125 лет со дня открытия Фебы — одного из наиболее загадочных спутников Сатурна

16 августа 1898 года сотрудник Арекипской обсерватории Делиль Стюарт сфотографировал Сатурн. Он не подозревал, что на его снимки попал неизвестный спутник планеты, который позже назвали Фебой. В честь 125-летнего юбилея даннго события мы бы хотели рассказать поподробнее об этом небесном теле, являющимся одной из самых необычных сатурнианских лун.

Историческое открытие на фотопластине

Итак, Феба была впервые сфотографирована 16 августа 1898 года. Но ее официальное открытие состоялось лишь 17 марта 1899-го, когда астроном Уильям Пикеринг изучил снимки и обратил внимание на объект, положение которого не совпадало ни с одной из восьми известных на тот момент лун Сатурна.

В ходе последующих наблюдений Пикерингу удалось подтвердить, что это не дефект фотопластинки, и речь действительно идет о ранее неизвестном компаньоне газового гиганта. Это был первый в истории астрономии случай, когда спутник планеты удалось обнаружить фотографическим способом.

Снимок Фебы, сделанный зондом Cassini. Источник: NASA/JPL/Space Science Institute

Вновь открытое тело получило название Феба — в честь дочери Урана и Геи из древнегреческой мифологии. Ее средний диаметр составляет 213 км, что делает ее девятым по величине спутником Сатурна. По старинке, Фебу также иногда именуют Сатурн IX.

Загадка происхождения Фебы

Изучив орбитальные параметры Фебы, астрономы быстро поняли, что она серьезно отличается от других лун Сатурна. Дело в том, что этот спутник находится на ретроградной орбите. Он движется в направлении, противоположном направлению вращения планеты вокруг собственной оси. Это может означать только одно: Феба не сформировалась вместе с Сатурном, а в какой-то момент была захвачена его гравитацией.

Снимок Фебы, сделанный с помощью 24-дюймового телескопа. Источник: Kevin Heider

Но это еще не все. Орбита Фебы пролегает на очень большом расстоянии от Сатурна. Они разделены средней дистанцией в 13 млн км. Это примерно в 33 раза больше, чем расстояние между Землей и Луной. Лишь в 2000 году астрономы нашли небольшой спутник, находящийся еще дальше от Сатурна.

По очевидным причинам астрономы не могли рассмотреть в наземные телескопы какие-либо детали поверхности Фебы. Но им удалось определить, что она очень темная. Это резко контрастировало с обладающими высоким альбедо ледяными спутниками Сатурна. Из-за этого в научной среде долгое время доминировало мнение, что Феба является астероидом, захваченным гравитацией газового гиганта. Так продолжалось до тех пор, пока ее не навестил земной посланец.

Встреча с Cassini

В период с 1979 по 1981 год в окрестностях Сатурна побывало сразу три космических аппарата. К сожалению, их траектории проходили на значительном удалении от Фебы. Ближе всех к ней подобрался Voyager 2. В сентябре 1981 года он сфотографировал ее с дистанции в 2,2 млн км. Однако это все равно было слишком большое расстояние, чтобы снимки дали какую-то существенную информацию о спутнике.

Коллаж из двух снимков Фебы, сделанных зондом Cassini. Источник: NASA/JPL/Space Science Institute

Возможность увидеть Фебу вблизи впервые появилась у астрономов в июне 2004 года, когда к Сатурну прибыл аппарат Cassini. Его траектория была специально подобрана таким образом, чтобы совершить пролет спутника. Это был практически единственный шанс его рассмотрать. Из-за чрезвычайной удаленности от планеті в дальнейшем зонд не смог бы вновь сблизиться с Фебой.

К счастью, рандеву со спутником прошло без каких-либо осложнений. Cassini пролетел на расстоянии в 2068 км от его поверхности, передав ряд высококачественных изображений.

Объект из пояса Койпера

Переданные снимки удивили астрономов. Несмотря на то, что Феба действительно обладает темной поверхностью, ряд ее кратеров демонстрирует, что за нее отвечает слой отложений толщиной всего в несколько сотен метров, под которыми находятся массивные залежи льда. Также Cassini смог обнаружить на этом спутнике большое количество углекислого газа, чего не наблюдалось ни на одном другом астероиде.

Поверхность Фебы. Источник: NASA/JPL/Space Science Institute

Исходя из этого, астрономы пришли к выводу, что на самом деле Феба является захваченным Сатурном кентавром — одним из ледяных объектов, обращающихся между Юпитером и Нептуном. Такие тела изначально сформировались в поясе Койпера и уже позже перешли на более близкие к Солнцу орбиты.

Трехмерная модель Фебы. Источник: NASA/JPL-Caltech/SSI/Cornellп

Феба также обладает довольно примечательной формой. Изначально она была сферической, но последующие столкновения с астероидами и кометами изрядно «огрубили» ее. По мнению ученых, сразу после своего формирования это тело содержало достаточное количество радиоактивных материалов, чтобы после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация его недр. В итоге более тяжелые породы переместились в центральную часть, сформировав ядро спутника, а более легкие остались наверху, образовав мантию. Тепла было так много, что в первые миллионы лет своего существования поверхность Фебы была покрыта жидкой водой.

Источник кольца Сатурна

На этом сюрпризы со стороны Фебы не закончились. Когда в 2009 году инфракрасный телескоп Spitzer сфотографировал Сатурн, он обнаружил ранее неизвестное кольцо, пролегающее на расстоянии от 3 до 15 млн км от планеты. Оно очень тусклое и состоит из крошечных пылевых частиц.

Инфракрасный снимок кольца Фебы, сделанный телескопом Spitzer. Источник: NASA/ESA/STScI/AURA

Поскольку орбитальные характеристики кольца совпадают с орбитой Фебы, ученые считают, что именно она является его источником. Кольцо образовалось из пыли, выбиваемой с поверхности спутника ударами микрометеоритов. Предположительно часть этой пыли затем оседает на другом сатурнианском спутнике — Гиперионе. Подобный механизм мог бы объяснять характерные темные пятна на его поверхности.

Изучение Фебы в будущем

По сей день встреча с Cassini является единственной в истории изучения Фебы. Но можно предположить, что в будущем ее навестят и другие земные посланцы. Учитывая происхождение этого объекта, его изучение дает уникальную возможность заглянуть в пояс Койпера без необходимости посылать туда миссию, которая будет лететь намного дольше и обойдется значительно дороже, чем стоимость отправки зонда к Сатурну. Поэтому, если ученым снова представится такая возможность, они вряд ли ее упустят.

Кольцо Фебы (концепт). Источник: NASA/JPL-Caltech/Keck

В завершение стоит сказать, что Феба также сыграла важную роль в книжном цикле «Пространство», по которому впоследствии был снят одноименный сериал. Согласно его сюжету, на самом деле она представляет собой не естественное тело, а сконструированный инопланетной цивилизацией объект, который был запущен миллиарды лет назад в Солнечной систему по направлению к Земле, но затем захвачен гравитацией Сатурна и стал его спутником.

Конечно, это лишь сюжет фантастического произведения. Но если вспомнить, сколько раз Феба уже удивляла ученых, нельзя исключать, что она действительно может скрывать пока еще не разгаданные тайны.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine

Ученые нашли нейтронные звезды на орбитах подобных Солнцу светил
Орбита горячего Юпитера оказалась самой вытянутой из всех экзопланет
Рамзес встретится с Апофисом: ESA отправит миссию к рекордному астероиду
NASA показала красоту космического корабля Cygnus перед его уничтожением: фото
Смерть лунохода: NASA закрыла проект VIPER
Ученые открыли 10 удивительных пульсаров
Бывшие руководители NASA и ESA призвали оставить МКС в космосе для следующих поколений
Илон Маск переносит свою штаб-квартиру из-за «гендерного» закона
На HBO выходит фильм о «диком диком космосе». И это — не фантастика
Прорыв в физике: ученые научили ядра атомов поглощать и излучать энергию