Астрономы поняли, как сформировались Пан и Атлас

Пан – один из малых внутренних спутников Сатурна, сформировался в результате слияния двух тел одинакового размера. Авторы и права: Carolyn Porco / NASA.

Маленькие внутренние спутники Сатурна похожи на гигантские равиоли. Первые снимки этих объектов были получены космическим аппаратом Кассини, а спустя некоторое время исследователи из Бернского университета (Швейцария) показали, как эти спутники приобрели такую необычную форму. Согласно новому компьютерному моделированию, такие формы являются естественным результатом слияния небольших спутников сходного размера.

Когда Мартин Рубин (Martin Rubin), астрофизик из Бернского университета, увидел в Интернете изображения спутников Пана и Атласа, он был озадачен. Снимки, переданные Кассини в апреле 2017 года, показали объекты, которые НАСА в своем пресс-релизе описало как летающие тарелки с диаметром около 30 км.

С большими, нетипичными хребтами Пан и Атлас также напоминали гигантские равиоли. Мартин Рубин задался вопросом, как образовались эти специфические структуры на спутниках, и спросил своего коллегу Мартина Ютци (Martin Jutzi) о том, могут ли они быть результатом столкновений.

Мартин Ютци и Адриен Лелеу (Adrien Leleu), разработали компьютерную симуляцию для визуализации процесса формирования малых внутренних спутников Сатурна. Первые, простые тесты отработали хорошо.

“Но, когда мы приняли во внимание приливные силы Сатурна, у нас появились первые проблемы”, – вспоминает Адриен Лелеу. “Те условия, которые наблюдаются на орбитах вокруг газового гиганта, очень и очень необычные”, – подтверждает Мартин Ютци.

Поскольку Сатурн в 95 раз массивнее Земли, а его внутренние спутники вращаются вокруг планеты на расстоянии в два с лишним раза меньшем, чем расстояние между Землёй и Луной, то здесь на спутники влияют мощные приливные силы.

Именно поэтому внутренние спутники Сатурна не могли получить такие своеобразные формы путём постепенного наращивания материала. Альтернативная модель, называемая пирамидальным режимом, предполагает, что эти спутники были образованы путём нескольких столкновений с небольшими спутниками.

Атлас – малый, внутренний спутник Сатурна. Авторы и права: Carolyn Porco / NASA.

Благодаря новой компьютерной модели, исследователи смогли не только проверить пирамидальный режим, но и показали, что столкновения между спутниками приводят именно к наблюдаемым формам.

Столкновения, близкие к лобовым, приводят к появлению сплюснутых объектов с большими экваториальными хребтами, как это и наблюдается в случае с Атласом и Паном. При касательных столкновениях формировались достаточно вытянутые тела, которые напоминали спутник Прометей протяженностью около 90 километров.

Основываясь на текущей орбите спутников и на их орбитальной среде, исследователи рассчитали, что скорость удара должна составлять порядка 10 м/с. Моделируя столкновения при таких скоростях для различных углов, они получали стабильные формы, похожие на равиоли, но только для небольших ударных углов.

“Если угол удара был больше десяти градусов, то результаты были уже не так стабильны”, – сказал Адриен Лелеу.

Хотя работа исследователей в основном затрагивала маленькие внутренние спутники Сатурна, они также нашли возможное объяснение давней тайны, касающейся третьего по величине спутника Сатурна – Япета.

Почему Япет имеет сплюснутую форму и отличительный экваториальный хребет? Как оказалось, результаты нового моделирования показали, что эти особенности также могли появиться в результате слияния объектов сходного размера.


Больше информации: https://www.nature.com/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *