A maior lua de Saturno, a esfumaçada Titã, pode ter sido o resultado de uma fusão dramática de duas outras luas, desencadeando uma cascata de efeitos, incluindo a formação dos belos anéis de Saturno.
quando Cassini-Huygens A missão chegou ao sistema de Saturno em 2004 e foi recebida por um grupo de satélite misterioso Tem propriedades estranhas. titãa segunda maior lua sistema solaré também o único satélite próximo ao nosso universo com atmosfera, e sua atmosfera está repleta do cheiro de moléculas orgânicas. Depois, há Hyperion, um corpo machucado e cheio de cicatrizes que parece uma pedra-pomes gigante caindo. Saturno. Enquanto isso, acredita-se que os hemisférios bicolores do mundo lunar de Jápeto sejam o resultado da passagem pelo anel E de Saturno, que é formado por material ejetado do planeta. EncéladoGêiser – tem a órbita mais inclinada de todos os principais satélites de Saturno, em um ângulo de 15,5 graus em relação ao plano equatorial de Saturno.
Agora, os astrónomos liderados por Matija Ćuk do Instituto SETI começaram a suspeitar que Titã como a conhecemos hoje foi formada através da colisão e fusão de duas luas, possivelmente desencadeando uma cadeia de eventos que levou a todas as outras propriedades de Saturno que vemos hoje.
A pista para tudo isto vem das medições da Cassini do “momento de inércia” de Saturno, que é controlado pela distribuição de massa dentro do planeta. Este momento de inércia é o que controla o quanto o eixo de Saturno oscila, como um pião, um fenômeno chamado precessão. Antigamente pensava-se que os ciclos de precessão de Saturno coincidiam com os do distante Saturno. Netunoórbita, criando uma ressonância gravitacional que começou a puxar Saturno para baixo em um ângulo de 26,7 graus em relação ao plano de sua órbita. sol. Esta inclinação tem o benefício adicional de nos dar uma visão mais clara dos anéis de Saturno Terra.
Mas as medições da distribuição interna de massa da Cassini mostraram que mais massa de Saturno está concentrada no centro do que se imaginava. Portanto, isso altera o momento de inércia de Saturno, tirando-o ligeiramente da ressonância com a órbita de Netuno.
Algo parece estar fazendo com que Saturno perca a sincronia com Netuno, fazendo com que a massa seja redistribuída dentro de Saturno. Mas o que pode fazer isso?
Embora muito menos massiva que Saturno, esta lua que circunda o planeta pode ter um impacto surpreendentemente grande na Terra. Inicialmente, para explicar por que Saturno perdeu ressonância com Netuno, os cientistas propuseram uma teoria de que Saturno já teve outra lua gelada, que chamaram de Crisálida. Eles dizem que a órbita da Lua pode ter sido perturbada após um encontro próximo com Titã, que chegou tão perto de Saturno que as forças gravitacionais das marés o destruíram há cerca de 100 milhões de anos. Embora a maior parte dos destroços tenha caído em Saturno, alguns permaneceram em órbita, formando os anéis. Ao mesmo tempo, a interação com a crisálida seria o gatilho que faria com que a órbita de Titã se expandisse, o que por sua vez faria com que Saturno perdesse a sincronização com Netuno.
É uma boa teoria, mas quando a equipe de Cook a testou em simulações, descobriu que, na grande maioria das vezes, as pupas colidiriam com Titã. No entanto, em vez de ser um beco sem saída para a hipótese da crisálida, as simulações abriram outra porta, e a chave foi outra das luas de Saturno, Hipérion, que orbita logo depois de Titã.
Titã e Hipérion são outro exemplo de ressonância gravitacional. Suas órbitas estão interligadas: para cada quatro órbitas de Titã em Saturno, Hipérion orbita três, girando desordenadamente em torno do planeta anelado.
“Hyperion é a menor das principais luas de Saturno e nos fornece as pistas mais importantes sobre a história do sistema”, disse Cook em um relatório. declaração. “Em simulações em que as luas extras se tornaram instáveis, Hyperion foi frequentemente perdido e apenas em casos raros sobreviveu. Percebemos que o bloqueio Titã-Hyperion é relativamente jovem, com apenas algumas centenas de milhões de anos. Isso remonta ao mesmo período em que as luas extras desapareceram. Talvez Hyperion não tenha sobrevivido a essa reviravolta, mas foi criado se as luas adicionais desapareceram ao mesmo tempo. Talvez Hyperion não tenha sobrevivido a essa reviravolta, mas foi criado como resultado das luas extras desaparecendo em órbita ao redor Hipérion.
Cook acredita que a crisálida era real e de fato colidiu e se fundiu com o proto-Titã há 10-200 milhões de anos, e foi esta colisão que moldou muito do que vemos no sistema saturniano.
Por exemplo, antes da colisão, Titã poderia ter sido mais parecida com a lua gelada e sem ar de Júpiter, Calisto, com a sua superfície antiga e desgastada. A colisão teria limpado toda a superfície de Titã, o que poderia explicar porque Titã tem tão poucas crateras sob a sua espessa atmosfera. Durante a colisão, a atmosfera vazaria do interior de Titã. A colisão interrompeu a órbita de Titã em torno de Saturno, fazendo com que sua órbita se ampliasse e se tornasse mais alongada. Só agora está começando a ficar gradualmente mais arredondado.
De acordo com outras simulações realizadas por cientistas da Universidade de Edimburgo e do Centro de Pesquisa Ames da NASA, mudanças na órbita de Titã poderiam fazer com que suas forças de maré causassem estragos nas luas internas de tamanho médio, levando-as a colidir também. À medida que a lua se recompunha a partir dos seus fragmentos volumosos, algumas partículas de gelo foram depositadas em torno de Saturno, formando o sistema de anéis do planeta.
Simulações também mostram que as pupas perturbam a órbita de Jápeto, causando sua grande inclinação.
Essa é uma hipótese boa e interessante – mas isso é tudo por enquanto. Embora esta ideia seja consistente com os factos, atualmente não há provas diretas. A missão Titan Dragonfly da NASA, com lançamento previsto para 2028, pode ser a primeira sonda a encontrar tais evidências, procurando por mais sinais da juventude da superfície de Titã, indicando uma reviravolta após uma colisão com uma crisálida há mais de 100 milhões de anos.
As descobertas da equipe de Ćuk foram aceitas para publicação no Journal of Planetary Science, e pré-impressão Pode ser encontrado no repositório de papéis arXiv.
