Мимас проталкивается сквозь кольца Сатурна, как снегоочиститель
AstroNews.ru - 13 Июня 2019 14:37:12
Луна Сатурна Мимас - самая маленькая из главных лун газового гиганта. Сатурн имеет 62 луны, но некоторые из них представляют собой крошечные луны диаметром менее 1 км. Два новых исследования показывают, что Мимас действовал как своего рода снегоочиститель, расширяя щель Кассини между кольцами Сатурна.
Знаменитые кольца Сатурна отличают его от других планет Солнечной системы. У нас нет научного консенсуса о том, как именно они сформировались. Теория говорит, что они сформировались в начале истории Солнечной системы. В то время данные миссии Cassini предполагают, что они сформировались намного позже, возможно, во времена правления динозавров на Земле. Данные так называемого Гранд Финала Кассини показывают, что кольцам 200 миллионов лет или меньше. Но хотя их история неясна, мы знаем из чего они состоят: они почти все из водяного льда, с примесью каменистых кусков.
Их называют кольцами Сатурна, потому что есть несколько колец, разделенных промежутками, называемые делениями. Самый большой, наиболее заметный разрыв называется щель Кассини (деление Кассини). Он находится между кольцом A и B, а ширина деления составляет около 4800 км.
Есть два новых исследования, которые помогают объяснить, как было создано и расширено деление Кассини. Первая - «Формирование колец путем внутренней миграции Мимаса», а вторая - «Возможные истории Мимаса и Энцелада». Оба были опубликованы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества за июнь 2019 года. Они оба принадлежат одной и той же группе авторов из исследовательских институтов Франции.
Исследования показывают, что луна Мимас действовала как снегоочиститель и раздвигала частицы, из которых состоят кольца А и В, расширяя деление Кассини до его текущей ширины 4800 км. Это происходит посредством орбитального резонанса.
Внутренний край деления Кассини называется разрывом Гюйгенса. Ледяные и каменные частицы в зазоре Гюйгенса на внутренней границе деления Кассини находятся в орбитальном резонансе 2:1 с Мимасом. Это означает, что за каждый оборот Мимаса эти частицы вращаются дважды. В результате Мимас многократно притягивает эти частицы под действием силы тяжести, заставляя их выходить на орбиту вне промежутка. Как снегоочиститель.
Естественная тенденция Луны состоит в том, чтобы мигрировать от своей планеты-хозяина на внешние орбиты. Только гравитация планеты-хозяина может контролировать этот процесс. Но в случае с Мимасом произошло еще что-то, заставившее его сместиться внутрь на расстояние до 9000 км. Только потеря энергии могла вызвать внутреннюю миграцию Мимаса.
Исследователи говорят, что Мимасу пришлось бы терять энергию при нагревании, что, в свою очередь, растопило бы внутренний лед Луны и ослабило кору. Но теперь, когда космический корабль Кассини показал нам такие прекрасные снимки поверхности Мимаса, этот сценарий не подходит. Поверхность Мимаса все еще имеет свидетельства древних ударов и столкновений, которых не должно быть, если бы кора была расплавлена.
<"https://www.astronews.ru/foto/b/1185.jpg">
У команды исследователей есть вторая гипотеза, которая включает другую луну Сатурна, Энцелад. Энцелад заслуживает внимания, потому что у него есть подповерхностный океан, который также был обнаружен космическим кораблем Кассини. Согласно этой гипотезе, и Мимас, и Энцелад потеряли энергию в результате орбитального резонанса. Это нагревало бы обе луны, создавая подповерхностные океаны. Однако эта гипотеза не подтверждена, тем более что существование подземного океана на Мимасе никогда не было доказано - поверхность не показывает никаких признаков этого.
<"https://www.astronews.ru/foto/b/1186.jpg">
Ясно, что Мимас снова начал мигрировать наружу. Согласно расчетам, приведенным в этих статьях, примерно через 40 миллионов лет щель Кассини исчезнет.
Это исследование может иметь некоторые интересные последствия для изучения экзопланет. По мнению авторов, когда астрономы находят экзопланеты с кольцевыми структурами вокруг них, это может означать наличие лун. И если там есть луны, они вполне могут иметь подземные океаны. И в тех океанах, может быть, жизнь.