Niektóre z lodowych księżyców Saturna mogą być młodsze od dinozaurów. Nowy model komputerowy, pokazujący jak powstała planeta, sugeruje, że pierścienie i księżyce mogą mieć jedynie 100 mln lat.

Pierścienie i księżyce Saturna

Pierścienie i księżyce Saturna

Saturn ma 62 księżyce. Na każdy z nich oddziałuje grawitacja planety, ale także ich własne siły przyciągania. Według najnowszego modelu komputerowego trzy z nich – Tetyda, Dione i Rea – nie wykazują odchyleń orbitalnych typowych dla satelitów Saturna, które istniały dużo wcześniej.

 

Zmieniające się orbity

– Księżyce zawsze zmieniają swoje orbity, to nieuniknione – mówi jeden z autorów nowych badań opublikowanych w czasopiśmie “Astrophysical Journal” Matija Cuk z instytutu SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). – Ta wiedza pozwala nam na wykorzystanie symulacji komputerowych do poznania historii wewnętrznych księżyców Saturna. W ten sposób dowiedzieliśmy się, że najprawdopodobniej powstały one podczas ostatnich 2 proc. historii planety – dodaje.

Także wiek pierścieni Saturna stanowi zagadkę dla naukowców. W 2012 roku francuscy astronomowie stwierdzili, że razem z niektórymi z zewnętrznych satelitów planety mogły one powstać stosunkowo niedawno. Według badaczy do zmiany orbit księżyców w bardzo krótkim czasie przyczyniają się pływy, czyli siły związane z grawitacją. Siła pływowa pojawia się, gdy siła grawitacji zmienia się znacznie na długości ciała. W wyniku tego część księżyca znajdująca się bliżej Saturna jest przyciągana silniej niż ta, która znajduje się dalej od planety.

 

Rezonans orbitalny

Saturn ma dziesiątki księżyców, których orbity powoli się powiększają na skutek pływów. Dodatkowo pary satelitów mogą okazjonalnie poruszać się w rezonansie orbitalnym. Dzieje się tak, gdy okres orbitalny jednego księżyca jest częścią drugiego, np. gdy jeden z satelitów okrąża planetę dwa lub trzy razy szybciej niż inny.

Tytan, księżyc Saturna

Tytan, księżyc Saturna

Gdy występuje zjawisko rezonansu orbitalnego, ciała niebieskie okrążające Saturna mogą oddziaływać wzajemnie na swoją grawitację. W efekcie prowadzi to do wydłużenia ich orbit, a także do przechylenia ich płaszczyzny.

Według modeli komputerowych przewidujących jak z czasem zmieniają się orbity księżyców Saturna, trajektorie Tetydy, Dione i Rei nie zmieniły się znacznie od momentu ich powstania.

 

Wykorzystano inny księżyc

Żeby dokładniej określić wiek satelitów, Cuk wykorzystał lodowe gejzery na Enceladusie, który także jest jednym z księżyców Saturna. Naukowcy założyli, że energia napędzająca gejzery pochodzi z pływowych interakcji z Saturnem i że aktywność geotermalna Enceladusa była stała. W ten sposób badacze wywnioskowali, jak duże są siły pływowe z Saturna.

Gejzery na Enceladusie - księżycu Saturna

Gejzery na Enceladusie – księżycu Saturna

Dzięki symulacjom komputerowym naukowcy wywnioskowali, że Enceladus mógł przesunąć się ze swojej pierwotnej orbity w ciągu 100 mln lat. Oznacza to, że najprawdopodobniej powstał w okresie kredy. Innym wnioskiem z najnowszych badań jest to, że wewnętrzne księżyce Saturna i jego słynne pierścienie są relatywnie młode. Bardziej odległe księżyce – Tytan i Japet – mogły nie uformować się w tym samym czasie.

– I tak rodzi się pytanie: co spowodowało niedawne narodziny wewnętrznych księżyców? – zastanawia się Cuk. – Domyślamy się, że Saturn miał wcześniej podobny zbiór księżyców, jednak ich orbity zostały zakłócone przez specjalny rodzaj rezonansu orbitalnego z udziałem ruchu Saturna wokół Słońca. Ostatecznie orbity sąsiednich księżyców skrzyżowały się, a obiekty się zderzyły. Obecny zbiór księżyców i pierścieni utworzył się z powstałego materiału – dodaje naukowiec.

Saturna od 2004 roku bada sonda Cassini. Zobacz jak przebiegały lata obserwacji.

Polecane: