Вісь Сатурна зазнає прецесії, яка за періодом майже збігається з обертанням Нептуна, але все ж не перебуває з ним у повному резонансі. Вчені дійшли висновку, що причиною цього явища стало руйнування великого супутника, внаслідок чого у планети з’явилися її знамениті кільця.
Нахил вісі та кільця Сатурна
Екватор Сатурна нахилений на 26,7о до екліптики. У тій самій площині обертаються і його знамениті кільця. При цьому вісь планети зазнає прецесії — вона поступово змінюється таким чином, що кожен із полюсів описує коло.
У 2000-х роках вчені помітили, що період прецесії вісі Сатурна дуже близький до часу обертання Нептуна навколо Сонця, і припустили, що дві планети можуть перебувати у якомусь дивному резонансі.
Апарат Cassini, який працював на орбіті планети з 2004 по 2017 рік, відкрив, що найбільший із супутників Сатурна — Титан — віддаляється від планети значно швидше, ніж очікувалося, зі швидкістю 11 сантиметрів на рік. Одразу виникло припущення, що це саме він утримує прецесію Сатурна у резонансі з Нептуном.
Як супутники дозволяють досягти резонансу
Проблема пояснення резонансу прецесії вісі Сатурна та Нептуна потребує аналізу моменту інерції першого. А для цього треба знати, як матеріал розподілений всередині планети. Крім того, необхідно враховувати рух усіх 83 відомих на сьогодні супутників.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналов Луна, Солнце и Юпитер & Сатурн
До товаруНа щастя, зонд Cassini склав достатньо докладну карту гравітаційних полів газового гіганта, яка дозволяє сказати, як маси розподілені всередині нього. У новому дослідженні на основі цих даних змоделювали момент інерції всієї системи й зрозуміли, що він близький до значень, які дозволяють існувати резонансу з Нептуном, але все ж виходить за їхні межі.
Схоже на те, що колись Сатурн справді перебував у такому резонансі, але потім щось виштовхнуло планету з нього. Вчені почали шукати, що це могло бути, й спочатку припустили, що причиною цього була якась взаємодія між відомими супутниками. Вони проаналізували всі можливі варіанти, але так і не знайшли той, який міг би достатньою мірою змінити момент інерції системи.
Супутник, що створив кільця Сатурна
Дослідники вирішили дізнатися, що буде, якщо з рівняння моменту інерції раптово «випадає» якийсь з супутників. Виявилося, що в цьому випадку вплив буде достатнім для того, аби виштовхнути планету з резонансу з Нептуном.
Вчені згадали, що кільця Сатурна значно молодші за нього самого, і у них з’явилася теорія, яка б пояснювала всю цю ситуацію. Колись у планети існував ще один супутник розміром приблизно з Япет, тобто майже 1500 км в діаметрі. Дослідники назвали його Кризаліс, тобто «лялечка».
Саме Кризаліс разом із рештою супутників підтримував резонанс із Нептуном. Але приблизно 100 — 200 млн років тому він здійснив складну взаємодію спочатку з Япетом, а потім із Титаном, яка вивела його на нестабільну орбіту, на якій він почав поступово зближатися з планетою.
Зрештою, припливні сили розірвали Кризаліс на шматки, більша частина яких впала на Сатурн, а менша утворила кільця. Сталося це приблизно 160 млн років тому, коли на Землі жили динозаври. І саме ця подія розірвала резонанс планети з Нептуном. Відтоді прецесія її осі все сильніше і сильніше відхиляється від нього.
За матеріалами Рhys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
