Új magyarázatot találtak a Szaturnusz rendszerének furcsaságaira

A Cassini űrszonda hatalmas adatmennyiséggel szolgálta a tudományt, ám, ahogy az gyakran lenni szokott, az ennek köszönhető felfedezések újabb kérdések sokaságát vetették fel. Kiderült, hogy a Szaturnusz gyűrűrendszere valószínűleg igen fiatal lehet, és azt is feltételezik, hogy egy korábbi hold állhat a születése hátterében.

Egy új, a SETI Intézet vezette kutatásban e két folyamatot sikerült összekapcsolni, s egyesíteni azokat az elméleteket, amelyek megmagyarázzák a Szaturnusz rendszerének több különös tulajdonságát is. A kutatás eredménye hamarosan megjelenik a Planetary Science Journal folyóiratban, addig preprintként olvasható.

Az új elmélet egyetlen magyarázatot kínál számos régóta fennálló rejtélyre, beleértve a Titán szokatlan pályáját és a becsapódási krátereinek hiányát, a Iapetus hold furcsa pályadőlését, és a Szaturnusz gyűrűinek meglepően fiatal korát. A kutatók úgy találták, hogy egy korábbi nagy hold, amely a Szaturnusz körül keringett, nem közvetlenül hozta létre a gyűrűket, hanem a Titánnal ütközve törmeléket alkotott, amelyből aztán később létrejött a Hyperion hold.

Azonban az ütközés hatására a Titán pályája is megváltozott, s ez a belső holdakra is hatással volt, azok pályáit instabillá tette. Ez további, a belső holdakat érintő ütközésekhez vezetett, amiből aztán kialakultak a gyűrűk – nagyjából százmillió éve.

Egy ehhez hasonló elmélet már létezett néhány éve, most azonban a kutatók modellszámításokat is végeztek a részletek tisztázása céljából. Vajon tényleg elég közel kerülhetett ez a régvolt hold a Szaturnuszhoz és létrehozhatja a gyűrűket? A modellszámítások legtöbbjének (kb. 70 százalékának) az volt az eredménye, hogy ez a hold a Titánnal összeütközött.

A Hyperion, a Szaturnusz fő holdjainak legkisebbike eléggé fura alakú, és a pályája is meglehetősen zilált. E hold keringése a Titán keringéséhez kötött, vele rezonáns. A kutatók arra jutottak, hogy e kis hold hordozza a legfőbb bizonyítékokat. A szimulációk azt mutatták meg, hogy ez a Titán-Hyperion kapcsolat igen fiatal, talán néhány százmillió éves lehet, időben akkor alakulhatott ki, amikor a korábban feltételezett plusz nagy hold eltűnt.

A kutatók ebből arra következtettek, hogy a Hyperion nem egy korábbi kataklizma túlélője, hanem éppen annak a következménye lehet. Ha a plusz hold összeütközött a Titánnal, egy csomó törmelék maradt annak pályája közelében – pont ott, ahol a Hyperion kialakulhatott.

Szintén ez a már nem létező ősi hold keltette gravitációs zavar felelhetett azért, hogy a Iapetus pályasíkja kibillent a többi Szaturnusz-hold pályájához képest. Ha ez az állapota ősi volna, akkor az árapályerők miatt a ferde pályasík már lassan visszasimult volna a többi holdéhoz.

A most kialakított új elméleti modell szerint a Titán két korábbi hold ütközéséből alakult: egy a mai Titánhoz hasonló méretű, illetve egy, a mai Hyperionhoz hasonló méretű találkozásából, összeolvadásából jött létre. Ez azt is magyarázhatja, hogy miért oly kevés a Titán felszínén a becsapódási kráter, és miért változik most is a pályája.

Egy ilyen ütközés teljesen „leradírozta” a régi proto-Titán felszínét, átalakította annak esetleges korábbi légkörét is. Ha ez az elmélet igaznak bizonyul, akkor ez azzal is járhat, hogy a Titán szerves anyagokban oly gazdag légköre, tavai és felszíne valószínűleg túl fiatal ahhoz, hogy azon bárminemű élet kialakulhasson.

Felmerül a kérdés, hogy mégis miért is következhetett be egyáltalán az, hogy instabillá vált egy régóta jelen lévő hold, a proto-Hyperion pályája? A modellszámítások alapján a Titán lassú, évmilliárdos időben lezajló kifelé vándorlása vezetett el ahhoz, hogy kialakult egy 2:1 rezonancia a proto-Titán és a proto-Hyperion között.

Ez aztán viszonylag rövid idő alatt fel is borult, majd ennek hatására vált egyre elnyúltabbá majd kaotikussá a proto-Hyperion pályája, s végül emiatt következett be az ütközés is. Azaz, a teljes folyamat gyakorlatilag ahhoz kötődik, hogy a Titán lassanként távolodik a Szaturnusztól.

Ezt az ütközést követően aztán a belső holdak közti gravitációs zavarok is kialakultak, amelyek további ütközésekhez vezettek és létrehozták a gyűrűket. Bár ennek a második lépcsőnek az ideje nem világos, az bizonyos, hogy a proto-Titán és a proto-Hyperion ütközése után kellett lejátszódjon. Ez pedig már összhangban van a gyűrűk kialakulásának feltételezett, mintegy százmillió éves korával.

Az elmélet állításait a NASA Dragonfly nevű küldetése igazolhatja vagy cáfolhatja majd azzal, hogy a hold felszínének geológiai és kémiai összetételét megvizsgálja. A Dragonfly a tervek szerint 2034-ben érkezhet a Titánra.