Сатурн является одним из самых узнаваемых небесных тел благодаря своим характерным кольцам и углу оси вращения. Кольца Сатурна представляют собой сложную систему плоских концентрических образований, преимущественно изо льда и пыли. Рассуждая о причинах появления этих колец, ученые склонны придерживаться двух основных точек зрения. Первая утверждает, что основу для появления колец составили остатки околопланетного вещества, которые не смогли сформироваться в полноценный спутник вследствие непостоянства силы притяжения планеты. Частицам, составляющим внешние кольца, удалось сформировать подобие спутников, в то время как частицы, расположенные ближе к поверхности, по причине высокой скорости и беспорядочного движения претерпевали чрезмерно сильные соударения, постепенно измельчаясь и становясь все более рыхлыми.
Вторая теория утверждает, что кольца появились вследствие столкновения спутника планеты с астероидом или кометой. Причиной также могло быть само притяжение планеты, когда орбита спутника преодолевала предел Роша. Однако не меньше вопросов вызывает и угол наклона оси вращения планеты. До недавнего времени ученые полагали, что после своего появления более трех млрд лет назад, ось вращения Сатурна оставалась лишь слегка наклоненной. Затем, примерно миллиард лет назад, постепенное движение его спутников вызвало резонансное явление, которое продолжается и сегодня. Ось Сатурна вступила во взаимодействие с траекторией движения планеты Нептун, и угол наклона стал постепенно увеличиваться, пока не достиг 27 °. Однако недавние исследования, выполненные учеными из CNRS, Университета Сорбонны и Университета Пизы, поставили под сомнение теорию о том, что ось планеты остается постоянной. Согласно новой теории, угол наклона Сатурна может быть вызван миграцией его спутников, и особенно крупнейшего из них – Титана.
Недавние наблюдения показали, что Титан и другие луны постепенно удаляются от Сатурна со скоростью, намного большей, чем предполагали астрономы. Включив эту увеличенную скорость миграции в свои расчеты, исследователи пришли к выводу, что этот процесс влияет на наклон оси вращения Сатурна. По мере того как его спутники удаляются все дальше, планета наклоняется все сильнее. То, что мы видим сегодня, является лишь переходной стадией этого сдвига. В течение следующих нескольких миллиардов лет наклон оси Сатурна может увеличиться более чем вдвое. Исследовательская группа уже пришла к аналогичным выводам относительно оси планеты Юпитер. Из-за миграции галилеевых спутников, наклон Юпитера в настоящее время увеличивается, поскольку он адиабатически следует за дрейфом спин-орбитального резонанса Урана. Используя текущие оценки скорости миграции спутников, наклонение Юпитера может достигать значений в диапазоне от 6◦ до 37◦, в соответствии с точным значением его полярного момента инерции. Более быстрая миграция спутников привела бы к большему увеличению наклона, пока дрейф остается адиабатическим.
На сегодняшний день ученым предстоит проверить данную теорию на других планетах солнечной системы и выявить возможные последствия подобного увеличения осей вращения планет для Земли.
https://www.nature.com/articles/s41550-020-01284-x
http://www.cnrs.fr/en/saturns-tilt-caused-its-moons