Американские астрономы из Юго-Западного научно-исследовательского института разработали новую модель появления необычного экваториального горного хребта на Япете, крупном спутнике Сатурна.

Джованни Кассини, открывший Япет в 1671 году, почти сразу обратил внимание на то, что ведущее полушарие спутника (смотрящее в направлении его движения) имеет более тёмный цвет. На поиск решения этой загадки учёные потратили три века, и только в конце 2009-го был найден устраивающий большинство специалистов вариант. Причиной цветового разделения назвали глобальную «миграцию» водного льда, вызванную осаждением тёмного вещества — красноватой пыли, источником которой служат другие спутники Сатурна.

 

Горный хребет, вытянувшийся вдоль экватора Япета более чем на 110 градусов долготы и в некоторых местах достигающий высоты в 13 км, обнаружили уже в XXI веке при анализе наблюдений зонда «Кассини». Поскольку это горное «кольцо» покрыто кратерами, оно должно было образоваться на ранних этапах эволюции спутника.

Возможно, с появлением хребта связано ещё одно неожиданное эволюционное изменение — уменьшение скорости вращения Япета. Дело в том, что его нынешняя форма соответствует телу с 16-часовым периодом вращения, но в реальности луна делает один оборот вокруг оси за 79 дней.

 

В конце прошлого года мы рассматривали одну перспективную теорию, в которой хребет создаётся за счёт столкновения Япета с другим небесным телом. Следствием этого катастрофического события, рассуждали авторы, стало образование спутника у самого Япета, и с течением времени приливное взаимодействие приближало новый субспутник к сатурнианской луне. Через 105–109 лет субспутник должен был подойти на критически малое расстояние к материнскому объекту и разрушиться, а его «обломки», попадая на поверхность Япета и скапливаясь на экваторе, сформировали хребет.

Американцы развили эту идею, постаравшись объяснить и появление хребта, и уменьшение скорости вращения Япета. В их модели всё тоже начинается со столкновения, приводящего к образованию осколочного диска, похожего на тот, в котором, как считается, была рождена Луна. За пределом Роша — минимальным радиусом круговой орбиты, на котором меньшее небесное тело не разрушается под действием приливных сил центрального тела, — из вещества диска сформировался субспутник; на меньшем расстоянии от поверхности Япета диск сохранял свой изначальный вид.

Согласно расчётам, гравитационное воздействие субспутника должно было подталкивать частицы в диске к Япету. Встречаясь с поверхностью последнего на относительно небольшой скорости, они не образовывали кратеров, но постепенно объединились в экваториальное «кольцо».

Приливное взаимодействие Япета и его субспутника уменьшало скорость вращения луны и увеличивало расстояние между двумя объектами. Через некоторое время субспутник, вероятно, был захвачен Сатурном, но задержаться здесь ему не удалось: как показали разработчики новой модели, в большинстве просчитанных случаев он возвращается обратно к Япету. Их столкновение завершает интересовавший астрономов отрезок эволюции.

Все элементы предложенной модели можно согласовать друг с другом, получив оценку параметров субспутника. Так, отношение его массы и массы Япета должно было попадать в диапазон 0,005–0,015; если это условие выполняется, то расчётный диаметр ударного кратера, который должен был образоваться при падении субспутника, соответствует размерам известных кратеров Япета.