125 років з дня відкриття Феби — одного з найзагадковіших супутників Сатурна

16 серпня 1898 року співробітник Арекіпської обсерваторії Деліль Стюарт зазнімкував Сатурн. Він не підозрював, що на його знімки потрапив невідомий супутник планети, який пізніше назвали Фебою. На честь 125-річного ювілею даної події ми б хотіли розповісти детальніше про це небесне тіло, яке є одним із найнезвичніших сатурніанських місяців.

Історичне відкриття на фотопластині

Отже, Феба була вперше сфотографована 16 серпня 1898 року. Але її офіційне відкриття відбулося лише 17 березня 1899 року, коли астроном Вільям Пікерінг вивчив знімки та звернув увагу на об’єкт, положення якого не збігалося з жодним із восьми відомих на той момент місяців Сатурна.

Під час подальших спостережень Пікерінгу вдалося підтвердити, що це не дефект фотопластинки, тож ідеться дійсно про раніше невідомого компаньйона газового гіганта. Це був перший в історії астрономії випадок, коли супутник планети вдалося виявити фотографічним способом.

Знімок Феби, зроблений зондом Cassini. Джерело: NASA/JPL/Space Science Institute

Нововідкрите тіло отримало назву Феба — на честь доньки Урана та Геї з давньогрецької міфології. Її середній діаметр становить 213 км, що робить її дев’ятим за величиною супутником Сатурна. За давнім звичаєм її також іноді називають Сатурн IX.

Загадка походження Феби

Вивчивши орбітальні параметри Феби, астрономи швидко зрозуміли, що вона серйозно відрізняється від інших місяців Сатурна. Річ у тім, що цей супутник перебуває на ретроградній орбіті, тобто рухається в напрямку, протилежному напрямку обертання планети навколо власної осі. Це може означати лише одне: Феба не сформувалася разом із Сатурном, а в якийсь момент була захоплена його гравітацією.

Знімок Феби, зроблений за допомогою 24-дюймового телескопа. Джерело: Kevin Heider

Але це ще не все. Орбіта Феби пролягає на дуже великій відстані від Сатурна. Середня дистанція між ними складає 13 млн км. Це приблизно в 33 рази більше, ніж відстань між Землею та Місяцем. Лише 2000 року було знайдено невеликий супутник, розташований від Сатурна ще далі.

З очевидних причин астрономи не могли розглянути в наземні телескопи якісь деталі на поверхні Феби. Але їм вдалося визначити, що вона дуже темна. Це різко контрастувало з крижаними супутниками Сатурна, які мають високе альбедо. Через це в науковому середовищі довгий час домінувала думка, що Феба є астероїдом, захопленим гравітацією газового гіганта. Так тривало доти, доки її не відвідав земний посланець.

Зустріч із Cassini

У період з 1979 по 1981 рік в околицях Сатурна побувало відразу три космічні апарати. На жаль, їхні траєкторії проходили на значній відстані від Феби. Найближче до неї підібрався Voyager 2. У вересні 1981 року він зазнімкував її з дистанції у 2,2 млн км. Однак це все одно була занадто багато, щоб знімки дали якусь суттєву інформацію про супутник.

Колаж із двох знімків Феби, зроблених зондом Cassini. Джерело: NASA/JPL/Space Science Institute

Можливість побачити Фебу зблизька вперше з’явилась у червні 2004 року, коли до Сатурна прибув апарат Cassini. Його траєкторію спеціально підібрали таким чином, щоб здійснити проліт супутника. Це фактично був єдиний шанс наблизитися до нього. Через надзвичайну віддаленість від планети надалі автоматичний розвідник не зміг би знову опинитися поблизу Феби.

На щастя, рандеву з супутником пройшло без будь-яких ускладнень. Cassini пролетів на відстані 2068 км від його поверхні, передавши низку високоякісних зображень.

Об’єкт з поясу Койпера

Надіслані знімки здивували астрономів. Попри те, що Феба справді має темну поверхню, низка її кратерів демонструє, що за це відповідає шар відкладень завтовшки всього в кілька сотень метрів, під якими знаходяться масивні поклади льоду. Також Cassini зміг виявити на супутнику велику кількість вуглекислого газу, чого не спостерігалося на жодному астероїді.

Поверхня Феби. Джерело: NASA/JPL/Space Science Institute

Виходячи з цього, астрономи дійшли висновку, що насправді Феба є захопленим Сатурном кентавром — одним із крижаних об’єктів, що обертаються між Юпітером і Нептуном. Такі тіла спочатку сформувались у поясі Койпера, і вже пізніше перейшли на ближчі до Сонця орбіти.

Тривимірна модель Феби. Джерело: NASA/JPL-Caltech/SSI/Cornelln

Феба також має досить примітну форму. Спочатку вона була сферичною, але подальші зіткнення з астероїдами та кометами неабияк «огрубили» її. На думку вчених, одразу після свого формування, це тіло містило достатню кількість радіоактивних матеріалів, щоб після набуття сферичної форми почалася гравітаційна диференціація його надр. Важчі породи перемістилися в центральну частину, сформувавши ядро супутника, а легші залишилися нагорі, утворивши мантію. Тепла було так багато, що в перші мільйони років існування поверхню Феби вкривала рідка вода.

Джерело кільця Сатурна

На цьому сюрпризи з боку Феби не скінчилися. Коли 2009 року інфрачервоний телескоп Spitzer зазнімкував Сатурн, він виявив раніше невідоме кільце, що пролягає на відстані від 3 до 15 млн км від планети. Воно дуже тьмяне та складається з крихітних пилових частинок.

Інфрачервоний знімок кільця Феби, зроблений телескопом Spitzer. Джерело: NASA/ESA/STScI/AURA

Оскільки орбітальні характеристики кільця збігаються з орбітою Феби, вчені вважають, що саме вона є його джерелом. Кільце утворилося з пилу, що вибивається з її поверхні ударами мікрометеоритів. Імовірно, частина цього пилу потім осідає на іншому сатурніанському супутнику —Гіперіоні. Подібний механізм міг би пояснити характерні темні плями на його поверхні.

Вивчення Феби в майбутньому

Донині зустріч із Cassini лишається єдиною в історії вивчення Феби. Але можна припустити, що в майбутньому її відвідають й інші земні посланці. З огляду на походження цього місяця, його вивчення дає унікальну можливість зазирнути у пояс Койпера без необхідності надсилати туди місію, що летітиме набагато довше й обійдеться значно дорожче, ніж вартість відправлення зонда до Сатурна. Тому, якщо вченим знову випаде така можливість, вони навряд чи її згають.

Кільце Феби (концепт). Джерело: NASA/JPL-Caltech/Keck

На завершення варто зазначити, що Феба також відіграла важливу роль у книжковому циклі «Простір», за яким згодом був знятий однойменний серіал. Згідно з його сюжетом, насправді це не природне тіло, а сконструйований інопланетною цивілізацією об’єкт, який був запущений мільярди років тому в Сонячну систему в напрямку до Землі, але потім його захопила гравітація Сатурна, і він став його супутником.

Звичайно, це лише сюжет фантастичного твору. Але якщо згадати, скільки разів Феба вже дивувала вчених, не можна виключати, що вона справді може приховувати поки не розгадані таємниці.

Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t. me/ustmagazine

Новий квантовий комп’ютер встановив рекорд швидкості дії
Blue Origin демонструє технологію вертикальної посадки ракети New Glenn: відео
Космічне кільце: астрономи зазнімкували гіперсвітну галактику
Викрадення «Луни-2»: як ЦРУ дізналися секрети радянської космічної програми під носом у КДБ
Вчені виявили неподалік від Сонця неймовірно швидкий об’єкт
Галактика-конструктор: телескоп Hubble зазнімкував незвичайного сусіда Чумацького Шляху
Астронавти залишатимуться на борту МКС під час її падіння в атмосферу Землі
Не помічали 55 років: пенсіонер виявив помилку у старій відеогрі Lunar Lander
Новий сонячний цикл вже міг розпочатися
Вчені знайшли спосіб передбачати найтяжчі магнітні бурі