• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 февраля, 11:50
Любовь С.
14
3,0 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
16 февраля, 09:00
ПНИПУ

Городище Пармайлово I на Урале долгие годы оставалось загадкой для исследователей. Из-за отсутствия раскопок его причисляли то к древним захоронениям, то к средневековым поселениям, а предполагаемый возраст памятника колебался в диапазоне нескольких столетий. Впервые разрешить противоречия помогли артефакты, обнаруженные в ходе раскопок учеными Пермского Политеха и ПГГПУ. Они нашли предметы, которые позволили точно датировать объект и определить его культурную принадлежность и место в истории России.

16 февраля, 10:00
Сеченовский Университет

Риск развития целой плеяды неврологических болезней от депрессии и мигрени до болезни Альцгеймера и деменции возрастает, когда человек неправильно питается, недополучает или, наоборот, «перебирает» с пищей тех или иных веществ. В некоторых случаях управлять рисками помогают принципы нейронутрициологии. Об этом говорится в научном обзоре, который провели вместе со своими коллегами ученые Сеченовского Университета — заведующий кафедрой нервных болезней Института профессионального образования профессор Алексей Данилов и ассистент кафедры патологической физиологии Анастасия Бадаева.

16 февраля, 07:00
Максим Абдулаев

Археологи из Дании и Испании восстановили карту растительности Ближнего Востока времен зарождения сельского хозяйства. Вопреки популярному мнению, потепление климата не расширило, а сократило ареалы диких злаков на 25%, вынудив древних людей начать их культивацию в изолированных экологических убежищах.

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.

12 февраля, 11:41
Александр Березин

На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.

12 февраля, 08:19
Полина Меньшова

«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.

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

14 Комментариев
Валентин К
2 дня назад
-
0
+
В дополнение к сомнительной модели образования Луны импактом добавили сомнительную модель образования импактом Гипериона.
    1 2
    2 дня 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.
    2 дня 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
      1 день 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 день назад
        -
        1
        +
        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
2 дня 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.
    2 дня 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.
    +
      ещё комментарии
      1 2
      2 часа назад
      -
      0
      +
      Любовь, раз удар был, то должен быть и кратер. Без удара о поверхность (и кратера!) не было бы вылета обломков протогипериона обратно на орбиту. Можно предположить что протогиперион разрушился при входе в атмосферу Титана, но тогда все обломки были бы захвачены. Единственный вариант подходящий под статью, это расчленение двойного спутника. Одна часть входит в атмосферу Титана (и разрушается в атмосфере), вторая часть за счёт обмена импульсом с первой улетает за пределы сферы Хилла Титана. Но всё равно мне этот вариант кажется неубедительным: при разрушении в атмосфере массивного тела, будет поток обломков которые синхронно упадут и получится "дорожка" из кратеров. А на Титане этого не видно
        Любовь С.
        1 час назад
        -
        0
        +
        1, Здесь все-таки не сценарий падения астероида и образования кратера. Речь о столкновении двух спутников на близких орбитах, где скорости существенно ниже, а процесс похож на частичное слияние с выбросом части вещества. В таком сценарии выраженный ударный кратер может не и образоваться, особенно с учетом геологически молодой поверхности Титана.
-
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.
    2 дня 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
2 дня назад
-
0
+
У Гипериона нет колец)))
    Любовь С.
    2 дня 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