Результаты моделирования на суперкомпьютере помогли астрономам раскрыть тайну происхождения колец Сатурна. Они образовались в результате мощного столкновения произошедшего во времена, когда по Земле еще бродили динозавры.
Загадка колец Сатурна
Все планеты-гиганты Солнечной системы обладают кольцами. Однако кольца Сатурна намного превосходят по размерам, массе и яркости кольцевые системы Юпитера, Урана и Нептуна. Кроме того, они отличаются и по своему составу. В то время как кольца других планет в основном состоят из пыли и каменных частиц, кольца Сатурна почти полностью состоят из водяного льда, что обуславливает их яркость.
Долгое время большинство астрономов считали, что кольца Сатурна образовались одновременно с самой планетой. Все изменили данные миссии Cassini. Ей удалось впервые точно определить массу колец Сатурна, а также обнаружить, что их вещество постепенно выпадает на планету. Вооружившись этими знаниями, астрономы сумели подсчитать примерный возраст колец Сатурна. Оказалось, что он не превышает 400 млн лет. Таким образом кольца Сатурна вполне могут являться ровесниками динозавров. Что касается оставшегося им времени жизни, то оно оценивается в несколько сотен миллионов лет.
Результаты моделирования на суперкомпьютере
Но как именно появились кольца Сатурна? Наиболее вероятной версией считается столкновение двух ледяных спутников Сатурна, однако до недавнего времени у астрономов не было достаточных сведений о механизме такого события. Чтобы закрыть пробелы в этом вопросе, ученые из Исследовательского центра NASA им. Эймса воспользовались помощью суперкомпьютера DiRAC, находящегося в распоряжении Даремского университета. Они рассчитали почти 200 различных вариантов столкновения между лунами Сатурна. Моделирование проводилось с разрешением, более чем в 100 раз превышающим разрешение предыдущих подобных исследований.
Результаты изысканий на суперкомпьютере показали, что при самых разных сценариях столкновения, часть выброшенного материала переходит на дальние орбиты, где из него в дальнейшем могут образоваться новые луны, а часть попадает в район предела Роша. Там сила гравитация Сатурна уже не даст ему слиться воедино и он сможет существовать лишь в виде колец.
По словам ученых, сценарий столкновения естественным образом приводит к образованию богатых льдом колец. Когда ледяные луны-прародительницы столкнулись друг с другом, их каменные ядра должны были рассеяться менее широко, чем покрывавший их лед. Исследователи также отмечают, что ледяные и скальные обломки в дальнейшем должны были начать сталкиваться с другими спутниками, что могло привести к настоящему каскадному эффекту в виде разрушения других лун и последующему формированию из их материала современных спутников.
Причины гигантского столкновения
Но что привело к изначальному столкновению? Это могло произойти из-за незначительного возмущения орбит спутников, вызванного воздействия гравитации Солнца. За миллионы лет эти отклонения «накопились», что вызвало орбитальный резонанс и привело к дестабилизации лун планеты.
Другой вопрос заключается в том, какие из ледяных спутников Сатурна являются древними, а какие образовались уже после столкновения. Одним из подозреваемых является Рея. С одной стороны, она обладает довольно кратерированной поверхностью, что указывает на ее большой возраст. С другой стороны, ее орбита близка к региону, где она должна была подвергнуться резонансу. Однако орбита Реи очень круглая и плоская. Это позволяет предположить, что она не испытывала дестабилизирующего влияния резонанса, а значит, сформировалась совсем недавно.
По материалам https://www.nasa.gov
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
