«Потерянный» спутник может объяснить несколько загадок Сатурна

Самой яркой особенностью Сатурна являются его кольца, состоящие в основном из небольших кусков льда. Долгое время считалось, что они были остатками материала от образования самого Сатурна около 4,5 миллиардов лет назад, но недавние исследования показывают, что они намного моложе — от 10 до 100 миллионов лет. Если это так, то они могли образоваться из ледяной кометы или луны, которая подошла слишком близко.

Планета вращается под углом 27 градусов относительно плоскости, в которой движется по орбите вокруг Солнца. Долгое время считалось, что это вызвано гравитационным влиянием соседнего Нептуна, но более внимательное изучение показало, что Сатурн больше не идет в ногу со своим соседом.

Астрономы, участвовавшие в новом исследовании, предложили историю, которая объясняет обе загадки: раньше у Сатурна была другая луна. Эта гипотетическая луна, которую команда назвала Хризалис, была бы примерно такого же размера, как существующая луна Япет, ширина которой составляет около 1470 км. Если бы Кризалис существовал, он вращался бы вокруг Сатурна вместе с 83 нынешними спутниками в течение миллиардов лет.

Но гравитационные взаимодействия с другими крупными спутниками, такими как Титан и Япет, постепенно сделали орбиту Кризалиса более хаотичной. Около 160 миллионов лет назад обреченная луна подлетела слишком близко к Сатурну, где ее разорвала на части мощная гравитация. Большая часть обломков выпала на планету дождем, но некоторые застряли вокруг Сатурна, образуя знаменитые кольца.

Другие исследования предполагают, что кольца исчезнут в следующие 100 миллионов лет или около того. К тому времени Марс может стать новым носителем колец Солнечной системы.

Так что насчет наклона Сатурна? Команда говорит, что гравитационное влияние Кризалиса удерживало ее наклон в резонансе с Нептуном, поэтому потеря луны позволила планете дрейфовать под нынешним углом.

Исследователи пришли к такому объяснению, используя данные, собранные Кассини во время его последнего сканирования, прежде чем он погрузился в атмосферу Сатурна в 2017 году. Зонд измерил гравитационное поле планеты, что позволило команде смоделировать распределение массы внутри нее. Исходя из этого, они смогли рассчитать, что Сатурн рассинхронизировался с Нептуном, предполагая, что так было до недавнего времени.

Затем астрономы исследовали, что нужно сделать, чтобы вывести планету из этого танца. Они смоделировали историю орбит 83 спутников Сатурна и обнаружили, что это работает, но только если добавить 84-й, довольно большой спутник.

Каким бы изящным ни было объяснение Кризалиса, команда признает, что оно остается гипотезой до тех пор, пока не будут найдены дополнительные доказательства.

«Это довольно хорошая история, но, как и любой другой результат, ее должны будут изучить другие», — сказал Джек Уисдом, ведущий автор исследования. «Но похоже, что этот потерянный спутник был просто куколкой, ожидающей своей нестабильности».

Исследование опубликовано в журнале Science.