Почему Япет похож на грецкий орех

Ученые нашли объяснение тому, как у луны Сатурна появился странный опоясывающий горный хребет.

В течение столетий люди задавались вопросом, как появились пятна у леопарда. В итоге было принято решение, что главную роль сыграла эволюция.

И всего пять лет, с момента, как с помощью космического аппарата Cassini были получены снимки спутника Сатурна Япета с высоким разрешением, ученые ломают голову, как у него появился странный горный хребет (занимает около 75% экватора). Этот хребет придает Япету внешнее сходство с огромным грецким орехом, радиус которого — 735 км.

Единого мнения относительно того, как был сформирован этот хребет, нет до сих пор. И вот недавно группа ученых, включая профессора Уильяма Маккиннона из Вашингтонского университета в Сент-Луисе и доцента Эндрю Домбарда из Иллинойсского университета в Чикаго предположили наличие мощного воздействия, которое могло бы объяснить наличие горного хребта на экваторе высотой 20 км и шириной 100 км.

Ученые предполагают, что когда-то у самого Япета был спутник или луна, появившаяся в результате внешнего воздействия другого тела. При этом вследствие периодического влияния Япета орбита спутника нарушилась, и он постепенно приближался к планете. В какой-то момент приливообразующие силы разрушили спутник, сформировав пояс обломков и частиц вокруг Япета, который в итоге врезался в область в районе экватора.

«Представьте себе частицы, который падают горизонтально со скоростью пули, выпущенной из винтовки — 400 км в секунду», сказал Маккиннон. «Сначала в почве появилось углубление, а после оно заполнилось и вырос хребет, ведь частицы падали постоянно в течение долгого времени».

«Когда вокруг тела есть кольцо обломков, коллизиональные взаимодействия крадут энергию орбиты», пояснил Домбард. «А место, где наблюдается самое низкое энергетическое состояние у вращающейся планеты — это экватор. Именно потому у Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна кольца располагаются по экватору».

«Мы провели вычисления, подтверждающие правдоподобность идеи», добавил Домбард. «Однако до сих пор мы не составили модель, чтобы продемонстрировать процесс в действии. Надеемся, следующим шагом станет моделирование».

Другие планетологи предполагают, что такой хребет мог появиться в результате эндогенной (в пределах планеты) деятельности, такой как вулканическая активность или влияние горообразующих сил.

«Существуют три критически важных вопроса, которым должна удовлетворить любая модель формирования горного хребта», сообщил Домбард. «Это: почему на экваторе, почему только на экваторе и почему только на Япете. Полагаю, мы дали ответы на эти вопросы».

Презентацию предварительных результатов исследования Домбард намерен провести в ходе конференции Американского Геофизического союза, которая 15 декабря пройдет в Сан-Франциско.

По словам Домбарда, область холмов на Япете — зона, где сила тяжести тела доминирует над спутниками — намного больше, чем на любом другом спутнике в Солнечной системе, а потому только Япет обладает уникальным горным хребтом.

«Только у Япета, возможно, было место на орбите для собственного спутника, который впоследствии мог раздробиться и усыпать планету в районе экватора», сказал ученый.

Одно из вычислений команды было относительно того, сколько понадобится времени, чтобы спутник достиг такого места на орбите, где его разорвет на кольцо обломков.

«Мы предполагаем, что временные рамки здесь — от 100000 лет для спутника, расположенного относительно близко (к Япету) до 1 млрд лет для тела, которое находилось на относительно устойчивой орбите вокруг Япета», сказал Домбард. «Эти рамки, конечно, приблизительны, но для нас важна долговечность процесса, поскольку если это произошло слишком быстро, геологический след обнаружить не удастся».

Маккиннон отметил, что в Солнечной системе есть и другие примеры мощных внешних воздействий, в результате которых формируются луны, например, Земли и Луна или Плутон и Харон.

«Фактически, наша Луна и Харон тоже когда-то являлись частью Земли и Плутона соответственно», сказал он. «Но если Луну поместить на так называемую геосинхронную высоту, на которой расположены телевизионные ретрансляционные спутники, она потянулась бы к Земле, причем ее непременно разорвало бы на мелкие частицы, сформировавшие кольцо, которые вошли бы в атмосферу и стали бомбардировать Землю в области экватора».

13.12.2010