Спутники планет-гигантов образуются подобно планетам вокруг звезды

Специалисты полагают, что система спутников Сатурна когда-то состояла из целой группы крупных тел, сравнимых с четырьмя крупнейшими лунами Юпитера. В богатой на небесные тела системе Юпитера на них приходится 99,998% всей массы спутников. При этом никаких средних по размеру лун там нет вовсе.

«Мы думаем, что планеты-гиганты получили свои спутники так же, как Солнце получило планеты, повторяя в миниатюре процессы развития Солнечной системы и тоже пройдя через серию столкновений, — говорит Асфауг. — В модели системы Сатурна мы предположили, что Титан вырос в ходе пары столкновений гигантских масштабов, в результате каждого из которых массы взаимодействующих тел складывались, порождая в качестве сброса небольшое семейство лун среднего размера».

В пользу теории американцев говорит то, что нечто подобное случилось и с Землёй. Именно в итоге таких столкновений возникла Луна, весьма схожая с нашей планетой по составу. Таким образом, как и в случае с Луной, среднеразмерные спутники Сатурна должны состоять из того же материала, что и Титан.

При этом модель объясняет не только появление лун «промежуточного» размера и массы, но и чрезвычайно активную геологию и орбитальную динамику средних лун. По словам ученых, после серии столкновений их поверхность должна была подвергнуться мощнейшим геологическим воздействиям.

Если Титан приобрёл значительную часть всей массы в итоге слияний, то этим отчасти можно объяснить и особенности его атмосферы, которая вчетверо плотнее, в несколько раз толще и значительно тяжелее земной при всемеро меньшей гравитации. Согласно модели, в ходе столкновений значительная часть лёгких элементов и газов была позаимствована у лун-предшественников, в то время как нынешним среднеразмерным лунам достались лишь компоненты водного льда.

Единственное, что не показывает модель – время этих столкновений столкновения. Если столкновения произошли в конце периода формирования спутников, то это было примерно 4,5 миллиарда лет назад. Если же система галилеевых лун устойчиво существовала у Сатурна долгое время, а затем была разрушена близким прохождением массивного тела, то это случилось почти на миллиард лет позже.

Асфауг склоняется ко второму варианту, полагая, что серию столкновений спутников Сатурна спровоцировало движение Нептуна или Урана, которые «задели» Сатурн, перемещаясь от близких к Солнцу изначальных орбит к своим нынешним.

Исследование ученых принято к публикации в журнале Icarus. Посвященный работе доклад Асфауг собирается представить на ежегодной конференции планетологической секции Американского астрономического общества в Рено (Невада, США), сообщает Phys.Org.