването.

Според Уилям Б. Хъбард, почетен професор по планетарни науки в Университета на Аризона, който също не е участвал в проучването, Сатурн и неговите спътници се въртят и орбитират с различни ритми и резонанси, подобно на сложен музикален часовник.

„Сатурн се люлее като въртяща се въртележка с честота, която е подозрително близка до основната честота на Слънчевата система, но не е съвсем в синхрон, което предполага, че може да е настъпило някакво относително скорошно нарушение”, обясни Хъбард.