A maior lua de Saturno, Titã, envolta em poluição atmosférica, pode ter sido o resultado de uma fusão dramática entre duas outras luas – uma fusão que teve muitas consequências, 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 zoológico Luas misteriosas Com características estranhas. TitãA segunda grande lua sistema solarA única lua na nossa vizinhança cósmica que ostenta uma atmosfera é rica em moléculas orgânicas. Depois, há Hyperion, um corpo machucado e machucado como uma enorme pedra-pomes. Sentado. Enquanto isso, acredita-se que o mundo yin-yang de Jápeto resulte da passagem de seus hemisférios de dois tons pelo anel E de Saturno – formado pelo fluxo de material. EncéladoWin Geysers – Tem a órbita mais inclinada das principais luas de Saturno em um ângulo de 15,5 graus em relação ao plano equatorial de Saturno.
Agora, astrônomos liderados por Matija Ćuk, do Instituto SETI, levantaram dúvidas sobre a formação de Titã como a conhecemos hoje, através da colisão e fusão de duas luas.
A pista para tudo isto vem das medições da Cassini do “momento de inércia” de Saturno, que é governado pela distribuição de massa dentro de Saturno. Este momento de inércia é o fator que controla o quanto o eixo de rotação de Saturno oscila como um pião. Pensava-se que o período progenitor de Saturno coincidia com o período distante Netunocriando uma oscilação gravitacional que começou a puxar Saturno em um ângulo de 26,7 graus em relação ao plano de sua órbita. o sol. Esta inclinação tem o benefício adicional de permitir que os anéis de Saturno sejam vistos com mais clareza Terra.
Mas as medições da distribuição interna da massa da Cassini mostraram que a massa de Saturno está ligeiramente mais concentrada no centro do que se pensava anteriormente. Portanto, altera o momento de inércia de Saturno, o que o deixa um pouco fora de sincronia com a órbita de Netuno.
Algo tirou Saturno de sincronia com Netuno, resultando em uma redistribuição em Saturno. Mas o que poderia ter feito com isso?
Embora muito menos massivas que Saturno, as luas do planeta anelado podem ter um impacto surpreendentemente grande no planeta. Originalmente, para explicar por que Saturno ressoava com Netuno, os cientistas criaram uma teoria de que Saturno tinha outra lua gelada, que chamaram de Crisálida. Esta lua pode ter perturbado a sua órbita após um encontro próximo com Titã e passado demasiado perto de Saturno, onde as forças das ondas gravitacionais a destruíram há cerca de 100 milhões de anos. Embora a maior parte dos destroços tenha caído em Saturno, alguns permaneceram em órbita, formando anéis. Enquanto isso, o contato com Crisálida teria sido o gatilho para ampliar a órbita de Titã, o que teria tirado Saturno de sincronia com Netuno.
Era uma boa teoria, mas quando a equipe de Ćuk a testou em simulações, descobriu que na maioria das vezes Crisálida colidia 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 é Hipérion, outra lua de Saturno, que orbita além de Titã.
Titã e Hipérion são outro exemplo de ressonância gravitacional. Suas órbitas estão interligadas: para cada quatro órbitas de Saturno que Titã faz, Hipérion faz exatamente três, caindo irregularmente em torno do planeta anelado.
“Hyperion, a menor das principais luas de Saturno, deu-nos uma pista muito importante sobre a história do sistema”, disse Ćuk. Relatório. “Em simulações em que a lua extra se tornou instável, Hipérion foi muitas vezes perdida e sobreviveu apenas em casos raros. Aprendemos que a fechadura Titã-Híperion é relativamente jovem, com apenas algumas centenas de milhões de anos. Isto é quase ao mesmo tempo que a lua extra desapareceu. Talvez Hipérion não tenha sobrevivido a esta ascensão, mas a lua extra formou-se com Titã como resultado. É aí que Hipérion teria se formado.”
Ćuk sugere que a Crisálida é real e colidiu e se fundiu com o Proto-Titã há 100-200 milhões de anos, e que esta colisão moldou muito do que vemos no sistema de Saturno.
Por exemplo, antes da colisão, Titã pode ter tido uma superfície antiga e acidentada como a lua gelada e sem ar de Júpiter, Calisto. Esta colisão teria limpado toda a superfície de Titã, o que explicaria por que Titã tem tão poucas crateras sob sua densa atmosfera. Essa atmosfera teria sido ejetada do interior de Titã durante a colisão. À medida que a órbita de Saturno colidiu com Titã, a sua órbita tornou-se mais larga e mais longa. Só agora gradualmente começou a crescer novamente.
Uma mudança na órbita de Titã teria feito com que suas forças de maré causassem estragos nas luas internas de tamanho médio, levando-as a colidir, de acordo com outras simulações feitas por cientistas da Universidade de Edimburgo e do Centro de Pesquisa Ames da NASA. Embora a maioria das luas tenha sido reformada a partir de detritos, algumas partículas geladas assentaram em torno de Saturno para formar os seus sistemas de anéis.
As simulações também mostram que a crisálida perturba a órbita de Ipedus, levando à sua maior inclinação.
É uma hipótese boa e interessante – mas por enquanto é isso. Embora a ideia se ajuste aos fatos, ainda não há evidências diretas. A missão Dragonfly da NASA a Titã, com lançamento previsto para 2028, pode ser a primeira a encontrar tais evidências, procurando mais sinais de que a superfície de Titã é jovem, sugerindo uma reviravolta após a sua colisão com Crisálida, há 100 milhões de anos.
As descobertas da equipe de Ćuk foram aceitas para publicação na revista Planetary Science, e um Pré-impressão O artigo está disponível no repositório arXiv.
