Луна Сатурна Мимас - самая маленькая из главных лун газового гиганта. (Сатурн имеет 62 луны, но некоторые из них представляют собой крошечные лунники диаметром менее 1 км.) Два новых исследования показывают, как Мимас действовал как своего рода снегоочиститель, расширяя деление Кассини между кольцами Сатурна.
Знаковые кольца Сатурна отличают его от других планет Солнечной системы. Нет никакого научного согласия относительно того, как именно они сформировались. Теория говорит, что они сформировались в начале истории Солнечной системы, в то время как данные миссии Кассини предполагают, что они сформировались намного позже, возможно, во времена правления динозавров. Данные так называемого Гранд Финала Кассини показывают, что кольцам 200 миллионов лет или меньше. Но хотя их история неясна, мы все еще знаем, из чего они состоят: это почти весь водяной лед с некоторыми каменистыми кусками.
Их называют кольцами Сатурна, потому что есть несколько колец, разделенных промежутками, называемыми делениями. Самый большой, наиболее заметный разрыв называется отдел Кассини. Он находится между тем, что называется кольцом A и кольцом B, а ширина его деления составляет около 4800 км (3000 миль).
Есть два новых исследования, которые помогают объяснить, как был создан и расширен отдел Кассини. Первая - «Создание дивизии Кассини - I. Формирование колец путем внутренней миграции Мимаса», а вторая - «Формирование дивизии Кассини - II. 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 дивизиона Кассини называется разрывом Гюйгенса. Лед и каменные частицы в зазоре Гюйгенса на внутренней границе раздела Кассини находятся в орбитальном резонансе 2: 1 с Мимасом. Это означает, что для каждой из орбит 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 - мигрировать от своей планеты. Только гравитация планеты-хозяина может контролировать это. Но в случае с Мимасом произошло еще что-то, заставившее его сместиться внутрь на расстояние до 9 000 км, и в процессе этого увеличить разрыв до половины этого расстояния. 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 корку. Но теперь, когда космический корабль Кассини дал нам такие прекрасные виды на поверхность Мимаса, этот сценарий не подходит. Поверхность Мимаса до сих пор демонстрирует признаки древних ударов, которых не должно быть, если кора была ослаблена.
У команды исследователей есть вторая гипотеза, которая включает другую луну Сатурна, Энцелад. Энцелад заслуживает внимания, потому что у него есть подземный океан, который также был обнаружен космическим кораблем Кассини. Согласно этой гипотезе, Мимас и Энцелад потеряли энергию из-за орбитального резонанса. Это нагревало бы обе луны, создавая подземные океаны. Однако эта гипотеза не подтверждена, тем более что существование подземного океана на Мимасе никогда не было доказано. (Поверхность не показывает никаких признаков одного.)
Ясно, что Мимас снова начал мигрировать наружу. Согласно расчетам, приведенным в этих статьях, примерно через 40 миллионов лет дивизия 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.
Источники:
- Пресс-релиз: Луна Сатурна Мимас, снежный плуг на кольцах планеты
- Научно-исследовательская работа: Формирование подразделения Кассини - I. Формирование колец с помощью внутренней миграции Мимаса
- Научно-исследовательская работа: формирование подразделения Кассини - II. Возможные истории Мимас и Энцелад
- Исследовательская работа: Последствия приливов для гипотезы океана Мимас
- Космический журнал: Космический корабль Кассини подтверждает подводный океан на Энцеладе
- НАСА: Мимас в глубине
