10.06.2010

Малые спутники Сатурна могли образоваться всего 10 миллионов лет назад

Астрофизики из Университета Париж VII им. Дидро (Франция) и Кембриджского университета (Великобритания) представили модель формирования малых спутников Сатурна из вещества его колец.

Необычные характеристики спутников Сатурна, которые находятся на орбитах, лежащих прямо за главными его кольцами, привлекли внимание учёных довольно давно. Принято считать, что регулярные спутники планеты-гиганта сформировались из вещества протопланетного диска около 4,5 млрд лет назад; если бы сценарий образования малых объектов был таким же, за прошедшее время кометы, вероятнее всего, уничтожили бы их. Спутники также должны постепенно отдаляться от планеты, как это делает Луна, но некоторые из них расположены чрезвычайно близко к Сатурну — настолько, что расчётное место их образования оказывается «внутри» газового гиганта. Кроме того, они имеют очень низкую плотность (~600 кг/м³).

Около шести лет назад зонд «Кассини» передал изображения ледяных образований размерами до 100 метров в кольцах Сатурна. На основании этих наблюдений и того факта, что спектральные характеристики малых спутников и вещества главных колец схожи, специалисты разработали теорию формирования спутников на границах колец.

До настоящего момента никому, однако, не удавалось создать действующую модель, которая показывала бы необходимое распределение спутников по размерам и удалению. Авторы постарались упростить вычисления там, где это возможно, и добились высокой степени соответствия реальности.

В новой модели формирование спутников из вещества колец проходит за пределом Роша — минимальным радиусом круговой орбиты, на котором спутник не разрушается под действием притяжения (приливных сил) центрального тела; в случае Сатурна этот радиус примерно равен 147 000 км при отсчёте от центра тяжести. Постепенный рост массы спутников заканчивается около 10 миллионов лет назад, и они отдаляются от планеты, причём самые массивные отходят на большее расстояние. Модель также объясняет появление кольца F, в котором в настоящее время находятся малые спутники: по мнению авторов, источником пыли, составляющей кольцо, стали столкновения образовавшихся некрупных тел друг с другом.

«Полученные результаты меняют наши представления о развитии Солнечной системы, — отмечает один из авторов исследования Себастьен Шарно (Se'bastien Charnoz). — Предполагалось, что все её объекты сформировались более четырёх миллиардов лет назад, но теперь мы понимаем, что новые спутники могут образовываться даже в наше время».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature.

Дмитрий Сафин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА