Новое исследование предполагает, что великолепные кольца Сатурна и его крупнейший спутник Титан могут иметь общее бурное прошлое, сформированное столкновениями древних лун. Миссия NASA «Кассини», работавшая у Сатурна 13 лет, кардинально изменила наше понимание системы газового гиганта, но вместе с тем породила новые загадки – например, удивительно молодой возраст колец и смещающуюся орбиту Титана. Научная группа из Института SETI во главе с Матией Чук выдвинула гипотезу, что эти тайны взаимосвязаны, а сам Титан мог образоваться в результате слияния двух своих предшественников.
Данные, собранные «Кассини» на исходе миссии, позволили уточнить распределение массы внутри Сатурна. Это, в свою очередь, влияет на медленное колебание оси планеты в пространстве, известное как прецессия. Ранее ученые полагали, что прецессия Сатурна синхронизирована с Нептуном, что позволяло их гравитационным взаимодействиям постепенно наклонять Сатурн, делая его кольца более заметными с Земли. Однако финальные измерения показали, что масса планеты сконцентрирована ближе к центру, чем ожидалось. Это меняет скорость прецессии, нарушая резонанс с Нептуном. Чтобы объяснить это несоответствие, исследователи предположили, что у Сатурна когда-то была еще одна луна, которая была выброшена после сближения с Титаном и позже разрушилась, создав кольца.
Команда Института SETI проверила эту гипотезу с помощью компьютерного моделирования. Симуляции показали, что наиболее вероятным исходом было не прямое формирование колец, а столкновение дополнительной луны с Титаном. Важнейшую подсказку дал Гиперион – небольшой спутник неправильной формы, хаотично вращающийся в космосе. Его орбита связана с орбитой Титана. «Гиперион предоставил нам самый важный ключ к истории системы, – отмечает Чук. – Мы поняли, что орбитальная связка Титан–Гиперион относительно молода, ей всего несколько сотен миллионов лет». Это совпадает с периодом исчезновения гипотетической луны. Возможно, Гиперион не просто пережил катаклизм, а является его прямым следствием – осколком, образовавшимся при слиянии Титана с другой луной.
Новая модель предполагает, что современный Титан – это результат слияния двух протолун. Одной была «Прото-Титан», почти такая же массивная, как нынешний спутник, а другой – ее меньший компаньон, условно названный «Прото-Гиперион». Такое слияние объясняет, почему на Титане относительно мало ударных кратеров – мощное столкновение полностью обновило бы его поверхность, стерев следы прошлой истории. Текущая, слегка вытянутая орбита Титана, которая постепенно становится более круглой, также указывает на недавнее по космическим меркам возмущение, согласующееся с идеей слияния.
Если Титан образовался в результате слияния, откуда взялись кольца? Ученые считают, что это был второй акт космической драмы. Вытянутая орбита новообразованного Титана начала оказывать гравитационное воздействие на внутренние, более мелкие спутники Сатурна. Когда их орбитальные периоды входили в резонанс с периодом Титана, их траектории дестабилизировались, что повышало вероятность столкновений друг с другом. Обломки от этих последующих катастроф и сформировали яркие ледяные кольца, возраст которых оценивается примерно в 100 миллионов лет, что хорошо согласуется с предложенной цепочкой событий.
Проверить эту теорию сможет будущая миссия NASA «Dragonfly», прибытие которой к Титану запланировано на 2034 год. Этот октокоптер с ядерным источником энергии будет детально изучать геологию и химический состав поверхности спутника. Если «Dragonfly» обнаружит признаки масштабного обновления поверхности или другие следы гигантского столкновения, произошедшего около полумиллиарда лет назад, это станет весомым подтверждением гипотезы о том, что облик всей системы Сатурна определила древняя космическая катастрофа.
