• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 февраля, 11:50
Любовь С.
12
2,5 тыс

Происхождение колец Сатурна и Гипериона объяснили столкновением лун 

❋ 4.4

Новая компьютерная модель показала, что около 400-500 миллионов лет назад в системе Сатурна произошла масштабная гравитационная катастрофа, в результате которой один из древних спутников мог столкнуться с Титаном, а из обломков — сформироваться Гиперион. Цепочка последующих возмущений, вероятно, привела к разрушению внутренних лун и формированию современных колец.

Титан, расположенный перед Сатурном. Изображение получено с помощью зонда «Кассини» / © NASA/JPL/Space Science Institute

Сатурн — одна из самых необычных планет Солнечной системы. Этот газовый гигант окружен яркими и массивными кольцами, простирающимися на сотни тысяч километров и на 95% состоящими из водяного льда. Правда, их возраст остается предметом споров: по данным миссии «Кассини», он составляет всего несколько сотен миллионов лет, а не миллиарды, как считалось на протяжении большей части ХХ века. 

Среди многочисленных лун шестой планеты от Солнца — от малых нерегулярных объектов до крупных регулярных спутников — особый интерес представляют Титан, Гиперион, Рея и Япет. В отличие от малых лун, захваченных гравитацией Сатурна, эти тела движутся по относительно упорядоченным, близким к круговым орбитам и активно взаимодействуют друг с другом. Исследователи полагают, что их орбитальная динамика хранит следы прошлых перестроек системы: приливная миграция Титана могла запустить цепочку резонансных взаимодействий и гравитационных возмущений. 

Теперь ученые из Парижской обсерватории (Франция), Юго-западного научно-исследовательского института и Калифорнийского технологического института (оба — в США) рассчитали численные интеграции орбит с помощью компьютерного моделирования. Подход позволил проследить эволюцию системы лун Сатурна на протяжении сотен миллионов лет с учетом гравитационного взаимодействия тел и приливных эффектов. 

Внимание авторов научной работы, представленной на сервере препринтов Корнеллского университета, привлекла пара Титан — Гиперион. Дело в том, что эти луны находятся в устойчивом орбитальном резонансе, защищающем их от сближений. Расчеты, однако, показали, что с момента формирования нашей звездной системы такой резонанс не мог существовать: быстрая приливная миграция Титана от Сатурна подсказала, что Гиперион попал в резонанс относительно недавно — примерно 400-500 миллионов лет назад.  

Понять, в чем дело, помогла новая компьютерная модель, в которой существовал еще один, ныне исчезнувший спутник — так называемый прото-Гиперион, расположенный между Титаном и Япетом. В большинстве сценариев орбитальная нестабильность приводила к столкновению прото-луны с Титаном. При этом часть вещества выбрасывалась в окружающее пространство, что с течением времени могло сформировать современный Гиперион — пористое небесное тело неправильной формы. 

Эта катастрофа, по мнению ученых, могла вывести Сатурн из спин-орбитального резонанса, который ранее сформировал наклон его оси, и дестабилизировать орбиты других спутников. После столкновения Титан стал двигаться по более вытянутой орбите и сильнее «раскачивать» другие луны. Со временем это могло привести к их разрушению и формированию новых спутников и колец. 

Результаты исследования объясняют сразу несколько нерешенных вопросов — происхождение Гипериона, необычную динамику лун и формирование колец —  недавней гравитационной перестройкой системы газового гиганта. Хотя новая модель требует уточнений, она хорошо согласуется с данными «Кассини» и текущими представлениями о приливной эволюции крупных лун Сатурна. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
13 февраля, 19:05
Evgenia Vavilova

Ученые впервые показали, как происхождение магических ядер можно вывести напрямую из взаимодействий протонов и нейтронов.

15 февраля, 11:25
Николай Цыгикало

Удивить разработками космической техники сегодня трудно. И все же есть новшества для орбитальных полетов, выделяющиеся своим необычным замыслом. Может ли работать на орбите воздушный реактивный двигатель? Причем работать неограниченно долго, да еще не требуя топлива. Конечно, нет, скажете вы. Тем не менее такое возможно. Мы расскажем подробнее о самых необычных двигателях для самых перспективных космических орбит.

14 февраля, 11:50
Любовь С.

Новая компьютерная модель показала, что около 400-500 миллионов лет назад в системе Сатурна произошла масштабная гравитационная катастрофа, в результате которой один из древних спутников мог столкнуться с Титаном, а из обломков — сформироваться Гиперион. Цепочка последующих возмущений, вероятно, привела к разрушению внутренних лун и формированию современных колец.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

11 февраля, 11:01
СПбГУ

Геологи Санкт-Петербургского государственного университета в составе международного научного коллектива проанализировали данные пород из Восточной Антарктиды и выяснили, что магнитная аномалия в этом регионе стала следствием сближения континентов и рождения суперконтинента Родиния около одного миллиарда лет назад.

10 февраля, 13:30
Татьяна Зайцева

До сих пор для ученых оставались загадкой, почему угасла культура Шицзяхэ, процветавшая в позднем неолите — начале бронзового века в среднем течении реки Янцзы. Результаты нового исследования, наконец, дали ответ на этот вопрос.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[miniorange_social_login]

Комментарии

12 Комментариев
Валентин К
17 часов назад
-
0
+
В дополнение к сомнительной модели образования Луны импактом добавили сомнительную модель образования импактом Гипериона.
    1 2
    16 часов назад
    -
    0
    +
    Ну он и правда странный, в то что он образовался из обломков я поверю. Но едва ли эти обломки прилетели с поверхности Титана после удара. Скорее было обломочное кольцо и спутник-"пастух" в нём типа Пана. Возможно пока он собирал обломки, раскрутился слишком быстро и форма стала трёхосным эллипсоидом как у Хаумеи
    Любовь С.
    16 часов назад
    -
    1
    +
    Валентин, Авторы статьи предложили гипотезу, основанную на численных расчетах. Она позволяет согласовать возраст резонанса пары Титан-Гиперион, а также современные параметры орбит спутников. Собственно, поэтому ее и обсуждают.
    +
      ещё комментарии
      Валентин К
      2 часа назад
      -
      0
      +
      Любовь, это всё хорошо, и может быть, так и было. Но Гиперион тёмный, неплотный и рыхлый. Может быть, он просто был кентавром и был захвачен Сатурном и Титаном. Или захваченные спутники с прямым обращением маловероятны? В любом случае, выдвигать можно разные предположения, всё равно не понятно как их толком проверить.
        Любовь С.
        1 час назад
        -
        0
        +
        Валентин, да, Гиперион – необычный спутник. Более того, некоторые малые луны могли быть захвачены извне, но моделирование показывает, что их стабильное прямое обращение вокруг Сатурна – явление очень редкое. Отсюда и предложение авторов препринта о слиянии: такой сценарий согласуется с наблюдаемыми орбитами Титана и Гипериона (и объясняет их резонанс). Но проверить напрямую и правда сложно, так что вся надежда на будущие миссии, например, Dragonfly
1 2
17 часов назад
-
0
+
Если серьёзно, то где кратер? Единственный кандидат это Menrva, но если даже брать с натяжкой, то диаметр ударника будет слишком мал. В статьях ударник для Menrva максимум 50-километровый, при скорости 15км/с. Если возьмём скорость 3км/с (предельно низкая) то ударник увеличится до 150км. И что? Каким бы Гиперион ни был пористым, но он слишком массивный чтоб образоваться из обломков(!) 150км-ударника
    Любовь С.
    16 часов назад
    -
    1
    +
    1, В работе речь идет не о падении 50-150-километрового астероида, а о столкновении крупной протолуны, по массе сопоставимой с Гиперионом. То есть это был не "классический" кратерообразующий удар, а следствие гравитационной нестабильности в системе. Моделирование показало, что при относительно низких скоростях столкновения часть вещества могла быть выброшена, а затем "собрана" в отдельное тело – вероятно, современный Гиперион.
Николай Цыгикало
17 часов назад
-
0
+
Мне вот непонятно, как водяной лед колец не высох. Лёд сублимирует очень неплохо. А тут сотни миллионов лет, а лёд не испарился. Почему?
    Любовь С.
    17 часов назад
    -
    1
    +
    Николай, Вероятно, дело в крайне низких температурах и вакууме: при минус 180 по Цельсию лед в кольцах сублимирует медленно, а в вакууме нет плотной среды, которая уносила бы молекулы воды, из-за чего процесс идет слабо. Основной аргумент в пользу "молодости" колец связан не с испарением льда, а с их загрязнением космической пылью – существуй они миллиарды лет, были бы куда темнее.
1 2
18 часов назад
-
0
+
У Гипериона нет колец)))
    Любовь С.
    17 часов назад
    -
    1
    +
    1, Верно) Речь о происхождении колец Сатурна и формировании Гипериона, в статье это подробно изложено. Возможно, заголовок показался двусмысленным
    +
      ещё комментарии
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно