400 миллионов лет назад возле Сатурна произошло столкновение двух протоспутников, которое породило кольца и Титан

Самый крупный спутник Сатурна, Титан, сформировался около 400-500 миллионов лет назад в результате столкновения двух массивных тел. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством астронома Матии Чука из Института SETI. Данная гипотеза предлагает пересмотреть возраст спутника, который ранее считался ровесником Солнечной системы, и предлагает единое объяснение происхождения колец планеты и аномальных орбит других лун. Результаты компьютерного моделирования, основанные на данных завершившейся миссии NASA Cassini, приняты к публикации в научном журнале The Planetary Science Journal.

Согласно результатам компьютерного моделирования, система Сатурна в прошлом включала дополнительный спутник средних размеров — «прото-Гиперион». Последние расчеты распределения внутренней массы Сатурна, проведенные аппаратом Cassini, зафиксировали изменение скорости прецессии оси вращения планеты. Это позволило ученым определить, что выход Сатурна из спин-орбитального резонанса с Нептуном спровоцировал дестабилизацию местной системы. Орбита «прото-Гипериона» исказилась, что привело к его столкновению с «прото-Титаном». В результате слияния образовался современный Титан, а выброшенные при ударе обломки сформировали пористый спутник Гиперион.

Предложенная гипотеза происхождения Титана находит подтверждение в расчетах динамики системы. Установлено, что захват Титана и Гипериона в резонанс движений 4:3 произошел около 400 миллионов лет назад. Столь позднее формирование крупнейшего спутника (по геологическим меркам) служит убедительным объяснением его геологически молодой поверхности со слабой кратерированностью. Кроме того, компьютерное моделирование показывает, что гравитационные возмущения от процесса слияния прото-Титана могли вывести орбиту спутника Япет на наблюдаемый сегодня экстремальный угол наклона, что закрывает еще один вопрос к эволюции систем

Авторы исследования также пролили свет на происхождение знаменитых колец. Согласно их модели, гравитационный удар от столкновения древних протолун вывел орбиту Титана из равновесия, сделав ее более вытянутой. Возмущения от движения массивного Титана по новой траектории привели к дестабилизации орбит его соседей — «прото-Дионы» и «прото-Реи». Это спровоцировало их фатальное сближение и череду разрушительных столкновений. Массивные обломки впоследствии сформировали современные небольшие луны Сатурна, а более легкие ледяные частицы, не сумев объединиться в спутник, около 100 миллионов лет назад собрались в тонкую структуру колец, которую мы наблюдаем сегодня.

До публикации данного исследования в астрономии доминировала теория о том, что Титан является первичным объектом, сформировавшимся 4,5 миллиарда лет назад из газопылевого диска. Инструментальная проверка новой гипотезы запланирована в рамках миссии NASA Dragonfly. Ожидается, что винтокрылый аппарат, прибытие которого на Титан назначено на 2034 год, проведет геологический анализ поверхности для поиска физических и химических следов древнего столкновения.

Источник: livescience.com