• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 февраля, 11:50
Любовь С.
15
3,3 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.
Любовь С.
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 августа, 15:06
ФизТех

Ученые из МФТИ и Объединенного института ядерных исследований завершили комплексный анализ поведения констант связи Стандартной модели на высоких энергиях. Используя ренормализационную группу, авторы оценили вероятность того, что наш вакуум — физическое состояние, в котором существует все вещество во Вселенной,— рано или поздно «провалится» в более глубокое энергетическое состояние.

15 августа, 15:28
Марк Чернов

Специальный пластиковый жилет смог существенно снизить дозу радиации, полученную манекеном во время тестового полета корабля Orion к Луне. По уровню защиты жилет не уступил специальному противорадиационному убежищу внутри корабля. В будущем такая экипировка позволит защищать астронавтов от солнечных вспышек во время полетов на Луну и Марс, минимально сковывая их работу.

14 августа, 16:51
Татьяна Зайцева

Если у вас есть выбор между лестницей и лифтом, выбирайте лестницу. Согласно результатам нового исследования, у людей, регулярно поднимающихся пешком по лестнице, риск скончаться от сердечно-сосудистых проблем ниже на 39%, а от любых других причин — на 24%, чем у тех, кто пользуется лестницей лишь иногда.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

12 августа, 14:39
Илья Гриднев

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

11 августа, 12:44
МАИ

Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

15 Комментариев
В дополнение к сомнительной модели образования Луны импактом добавили сомнительную модель образования импактом Гипериона.
    1 2
    15.02.2026
    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
    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.
    +
      Еще 2 ответа
      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.
        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
15.02.2026
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
    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.
    +
      Еще 3 ответа
      1 2
      16.02.2026
      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
        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.
          1 2
          17.02.2026
          Любовь, любой даже самый близкий по орбите спутник, при падении на Титан разгонится на +2,7 км/сек (вторая космическая для Титана). И что же, скорость 3км/с не даст кратера? Конечно даст. Мягкое слияние - это про маленькие тела и типа Аррокота из пояса Койпера, но не про Титан. А вот про "геологически молодую поверхность" это уже интересный аргумент. Вообще говоря, для кратера Menrva возраст оценивают в полмиллиарда лет, и он до сих пор в прекрасной сохранности. Но я допускаю что ещё больший кратер как раз мог исчезнуть быстрее...например если кора была пробита, дно затоплено а сверху всё засыпало песком. Песка на экваторе предостаточно, а падение произошло как раз в экваториальной плоскости (потому что все внутренние спутники Сатурна не имеют наклона орбиты)
Мне вот непонятно, как водяной лед колец не высох. Лёд сублимирует очень неплохо. А тут сотни миллионов лет, а лёд не испарился. Почему?
    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
15.02.2026
У Гипериона нет колец)))
    1, Верно) Речь о происхождении колец Сатурна и формировании Гипериона, в статье это подробно изложено. Возможно, заголовок показался двусмысленным
    +
      Еще 1 ответ