Měsíce Saturnu mohou být mladší než dinosauři

„Měsíce neustále mění svoje dráhy. To je neodvratitelné,“ říká Matija Cuk, hlavní vědecký pracovník Institutu SETI. „Avšak tato skutečnost nám umožňuje využít počítačové simulace k rozřešení historie Saturnových vnitřních měsíců. Zjistili jsme například, že nejpravděpodobněji se zrodily v průběhu posledních 2 % planetární historie Sluneční soustavy.“

Zatímco Saturnovy prstence jsou známy již od počátku 17. století, astronomové stále diskutují o jejich stáří. Nejjednodušším předpokladem je, že jsou primordiální (prastaré) – staré jako samotné planety, jejichž stáří přesahuje čtyři miliardy roků. Avšak v roce 2012 francouzští astronomové zjistili, že vliv slapových sil – gravitační interakce vnitřních měsíců s tekutou látkou hluboko v nitru Saturna – způsobuje poměrně rychlé změny oběžných drah. Z jejich současných poloh vyplývá, že vznik těchto měsíců, a podle všeho i prstenců, je nedávným jevem.

Matija Cuk, a také Luke Dones a David Nesvorný ze Southwest Research Institute, použili počítačové simulace k vyvození dřívějšího dynamického chování vnitřních ledových měsíců planety Saturn. Zatímco náš Měsíc měl svoji dráhu kolem Země sám pro sebe, většina Saturnových satelitů sdílela prostor s dalšími tělesy. Všechny jejich dráhy se pomalu měnily v důsledku slapových sil, avšak odlišnou rychlostí. Výsledkem byly dvojice měsíců příležitostně vstupujících do tzv. orbitálních rezonancí. K tomu dochází, když oběžná perioda měsíce je prostým zlomkem (například jednou polovinou, dvěma čtvrtinami, dvěma třetinami apod.) oběžné periody druhého satelitu. V těchto výjimečných uspořádáních dokonce malé měsíce se slabou gravitací mohou silně ovlivňovat oběžné dráhy jiných měsíců, měnit jejich dráhy na mnohem protáhlejší, a také měnit sklon oběžných drah.

Na základě srovnání současných sklonů oběžných drah a těch předpověděných prostřednictvím počítačových simulací mohli vědci studovat, jak mnoho se změnily dráhy Saturnových měsíců. To ukazuje, že některé z mnoha důležitých satelitů – Tethys, Dione a Rhea – obíhají po méně dramaticky změněných drahách, než se předpokládalo. Relativně malé sklony oběžných drah naznačují, že musely vzniknout ne příliš daleko od místa, kde se nacházejí dnes.

Ale jaká doba uplynula od jejich vzniku? Matija Cuk se svým týmem použil výsledky pozorování z mise NASA s názvem Cassini, které jim pomohly odpovědět na tuto otázku. Kosmická sonda Cassini pozorovala mimo jiné ledové gejzíry na Saturnově měsíci Enceladus. V případě, že energie pohánějící tyto gejzíry, pochází přímo ze slapových interakcí a že úroveň geotermální aktivity na Enceladu je víceméně konstantní, pak slapy uvnitř Saturnu jsou docela silné. Podle provedených analýz byly dráhy satelitů posunuty jen nepatrně, z čehož vyplývá na základě simulací stáří měsíců pouhých 100 miliónů roků. To by datovalo vznik velkých měsíců Saturnu, s výjimkou velmi vzdálených měsíců Titan a Iapetus, do období křídy na Zemi, tedy do éry dinosaurů.

„Tak vyvstává otázka, co způsobilo nedávný zrod vnitřních měsíců?“ ptá se Matija Cuk. „Náš nejlepší odhad je, že Saturn měl podobný soubor měsíců již dříve, avšak jejich dráhy byly narušeny mimořádným typem orbitálních rezonancí zahrnujících Saturnův oběh kolem Slunce. Nakonec se dráhy sousedních měsíců překřížily a došlo k jejich srážce a rozbití. Z těchto trosek se zformoval soubor současných měsíců a prstenců.“

Pokud jsou tyto závěry správné, pak Saturnovy jasné prstence mohou být mladší než vrchol éry dinosaurů a my máme štěstí, že jsme svědky jejich existence.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí