Спутник Сатурна разрушил собственный спутник

Второй раз за неделю ученые, изучающие Сатурн, говорят о разрушительных катаклизмах, формировавших в далеком прошлом эту жемчужину Солнечной системы и ее нынешние окрестности. На днях астрономы из Боулдера (США) опубликовали исследование, объясняющее происхождение колец Сатурна из обломков когда-то летавшего на его орбите крупного спутника. В работе ученые доказали, что миллиарды лет назад планета могла притянуть к себе спутник размером с Титан и разбросать его легкую оболочку на тонкие кольца из ледяных глыб.

Похоже, так поступать с ближним – наследственная черта не только Сатурна, но и его собственных спутников. В этом уверены астрономы из Университета имени Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе. Ученые под руководством Уильяма Маккиннона разгадали загадку, которую преподнес научному миру в 2004 году аппарат Cassini. Пролетая мимо Япета – третьего по величине спутника Сатурна – Cassini сделал несколько фотографий, обнаруживших не менее загадочное образование, чем кольца самого Сатурна.

Крепкий орешек

Источник: NASA/JPL/SSI

Первое, что бросается в глаза при взгляде на Япет — странный гребень, пересекающий спутник возле экватора, делая его похожим на грецкий орех или персиковую косточку. Длина хребта составляет 1300 километров, ширина – сто, а самые высокие вершины достигают в высоту 20 километров. Открытие изумило астрономов – ведь ничего подобного на крупных телах в Солнечной системе они до тех пор не встречали. Высказывались предположения, что хребет мог образоваться при прохождении Япета через одно из колец Сатурна, а также при симметричном сжатии самого спутника. Однако до сих пор этот астрофизический «орех» раскусить не удавалось, и сколь-нибудь правдоподобных версий никто не предложил.

Старые недобрые приливы

На встрече американского геофизического союза во вторник группа Маккиннона покажет, что странный хребет образовался на Япете благодаря древнему спутнику, пролившемуся на экватор в виде каменного дождя. По мнению ученых, в древности у Япета был собственный спутник, образованный, возможно, при соударении Япета с другим телом. Из-за приливных взаимодействий Япет заставлял спутник медленно мигрировать к себе, уменьшая свою орбиту.

Подобные эволюции во Вселенной и, в частности, в Солнечной системе довольно часты. Гравитационно связанные тела, не синхронизировавшие орбитальные и собственные периоды вращения, могут удаляться или приближаться друг к другу, делясь друг с другом угловым моментом, но сохраняя общий момент постоянным. То же самое происходит с Луной, которая медленно отдаляется от Земли, вызывая приливы на нашей планете.

В определенной точке приливные силы разрушили спутник Япета, образовав вокруг него кольцо обломков, которые стали падать на экватор. «Представьте себе, как эти обломки падают со скоростью 400 м/c. Обломки будут лететь один за другим по линии экватора. Сначала осколки образуют воронки, которые затем заполняются упавшим на них веществом», пояснил он. Ученые провели несколько подробных расчетов, которые подтверждают высказанную гипотезу. В ее пользу говорит и то, что хребет оказался строго на экваторе Япета. «Если вокруг тела есть кольцо обломков, то столкновения отнимают у них энергию и сводят с орбиты. Наиболее устойчивым кольцо будет, вращаясь над экватором. Именно поэтому кольца, имеющиеся у Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, находятся над экватором», — пояснил Эндрю Домбард, соавтор работы.

Ученые доказали, что из всех крупных спутников Солнечной системы Япет имеет самую широкую сферу Хилла – область, в которой вокруг тяготеющего тела могут бесконечно долго вращаться собственные спутники. Было подсчитано время, которое требовалось квазиспутнику для того, чтобы уменьшить свою орбиту и достичь точки разрушения. «100 тысяч лет для спутника, относительно близкого к Япету, и миллиард лет для спутника на максимально удаленной стабильной орбите. Время здесь очень важно, ведь если все произойдет быстро, то геологические следы будут утеряны», — пояснил Домбард.