Титан мігрує від Сатурна у 100 разів швидше, ніж раніше вважалося

Так само, як наш Місяць щороку відпливає від Землі на трохи далі, інші місяці роблять те саме зі своїми планетами-господарями.

Про це розповідають в НАСА.

Коли Місяць обертається, його гравітація тягне за собою планету, утворюючи тимчасову випуклість у планети по мірі його проходження. З часом енергія, створювана випуклістю і стуханням, переноситься з планети на Місяць, підштовхуючи його все далі і далі. Так, наш Місяць щороку відходить від Землі на 3,8 сантиметра.

Вчені думали, що знають швидкість, з якою гігантський місяць Титан відходить від Сатурна, але нещодавно вони зробили дивовижне відкриття: використовуючи дані космічного апарату «Кассіні», вони виявили, що Титан відпливає в сто разів швидше, ніж вважалося раніше – приблизно на 11 сантиметрів на рік.

Ці висновки можуть допомогти вирішити вікове питання. У той час як вчені знають, що Сатурн утворився 4,6 мільярдів років тому в перші дні Сонячної системи, є більше невизначеностей щодо того, коли утворилися кільця планети та її система з понад 80-ти місяців. У даний час Титан знаходиться на відстані 1,2 мільйона кілометрів від Сатурна. Переглянута швидкість його дрейфу говорить про те, що місяць відправився у шлях, знаходячись набагато ближче до Сатурна, що може означати, що вся система розширялася швидше, ніж вважали раніше.

«Цей результат приносить новий важливий шматок пазлу для досить дискутованого питання щодо віку системи Сатурна та про те, як утворювалися його місяці», - сказав Валерій Лейні - ведучий автор роботи, опублікованої 8 червня в Nature Astronomy. Він провів дослідження у якості науковця в Лабораторії реактивного руху в Південній Каліфорнії, перш ніж приєднатися до Паризької обсерваторії в університеті PSL.

Осмислення міграції місяця

Висновки щодо швидкості відпливу Титану також надають важливе підтвердження новій теорії, яка пояснює і прогнозує, як планети впливають на орбіти своїх місяців.

Протягом останніх 50 років вчені застосовували ті самі формули для оцінки того, як швидко місяць відпливає від своєї планети; швидкість, яку також можна використовувати для визначення віку місяця. Ті формули та класичні теорії, на яких вони основані, застосовувалися до великих і малих місяців по всій Сонячній системі. Теорії припускали, що в таких системах, як Сатурн, з десятками супутників, зовнішні місяці, як Титан, мігрували назовні повільніше, ніж місяці ближче, оскільки вони знаходяться далі від дії гравітації планети-господаря.

Чотири роки тому астрофізик-теоретик Джим Фуллер, який зараз працює в Калтех, опублікував дослідження, що розвинуло ці теорії. Теорія Фуллера передбачала, що зовнішні місяці можуть мігрувати назовні з аналогічною швидкістю, що й внутрішні місяці, оскільки вони замкнені на орбіті різного типу, яка прив’язується до певного коливання планети і відкидає їх назовні.

«Нові вимірювання означають, що такого роду взаємодії планета-місяць можуть бути більш помітними, ніж попередньо очікувалося, і що вони можуть застосовуватися до багатьох систем, таких як інші планетарні місячні системи, екзопланети - ті, що знаходяться поза нашою Сонячною системою, - і навіть бінарні зоряні системи, де зірки обертаються одна навколо іншої», - сказав Фуллер, співавтор нової роботи.

Для досягнення своїх результатів, автори картографували зірки на тлі зображень Кассіні і відстежували місцеположення Титана. Для підтвердження своїх висновків вони порівняли їх з незалежним набором даних: радіо-науковими даними, зібраними Кассіні. Протягом десяти близьких підльотів між 2006 та 2016 роками космічний апарат відправляв радіохвилі на Землю. Вчені вивчали, як змінювалася частота сигналу завдяки взаємодії з оточенням, щоб оцінити, як еволюціонувала орбіта Титана.

«Використовуючи два абсолютно різних набори даних, ми отримали результати, які повністю узгоджуються, а також з теорією Джима Фуллера, яка передбачила набагато більш швидку міграцію Титану», - сказав співавтор Паоло Тортора з італійського Університету Болоньї. Тортора є членом команди Cassini Radio Science і працював над дослідженнями за підтримки Італійського космічного агентства.

Кассіні, керований Лабораторією реактивного руху НАСА, був орбітальним апаратом, який спостерігав за Сатурном більше 13 років, перш ніж вичерпати запаси палива. Місія занурила його в атмосферу планети у вересні 2017 року, частково для захисту місяця Енцелада, який, як виявив Кассіні, може мати придатні для життя умови.

Місія Кассіні-Гюйгенс – це спільний проект NASA, Європейського космічного агентства та Італійського космічного агентства. Лабораторія реактивного руху, підрозділ Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені, управляє місією для Директорату наукової місії NASA у Вашингтоні. Лабораторія реактивного руху спроектувала, розробила та зібрала орбітальний апарат Кассіні.

Читайте ще цікаві новини про космос.