Sciencemag.cz
Doporučujeme
Se Saturnem jsou spojeny dvě hádanky. Za prvé, jeho prstence jsou velmi mladé, rozhodně ne tak staré jako planeta samotná. Různé studie odhadují jejich stáří na 160, ale také jen na 10 milionů let. Při pohledu na Saturn je z prstenců také hned jasné, že planeta rotuje nakloněna o 27 stupňů vzhledem k rovině oběhu Sluneční soustavy. Proč to?
Nejpravděpodobnější vysvětlení zní, že Saturn byl kdysi gravitačně svázán s Neptunem (rezonance, tj. doby oběhu v poměru malých celých čísel). Pak se však něco stalo a tato synchronizace se rozpadla. Podle modelování, které provedli vědci z MITu a dalších institucí (University of California Berkeley, University of California Santa Cruz, University of Arizona, Wellesley College), by se vše dalo vysvětlit tak, že Saturn měl (vedle dnes existujících 83 měsíců) kdysi velký měsíc Chrysalis. Před asi 160 miliony se ale oběžná dráha tohoto měsíce stala nestabilní, došlo k chaotické interakci s dalšími měsíci Titanem a Iapetem a Chrysalis se nakonec příliš přiblížil k planetě, což vedlo k jeho rozpadu. Tím se se narušila i rezonance Saturnu a Neptunu a výsledkem je současný sklon osy Saturnu. Většina hmoty roztříštěného měsíce Chrysalis zřejmě dopadla na Saturn, část úlomků mohla ale na oběžné dráze zůstat a nakonec se rozpadnout na malé ledové kousky a vytvořit charakteristické prstence planety.
Vlastní studie je poměrně komplikovaná. Na jednu využívá data od NASA ze sondy Cassini a zjištění, že Titan se od Saturnu vzdaluje rychleji, než by se dalo očekávat (plus se analyzuje, jakou má toto souvislost s případnou rezonancí Saturn–Neptun). Další částí studie je snaha určit moment setrvačnosti Saturnu, tedy to, jak je hmota planety rozložena mezi jádrem a povrchem. Hlavní autor studie Jack Wisdom z MITu a jeho kolegové využili data sondy Cassini z doby, kdy s nejvíce přiblížila planetě a podrobně zmapovala její gravitační pole. Z toho se podařilo určit rozložení hmoty. Nově stanovený moment setrvačnosti pak ukázal, že Saturn a Neptun v rezonanci nejsou – maximálně mohly být v minulosti. Tuto změnu se nedařilo vysvětlit nějakou přirozenou nestabilitou stávajících měsíců, ale bylo třeba přidat nový, přičemž jeho likvidace znamenala i změnu orientace osy Saturnu (precese).
Měsíc Chrysalis byl podle dalších výpočtů velký asi jako Iapetus (třetí největší Saturnův měsíc, průměr asi 1 400 km).
Jack Wisdom, Loss of a satellite could explain Saturn’s obliquity and young rings, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abn1234. www.science.org/doi/10.1126/science.abn1234
Maryame El Moutamid, How Saturn got its tilt and its rings, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abq3184. www.science.org/doi/10.1126/science.abq3184
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
Poznámka PH: Není zvláštní, že by Saturn byl v rezonanci s Neptunem, když nejde o sousední planety? Laicky mi také není jasné, jak souvisí rezonance a naklonění osy.
