Исчезнувший спутник Кризалис может объяснить несколько загадок Сатурна

Наиболее поразительной особенностью Сатурна являются его кольца, состоящие в основном из небольших кусков льда. Долгое время считалось, что эти кольца были остатками материала от образования самого Сатурна около 4,5 миллиардов лет назад, но недавние исследования показывают, что они намного моложе планеты — им от 10 до 100 миллионов лет. Если это так, то они могли образоваться из ледяной кометы или спутника, который подошел слишком близко.

Планета также вращается под углом 27 градусов относительно плоскости, в которой она движется по орбите вокруг Солнца. Долгое время считалось, что это вызвано гравитационным влиянием соседнего Нептуна, но более внимательное изучение показало, что это не так.

Астрономы, участвовавшие в новом исследовании, предложили теорию, которая объясняет обе загадки: раньше у Сатурна был еще один естественный спутник.

Эта гипотетическая луна, которую ученые назвали Кризалис, была бы примерно такого же размера, как Япет, диаметр которого составляет около 1470 км. Кризалис, если бы он существовал, вращался бы вокруг Сатурна вместе с 83 нынешними спутниками в течение миллиардов лет.

Но гравитационные взаимодействия с другими крупными спутниками, такими как Титан и Япет, постепенно сделали орбиту Кризалиса более хаотичной. Около 160 миллионов лет назад обреченная луна подлетела слишком близко к Сатурну, где ее разорвала на части мощная гравитация. Большая часть обломков выпала бы на планету дождем, но некоторые застряли вокруг Сатурна, образуя знаменитые кольца.

Однако кольца на самом деле могут быть относительно коротким этапом в жизни планеты — другие исследования предполагают, что они вероятно, исчезнут в следующие 100 миллионов лет или около того. К тому времени Марс может стать новым обладателем колец в Солнечной системе.

А что насчет наклона Сатурна?

Ученые говорят, что гравитационное влияние Кризалиса удерживало бы его наклон в резонансе с Нептуном, поэтому потеря спутника позволила бы планете дрейфовать под ее нынешним углом.

Исследователи пришли к такому объяснению, используя данные, собранные зондом «Кассини» во время его последнего сканирования, прежде чем он погрузился в атмосферу Сатурна в 2017 году.

Зонд измерил гравитационное поле планеты, что позволило ученым смоделировать распределение массы внутри нее. Исходя из этого, они смогли вычислить, что Сатурн только недавно вышел из синхронизации с Нептуном.

Затем астрономы исследовали, что нужно сделать, чтобы вывести планету из этого танца. Они смоделировали историю орбит 83 спутников Сатурна и обнаружили, что это работает, но только если добавить 84-й, довольно большой спутник.

Каким бы изящным ни было объяснение, астрономы признают, что оно остается гипотезой до тех пор, пока не будут найдены дополнительные доказательства.

«Это довольно хорошая идея, но, как и любой другой результат, ее должны будут изучить другие», — сказал Джек Уисдом, ведущий автор исследования.

Результаты работы были опубликованы в журнале Science.