Титан постепенно улетает от Сатурна

Сатурнианский спутник Титан — удивительный мир. По размерам он превышает Меркурий, имеет плотную атмосферу, а его поверхность покрыта реками и морями жидких углеводородов, таких как метан и этан. Под реками и морями находится толстый слой водяного льда, а под ним может скрываться потенциально обитаемый океан.

Исследования показывают, что изначально Титан располагался намного ближе к Сатурну и мигрировал на его нынешнее расстояние в 1,2 миллиона километров за 4,5 миллиарда лет.

Чтобы понять основы орбитальной миграции, достаточно взглянуть на нашу собственную Луну. По мере вращения по орбите Луна оказывает гравитационное воздействие на нашу планету, вызывая приливы. Фрикционные процессы внутри Земли преобразуют часть этой энергии в тепло, искажая гравитационное поле Земли таким образом, что Луна получает энергию и постепенно удаляется от Земли со скоростью около 3,8 сантиметра в год.

Титан оказывает аналогичное воздействие на Сатурн, но фрикционные процессы внутри Сатурна считаются более слабыми, так как в отличие от Земли, он состоит из газов. Согласно прежним теориям, Титан должен удаляться от Сатурна не более чем на 0,1 сантиметра в год. Однако новое исследование показало иной результат.

Две группы исследователей использовали разные методы для измерения орбиты Титана в течение 10 лет. Один метод, называемый астрометрией, позволил получить точные данные о положении Титана относительно фоновых звезд на снимках, сделанных космическим кораблем «Кассини». Другой метод, радиометрия, предоставил данные о скорости корабля, находящегося под гравитационным воздействием Титана.

«Используя два совершенно независимых набора данных — астрометрический и радиометрический — и два различных метода анализа, мы получили результаты, которые полностью согласуются», — сообщил первый автор исследования Валери Лейни. Результаты также согласуются с теорией, предложенной в 2016 году Фуллером, который предсказал, что скорость миграции Титана намного быстрее, чем предполагают стандартные теории приливов.

Действительно, оба метода измерений показали, что Титан мигрирует от Сатурна со скоростью 11 сантиметров в год — более чем в 100 раз быстрее, чем предсказывали прежние теории.

Исследование Resonance locking in giant planets indicated by the rapid orbital expansion of Titan опубликовано в журнале Nature Astronomy.