Яркие кольца Сатурна и его крупнейший спутник Титан могли появиться в результате серии столкновений между лунами планеты. К такому выводу пришла группа ученых под руководством исследователя Института SETI Матии Чука, представившая новую модель эволюции спутниковой системы Сатурна.
Поводом для пересмотра прежних теорий стали данные космического аппарата Cassini, который более 13 лет изучал Сатурн. Зонд показал, что знаменитые кольца планеты гораздо моложе, чем предполагалось ранее, а орбита Титана меняется быстрее, чем должны объяснять классические модели. Эти наблюдения плохо согласовывались с существующими представлениями о формировании системы.
В конце миссии Cassini ученые получили данные о распределении массы внутри Сатурна, что напрямую влияет на скорость прецессии — колебаний оси вращения планеты. Ранее считалось, что этот процесс связан с влиянием Нептуна, который постепенно наклоняет ось Сатурна. Однако измерения показали, что масса планеты сильнее сосредоточена в центре, и расчеты прецессии не совпали с ожидаемыми.
Чтобы объяснить это расхождение, ученые из MIT и Калифорнийского университета в Беркли выдвинули гипотезу о существовании еще одной крупной луны Сатурна в прошлом. Предполагалось, что после сближения с Титаном она стала нестабильной, покинула орбиту и разрушилась, что могло привести к образованию колец.
Команда Матии Чука решила проверить эту версию с помощью компьютерного моделирования. Расчеты показали, что наиболее вероятным сценарием было не исчезновение спутника, а его столкновение с Титаном. Важной подсказкой для ученых стала небольшая луна Гиперион, которая имеет неправильную форму и находится в орбитальной связи с Титаном. Анализ показал, что эта связь существует всего несколько сотен миллионов лет — примерно столько же времени прошло с предполагаемого исчезновения дополнительной луны.
Исследователи заметили, что в большинстве моделей Гиперион исчезал вместе с нестабильным спутником, и только в редких случаях сохранялся. Это натолкнуло ученых на мысль, что Гиперион мог быть обломком, возникшим после древнего столкновения. Если два спутника действительно слились, то вокруг Титана должны были образоваться фрагменты, один из которых и мог стать Гиперионом.
Согласно новой версии, Титан мог сформироваться в результате объединения двух небесных тел — крупного «прото-Титана» и меньшего «прото-Гипериона». Такое столкновение могло уничтожить следы множества ударных кратеров и объяснить относительно молодой рельеф спутника. Дополнительным подтверждением ученые считают вытянутую орбиту Титана, которая сейчас постепенно становится более круговой, что может говорить о сильном возмущении в недавнем прошлом.
Также моделирование показало, что столкновение могло повлиять на орбиту другой загадочной луны Сатурна — Япета, объяснив ее необычный наклон.
При этом остается вопрос, как именно после этих событий могли появиться кольца планеты. По мнению исследователей, изменившаяся орбита Титана могла дестабилизировать внутренние спутники Сатурна. В определенных условиях возникали орбитальные резонансы, усиливавшие гравитационное воздействие между лунами. Это могло привести к тому, что небольшие спутники начали сталкиваться друг с другом.
Часть обломков после таких столкновений снова объединялась в новые спутники, но некоторые фрагменты падали к Сатурну и формировали кольца. По оценкам ученых, этот процесс мог произойти менее 100 миллионов лет назад, что совпадает с предполагаемым возрастом колец.
Проверить гипотезу в будущем поможет миссия NASA Dragonfly. Аппарат, представляющий собой ядерный дрон-октокоптер, должен прибыть на Титан в 2034 году и изучить геологию и химический состав поверхности. Если исследователи найдут признаки древнего глобального столкновения, это станет серьезным подтверждением версии о том, что Титан и кольца Сатурна появились в результате космической катастрофы, пишет ixbt.com.