Οι δακτύλιοι του Κρόνου και το μεγαλύτερο φεγγάρι του, ο Τιτάνας, μπορεί να έχουν μια εκπληκτικά βίαιη προέλευση. Οι δακτύλιοι του Κρόνου φαίνονται διαχρονικοί μέσα από ένα τηλεσκόπιο αυλής, αλλά πολλαπλές ενδείξεις υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι σχετικά πρόσφατες αφίξεις στο Ηλιακό Σύστημα. Αυτή η εκπληκτική ιδέα έχει ωθήσει τους επιστήμονες να αναζητήσουν ένα «χαμένο κεφάλαιο» στην ιστορία του φεγγαριού του Κρόνου.
Ο ρόλος του Τιτάνα
Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες προτάσεις υποστηρίζει τώρα ότι ο Τιτάνας, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου και το μόνο φεγγάρι με πυκνή ατμόσφαιρα, θα μπορούσε να είναι κεντρικό σε αυτή την ιστορία. Σε μια μελέτη με επικεφαλής τον επιστήμονα του Ινστιτούτου SETI, Matija Ćuk, οι ερευνητές σκιαγραφούν μια αλυσίδα γεγονότων στα οποία οι συγκρούσεις φεγγαριών βοήθησαν στη διαμόρφωση τόσο του Τιτάνα όσο και των δακτυλίων που βλέπουμε σήμερα.
Προς το τέλος της αποστολής του, το Cassini πραγματοποίησε λεπτομερείς μετρήσεις της εσωτερικής δομής του Κρόνου. Αυτές οι μετρήσεις αποκάλυψαν πώς κατανέμεται η μάζα μέσα στον πλανήτη, η οποία επηρεάζει την αργή ταλάντωση του άξονα περιστροφής του, γνωστή ως μετάπτωση.
Για πολλά χρόνια, οι ερευνητές πίστευαν ότι ο κύκλος μετάπτωσης του Κρόνου ταίριαζε με αυτόν του Ποσειδώνα. Αυτή η ευθυγράμμιση θα επέτρεπε στις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δύο πλανητών να γείρουν σταδιακά τον Κρόνο, βοηθώντας στην τοποθέτηση των δακτυλίων του τόσο εμφανώς στην οπτική μας.
Τι δείχνουν οι μετρήσεις του Κρόνου
Τα τελευταία κοντινά περάσματα του Cassini, ωστόσο, έδειξαν ότι η μάζα του Κρόνου είναι ελαφρώς πιο συγκεντρωμένη προς τον πυρήνα του από ό,τι είχαν προβλέψει οι επιστήμονες. Αυτή η ανεπαίσθητη διαφορά μεταβάλλει τον ρυθμό μετάπτωσης του πλανήτη, πράγμα που σημαίνει ότι δεν παραμένει πλέον σε αρμονία με τον Ποσειδώνα. Για να επιλύσουν αυτήν την αναντιστοιχία, ερευνητές στο MIT και το UC Berkeley πρότειναν ότι ο Κρόνος μπορεί κάποτε να είχε ένα επιπλέον φεγγάρι. Στο σενάριό τους, αυτό το φεγγάρι εκτινάχθηκε αργότερα μετά από μια στενή βαρυτική σύγκρουση με τον Τιτάνα, και τα συντρίμμια του τελικά συνέβαλαν στο σχηματισμό των δακτυλίων.
Υπερίων: Μια κρίσιμη ένδειξη
Για να ελέγξουν εάν ένα τέτοιο σενάριο ήταν ρεαλιστικό, η ομάδα του Ινστιτούτου SETI πραγματοποίησε προσομοιώσεις σε υπολογιστή διερευνώντας τι θα μπορούσε να συμβεί εάν ο Κρόνος φιλοξενούσε κάποτε ένα επιπλέον φεγγάρι. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι αντί να παράγει τακτοποιημένα δακτυλίους, το πιο συνηθισμένο αποτέλεσμα ήταν μια σύγκρουση μεταξύ του χαμένου φεγγαριού και του Τιτάνα.
Ένα σημαντικό στοιχείο προέρχεται από τον Υπερίωνα, ένα μικρό, ακανόνιστου σχήματος φεγγάρι που περιστρέφεται χαοτικά καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Κρόνο. Ο Υπερίων είναι κλειδωμένος σε τροχιακό συντονισμό με τον Τιτάνα, που σημαίνει ότι η βαρυτική τους σχέση διατηρεί τις κινήσεις τους σε σταθερή αναλογία.
«Ο Υπερίων, ο μικρότερος από τους μεγαλύτερους δορυφόρους του Κρόνου, μας παρείχε την πιο σημαντική ένδειξη για την ιστορία του συστήματος», δήλωσε ο Ćuk.
«Σε προσομοιώσεις όπου το επιπλέον φεγγάρι έγινε ασταθές, ο Υπερίων συχνά χανόταν και επιβίωνε μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις. Αναγνωρίσαμε ότι η κλειδαριά Τιτάνα-Υπερίωνα είναι σχετικά νέα, μόνο μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών. Αυτό χρονολογείται περίπου στην ίδια περίοδο που εξαφανίστηκε το επιπλέον φεγγάρι. Ίσως ο Υπερίωνας να μην επέζησε από αυτήν την αναταραχή, αλλά να προέκυψε από αυτήν. Εάν το επιπλέον φεγγάρι συγχωνεύτηκε με τον Τιτάνα, πιθανότατα θα παρήγαγε θραύσματα κοντά στην τροχιά του Τιτάνα. Εκεί ακριβώς θα είχε σχηματιστεί ο Υπερίων».
Οι προσομοιώσεις έδειξαν επανειλημμένα ότι όταν η τροχιά του επιπλέον φεγγαριού γινόταν ασταθής, ο Υπερίωνας συνήθως καταστρεφόταν. Ωστόσο, σήμερα ο Υπερίων εξακολουθεί να υπάρχει και η τροχιακή του κλειδαριά με τον Τιτάνα φαίνεται να είναι μόνο μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Αυτός ο χρόνος ταιριάζει πολύ με το πότε θα είχε εξαφανιστεί το υποθετικό επιπλέον φεγγάρι. Αυτό υποδηλώνει ότι ο Υπερίωνας μπορεί να μην επέζησε από το χάος, αλλά σχηματίστηκε από τα συντρίμμια που δημιουργήθηκαν όταν το επιπλέον φεγγάρι συγχωνεύτηκε με τον Τιτάνα.
Ο Τιτάνας ως Προϊόν Συγχώνευσης Σελήνης
Σύμφωνα με αυτό το νέο μοντέλο, ο ίδιος ο Τιτάνας είναι το αποτέλεσμα μιας σύγκρουσης μεταξύ δύο προηγούμενων φεγγαριών: ενός μεγάλου σώματος που ονομάζεται «Πρωτο-Τιτάνας», σχεδόν τόσο ογκώδες όσο ο σύγχρονος Τιτάνας, και ενός μικρότερου συνοδού που ονομάζεται «Πρωτο-Υπερίωνας». Μια συγχώνευση αυτής της κλίμακας θα είχε επανεμφανίσει τον Τιτάνα, εξηγώντας ενδεχομένως γιατί έχει σχετικά λίγους ορατούς κρατήρες πρόσκρουσης.
Η τροχιά του Τιτάνα είναι ελαφρώς επιμήκης, αλλά σταδιακά γίνεται πιο κυκλική, ένα σημάδι ότι βίωσε μια βαρυτική διαταραχή στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν. Αυτή η διαταραχή μπορεί να προκλήθηκε από τον Πρωτο-Υπερίωνα πριν από τη συγχώνευση των δύο σωμάτων. Πριν από τη σύγκρουση, ο Πρωτο-Τιτάνας μπορεί να έμοιαζε περισσότερο με το φεγγάρι του Δία, την Καλλιστώ, γεμάτο κρατήρες και χωρίς πυκνή ατμόσφαιρα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι πριν εξαφανιστεί, ο Πρωτο-Υπερίωνας θα μπορούσε να έχει γείρει την τροχιά του μακρινού φεγγαριού του Κρόνου, Ιαπετού, αντιμετωπίζοντας ένα άλλο μακροχρόνιο μυστήριο στο σύστημα του Κρόνου.
Τι δείχνει για τον Κρόνο;
Αν ο Τιτάνας δημιουργήθηκε από μια συγχώνευση φεγγαριού-φεγγαριού, το ερώτημα παραμένει: πώς σχηματίστηκαν οι δακτύλιοι του Κρόνου; Πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, μέλη της ομάδας του Ινστιτούτου SETI πρότειναν ότι οι δακτύλιοι προήλθαν από συγκρούσεις μεταξύ μεσαίου μεγέθους φεγγαριών που βρίσκονταν σε τροχιά πιο κοντά στον Κρόνο. Αργότερα, υπολογιστικά μοντέλα από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA υποστήριξαν αυτή την ιδέα, δείχνοντας ότι ενώ πολλά από τα συντρίμμια από τέτοιες συγκρούσεις θα συσσωρεύονταν ξανά μαζί σε νέα φεγγάρια, κάποιο υλικό θα κινούνταν σπειροειδώς προς τα μέσα και θα εξαπλωνόταν σε δακτυλίους.
Προηγούμενες θεωρίες υποστήριζαν ότι η βαρύτητα του Ήλιου πυροδότησε αυτές τις συγκρούσεις στο εσωτερικό των φεγγαριών. Η νέα έρευνα υποστηρίζει, αντίθετα, ότι η συγχώνευση του Τιτάνα πυροδότησε μια αλυσιδωτή αντίδραση. Η ελαφρώς επιμήκης τροχιά του Τιτάνα μπορεί να αποσταθεροποιήσει τα εσωτερικά φεγγάρια εάν οι τροχιακές τους περίοδοι ευθυγραμμιστούν σε απλές αναλογίες με του Τιτάνα, μια διαμόρφωση γνωστή ως τροχιακός συντονισμός. Όταν συμβαίνει αυτό, οι βαρυτικές επιδράσεις εντείνονται. Αν και τέτοιες ευθυγραμμίσεις είναι ασυνήθιστες, η σταδιακή προς τα έξω μετανάστευση του Τιτάνα μπορεί περιστασιακά να δημιουργήσει τις απαραίτητες συνθήκες. Τα μικρότερα φεγγάρια που παγιδεύονται σε αυτούς τους συντονισμούς θα μπορούσαν να έχουν τις τροχιές τους τεντωμένες σε πιο επιμήκεις διαδρομές, αυξάνοντας την πιθανότητα βίαιων συγκρούσεων με γειτονικά φεγγάρια.
Ο ακριβής χρόνος αυτού του δευτερογενούς κύματος συγκρούσεων είναι ακόμη αβέβαιος. Ωστόσο, πρέπει να συνέβη μετά τον σχηματισμό του Τιτάνα μέσω της συγχώνευσης, κάτι που ευθυγραμμίζεται με τις εκτιμήσεις ότι οι δακτύλιοι του Κρόνου είναι περίπου 100 εκατομμυρίων ετών.
www.worldenergynews.gr
