Титану «надоел» Сатурн – естественный спутник удаляется от планеты-гиганта в 100 раз быстрее, чем ожидалось
Титан - это гигантская луна, вторая по величине в Солнечной системе и почти такая же большая, как планета Меркурий (если бы не Сатурн, то его можно причислять к категории планет). И он удаляется со скоростью 11 сантиметров в год, отступая от Сатурна в 100 раз быстрее, чем ожидалось. Это много или мало? Чтобы привязать космические масштабы к земным реалиям, то волосы человека растут более чем в два раза быстрее. Тем не менее, такими темпами он может отвязаться от Сатурна примерно через 5 миллиардов лет.
Причина, по которой он вообще уходит, связана с приливами. В двух словах это можно объяснить таким образом:
- · Гравитация естественного спутника создаёт выпуклость (холм) на планете, к которой он привязан.
- · Планета в свою очередь быстро вращается, и эта выпуклость немного опережает в движении сам спутник.
- · В свою очередь, образовавшийся холм гравитационно притягивает создавший его спутник, давая ему больше орбитальной энергии, что приводит к медленному удалению последнего от планеты.
Это происходит и с нашей собственной Луной, которая удаляется от Земли примерно на 4 см в год. И хотя на Сатурне возникает довольно приличная приливная выпуклость, но в некоторых случаях весь этот процесс очень сильно зависит от расстояния между спутником и планетой (удвоение расстояния сопровождается замедлением процесса почти в 50 раз).
До сих пор считалось, что на расстоянии 1,2 миллиона километров Титан едва отступит от Сатурна, всего 0,1 см в год. Но несколько лет назад вышла газета, в которой говорилось, что все может происходить намного быстрее, и что спутники планеты-гиганта могут удаляться с более высокими скоростями. Группа учёных-планетологов обнаружила это в некоторых спутниках Сатурна среднего размера. И поэтому они решили поближе взглянуть на Титан и пять других больших спутников (Мимас, Рея, Тетис, Энцелад и Диона).
Для Титана они использовали данные миссии космического зонда Кассини, который вращался вокруг кольцевой планеты в течение 13 лет и проходил очень близко к Титану более ста раз. Используя радиоданные с космического корабля, они могли измерить его местоположение с очень высокой точностью, и из этого определить, где именно находился и сам Титан.
Они также использовали хорошую старомодную астрометрию; то есть наземные телескопические наблюдения спутников (начиная с 1886 года!), а также данные наблюдений Кассини для измерения их положения во времени. Используя эти измерения для лун, и комбинируя радиоданные для Титана, они смогли измерить, насколько сильно Сатурн влияет на спутник во время приливов, и обнаружили, что результаты отличаются от тех, что предполагались раньше в этом случае.
Очень важно и то, что оба метода независимо друг от друга согласуются с гипотезой, предложенной несколько лет назад. Тогда учёные предположили, что приливные силы от спутников действуют на Сатурн иначе, чем было принято считать в официальных научных кругах.
В большинстве случаев приливы создают трение внутри планеты, которое генерирует тепло, и оно рассеивается по всей планете, уменьшая эффект. Но новая идея заключается в том, что Титан создает резонанс внутри Сатурна, более эффективно накачивая в него энергию. В этом случае орбитальное движение Титана синхронизируется с движениями внутри Сатурна, повышая эффективность приливного процесса.
Последствия этого весьма интересны. Когда считалось, что Титан не сильно уходит, также предполагалось, что он сформировался в значительной степени на том же расстоянии от Сатурна, на котором и находится сейчас. Но в свете последних событий, когда известно, что скорость его отдаления значительно выше, чем ожидалось, это означает, что Титан, должно быть, сформировался намного ближе к Сатурну миллиарды лет назад (при условии, что блокировочный резонанс действовал непрерывно всё это время). Такие выводы меняют представление о том, как учёные понимают локацию образования Титана, и даже как великолепные кольца Сатурна образовывались и развивались!
В более глубоком смысле, приливы влияют на огромное количество систем во Вселенной, включая двойные звёзды, галактики и экзопланеты, которые вращаются вокруг своих светил, а также Землю и Луну. Буквально, продолжительность нашего дня зависит от приливов, связанных с влиянием Луны: наша текущая скорость вращения раньше была намного выше, но приливные процессы замедляют вращение Земли с течением времени.
Мы понимаем общую физику того, как работают приливы, но детали эффекта трудно предсказать и определить, и эти новые исследования показывают, что ещё есть много неизведанного или не до конца изученного.
Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.