Zinātnieki atklājuši, ka Saturna gredzeni izveidojās šausmīgā katastrofā pirms 500 000 000 gadu 0 63

Jauna datormodelēšana parādījusi, ka apmēram pirms 400–500 miljoniem gadu Saturna sistēmā notika plaša mēroga gravitācijas katastrofa, kurā viens no senajiem pavadoņiem varēja sadurties ar Titānu, bet no drupām izveidoties Hiperions. Turpmāku traucējumu ķēde, visticamāk, noveda pie iekšējo pavadoņu iznīcināšanas un mūsdienu gredzenu veidošanās.

Saturns ir viena no neparastākajām Saules sistēmas planētām. Šo gāzu milzi ieskauj spoži un masīvi gredzeni, kas stiepjas simtiem tūkstošu kilometru un par 95 % sastāv no ūdens ledus. Tomēr to vecums joprojām ir diskusiju temats: pēc misijas «Cassini» datiem, tas ir tikai daži simti miljonu gadu, nevis miljardi, kā uzskatīts lielāko 20. gadsimta daļu.

Starp daudzajiem sestās planētas no Saules pavadoņiem — no maziem neregulāriem objektiem līdz lieliem regulāriem pavadoņiem — īpašu interesi raisa Titāns, Hiperions, Reja un Japets. Atšķirībā no maziem, Saturna gravitācijas sagūstītiem pavadoņiem, šie ķermeņi kustas pa salīdzinoši kārtīgām, gandrīz apļveida orbītām un aktīvi mijiedarbojas savā starpā. Pētnieki uzskata, ka to orbitālā dinamika glabā liecības par pagātnes sistēmas pārbūvēm: Titāna plūdmaiņu migrācija varēja iedarbināt rezonanses mijiedarbību un gravitācijas traucējumu ķēdi.

Tagad zinātnieki no Parīzes observatorijas (Francija), Dienvidrietumu pētnieciskā institūta un Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (abi — ASV) aprēķinājuši orbītu skaitliskās integrācijas, izmantojot datormodelēšanu. Šī pieeja ļāva izsekot Saturna pavadoņu sistēmas evolūcijai simtiem miljonu gadu garumā, ņemot vērā ķermeņu gravitācijas mijiedarbību un plūdmaiņu efektus.

Autoru uzmanību, kuru darbs publicēts Kornela universitātes preprintu serverī, piesaistīja pāris Titāns — Hiperions. Lietas būtība ir tāda, ka šie pavadoņi atrodas stabilā orbitālā rezonansē, kas tos aizsargā no tuvināšanās. Tomēr aprēķini parādīja, ka kopš mūsu zvaigžņu sistēmas veidošanās tāda rezonanse nevarēja pastāvēt: ātrā Titāna plūdmaiņu migrācija prom no Saturna liecināja, ka Hiperions ir iekļuvis rezonansē salīdzinoši nesen — aptuveni pirms 400–500 miljoniem gadu.

Izprast notikušo palīdzēja jauns datormodelis, kurā pastāvēja vēl viens, tagad izzudis pavadonis — tā sauktais proto Hiperions, izvietots starp Titānu un Japetu. Lielākajā daļā scenāriju orbitālā nestabilitāte noveda pie proto pavadoņa sadursmes ar Titānu. Tajā pašā laikā daļa vielas tika izsviesta apkārtējā telpā, kas laika gaitā varēja izveidot mūsdienu Hiperionu — porainu debesu ķermeni ar neregulāru formu.

Pēc zinātnieku domām, šī katastrofa varēja izstumt Saturnu no rotācijas orbitālās rezonanses, kas agrāk veidoja tā ass slīpumu, un destabilizēt citu pavadoņu orbītas. Pēc sadursmes Titāns sāka kustēties pa vairāk izstieptu orbītu un spēcīgāk «šūpot» citus pavadoņus. Ar laiku tas varēja novest pie to iznīcināšanas un jaunu pavadoņu un gredzenu veidošanās.

Pētījuma rezultāti skaidro vairākus neatrisinātus jautājumus vienlaikus — Hiperiona izcelsmi, mēnešu neparasto dinamiku un gredzenu veidošanos — ar nesenu gravitācijas pārbūvi gāzu giganta sistēmā. Lai gan jaunais modelis prasa precizēšanu, tas labi saskan ar «Cassini» datiem un pašreizējām priekšstatiem par lielo Saturna pavadoņu evolūciju.