Луны Сатурна, возможно, появились в результате столкновений

08.03.2015 Новости   Нет комментариев

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.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс
Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (Проголосуй первым!)
Загрузка...
?>