Некогда Сатурн мог иметь несколько очень больших спутников, которые погибли, превратившись в блистательные кольца — и в массу не столь крупных лун, которые мы видим у Сатурна сегодня.

Ледяной Энцелад под плоскостью колец Сатурна
Орбита Титана выделена красным. За ее пределами — Япет и Гиперион, внутри — Диона, Тефия, Энцелад и Мимас
Крупнейшие луны Сатурна. Виден край Титана, а по часовой стрелке за ним — Япет, Гиперион, Энцелад, Тефия, Диона и Мимас. В центре — Рея
Сравнение размеров Земли, Луны и Титана
Результат компьютерной симуляции столкновения: крупное тело и масса тел поменьше

Система Сатурна — одна из самых удивительных — включает не только кольца, но и более 60 спутников, состоящих из смеси твердых пород и льда. Большинство из них имеют небольшие размеры, особенно на фоне Титана, самого крупного и второго по величине среди всех спутников планет Солнечной системы. Удивительно, но соседний великан Юпитер имеет целую группу огромных спутников — открытые еще Галилеем Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Откуда берутся эти различия?

Американские астрономы во главе с Эриком Эсфаугом (Erik Asphaug) выдвинули теорию, согласно которой некогда у Сатурна имелось несколько куда более крупных спутников, подобных Галилеевым. Лишь впоследствии, в результате серии катастроф, они превратились в кольца, крупнейший из спутников Сатурна Титан, и всю его когорту — Мимас, Энцелад, Тефию, Диону, Рею и Япет.

У обоих великанов Солнечной системы имеется огромное количество спутников. Однако большинство из них совсем невелики, не больше нескольких километров в поперечнике. Как считается, все они являются астероидами, просто пролетавшими мимо, и некогда захваченными притяжением планеты. Другое дело — крупные спутники, происхождение которых пока точно не установлено.

«Мы полагаем, что планеты-гиганты получили спутники в ходе процесса, сходного с тем, в результате которого Солнце получило свои планеты, — говорит Эрик Эсфаут, — Они вырастили вокруг себя миниатюрные «солнечные системы», которые в определенный момент также прошли через период активных столкновений. Согласно нашей модели, Титан (напомним — второй по размерам спутник в Солнечной системе — ПМ) появился в ходе нескольких таких столкновений, в результате которой набрал массу и разрушил целое семейство средних размеров спутников».

Это предположение подтверждается геохимией: подобно тому, как состав Луны поразительно близок к земному, несколько имеющихся у Сатурна спутников средней величины почти идентичны по составу ледяной мантии Титана. Удар к тому же может объяснить и еще одну особенность Титана — смещенный центр его орбиты.

Чтобы проверить его, авторы провели компьютерное моделирование и показали, что произойдет при столкновении пары лун размерами в несколько тысяч километров — как те же Галилеевы спутники Юпитера. Такой удар сметет толстый слой льда с поверхности обоих тел. Это вещество будет выброшено прочь и закрутится вокруг сталкивающейся пары спиральными рукавами, а затем сольется с образованием средних размеров лун (сотни километров в поперечнике).

Подобные события в системе Сатурна могли происходить достаточно давно, еще в ту эпоху, когда орбиты крупнейших тел Солнечной системы еще не стабилизировались. А могли и сравнительно недавно, в результате не столь древней миграции крупных планет — Урана и Нептуна — внесших возмущения в движения спутников Сатурна.

В любом случае, предложенный Эсфаутом сценарий позволяет сделать вполне определенные предположения о структуре и составе Титана и других спутников Сатурна — предположения, которые вполне проверяемы. Чем, возможно, и займутся исследователи в ближайшее время.

По пресс-релизу University of California, Santa Cruz