По мнению ученых, знаменитые кольца Сатурна могли возникнуть из-за того, что спутник планеты был разорван его мощной гравитацией. Исследование, основанное на данных заключительного этапа миссии NASA «Кассини», предполагает, что Сатурн, возможно, не имел колец на протяжении почти всего своего существования, длившегося 4,5 миллиарда лет. Но около 160 миллионов лет назад внутренний спутник подошел слишком близко к газовому гиганту, из-за чего его разорвало на части, и шлейф ледяных осколков продолжил вращение по орбите бывшего спутника.
«Как и куколка бабочки, этот спутник долгое время оставался в покое, но внезапно стал активным, и появились кольца», — говорит Джек Уиздом (Jack Wisdom), профессор планетологии Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования. Поэтому Уиздом предложил для гипотетического спутника название Хризалида (Chrysalis), которое по-гречески означает куколку бабочки.
Уиздом и его коллеги изначально намеревались объяснить, почему ось вращения Сатурна наклонена примерно на 27 градусов относительно плоскости его орбиты. Теоретические модели показали, что наклон, вероятно, вызван гравитационным резонансом Сатурна с Нептуном. Но такие модели часто чувствительны к небольшим изменениям в широком диапазоне переменных.
Когда зонд «Кассини», который находился рядом с Сатурном с 2004 по 2017 год, подробно изучил всё, от внутреннего состава Сатурна до динамики его 83 спутников, первоначальное объяснение развалилось. Новые детали указывали, что Сатурн в какой-то момент в прошлом выпал из-под контроля Нептуна. Ученые стали искать потенциальные разрушительные события, которые могли вызвать это. Сценарий потерянного спутника неожиданно точно соответствовал данным. «Мы решили попытаться объяснить наклон Сатурна, — сказал Уиздом. — Но мы обнаружили, что нам пришлось предложить существование дополнительного спутника, а затем снова избавиться от него».
Уисдом и его коллеги провели моделирование, чтобы определить свойства гипотетической луны. Они предполагали, что между 100 и 200 миллионами лет назад Хризалида вошла в хаотическую орбитальную зону и испытала ряд близких столкновений со спутниками Сатурна Япетом и Титаном. В конце концов она подошла слишком близко к Сатурну, и это драматическое столкновение разорвало спутник на куски, оставив усеянное обломками кольцо. Потеря Хризалиды объясняет нынешний наклон оси Сатурна. Гипотеза также согласуется с измерениями химических свойств колец, которые предположительно произошли около 100 миллионов лет.
Выводы Джека Уиздома и его коллег опубликованы в журнале Science.
