Ученые предсказывают столкновения спутников Урана

Обнаружение новых спутников, вращающихся вокруг Урана, заставило ученых вернуться к изучению старой проблемы. Они пытаются понять, является ли система этого газового гиганта стабильной — и насколько вероятно столкновение спутников друг с другом. Что же может получиться в результате такого космического ДТП? Имеется ряд альтернативных версий.

Фото:

Плодовитость Урана вошла в древние легенды, его потомство трудно перечислить — сторукие гекатонхейры, титаны и даже бог Гелиос является внуком Урана! И это только малая толика его потомства! Но и в астрономии Уран замечателен огромным количеством своих разнообразных спутников, соврешенно не похожих друг на друга.

Напомним, что Уран был открыт Вильямом Гершелем в 1781 году, а два его крупнейших спутника, Оберон и Титанию, он обнаружил в 1787 году. С тех пор количество спутников Урана превысило два десятка, их наблюдал пролетающий "Вояджер", а также из окрестностей Земли — зоркий телескоп Хаббла. Есть у Урана и кольца, не столь зрелищные, правда, как у Сатурна, но достоверно присутствующие. Интересно, что, по сложившейся традиции, все спутники этой планеты названы именами героев произведений Шекспира.

Внутренние спутники "Отца титанов" упакованы весьма плотно — гораздо ближе, чем у остальных планет! Их орбиты проходят в пределах 10 тысяч километров, где вращаются аж целых 13 небесных тел. Когда были произведены перспективные расчеты их движения, оказалось, что некоторые обречены на неизбежные столкновения. И первыми кандидатами на верную гибель и трансформацию стали легкомысленный Купидон и не менее легкомысленная Белинда.

Читайте также: Пришла весна, Уран сияет…

Их столкновение не вызывает ни малейших сомнений — вопрос только в точности определяемого временного критерия этого катаклизма. Последствия будут весьма драматичны для всей спутниковой системы Урана, и точность предсказаний их результатов пока весьма приблизительная.

Еще в 1990-е годы была высказана гипотеза о катастрофических "дорожных происшествиях" на орбитах спутников Урана. С тех пор количество возможных "жертв ДТП" возросло до 21 объекта. Среди них трое — это находки "Вояджера-2" и те, что обнаружены на снимках телескопа Хаббла: малые спутники Пердита, Купидон и Маб.

Поэтому специалистам из Института SETI (США) Роберту Френчу и Марку Шовальтеру пришлось заново вернуться к идее моделирования движения спутников Урана, чтобы уточнить и выявить будущность этой весьма богатой спутниковой системы. Однако в решении данной расчетной задачи проявляется масса неопределенностей: спутники очень малы, в телескоп с трудом различимы, поэтому зачастую трудно судить об их размерах и взаимном расположении. Их масса и степень влияния друг на друга пока еще точно не определены. Поэтому моделирование осуществляется со значительной степенью неопределенности, что нетипично для астрономической задачи на движение. Но пока, увы, решить ее более точно весьма затруднительно.

Тем не менее, было обнаружено одно интригующее обстоятельство — масса спутников практически не имеет значения, поскольку орбиты то одной, то другой пары этих объектов перекрещиваются в очень узком временном зазоре! Получается, например, что Купидон и Белинда обязательно должны столкнуться через тысячу или десять миллионов лет (в зависимости от того, каковы выбраны начальные условия). Столкновение породит последствия, которые могут быть весьма различны в зависимости от состава спутников. Поскольку он полка неизвестен, то можно прогнозировать все варианты — от разлета твердых пород при столкновении до слипания и дальнейшей трансформации в новое единое тело.

Следующая "обреченная" пара, летящая на драматическую встречу — это Крессида и Дездемона (временные оценки — от 100 тысяч до миллионов лет). Затем, по мнению ученых, трансформировавшаяся "Крездемона" врежется в Джульетту, а "Купбел" — в Пердиту (здесь подразумевают также образование новых спутниковых тел при катаклизмах). А после этого наступит спокойный интервал обращения спутников Урана, когда возникновение ДТП маловероятно.

Следует заметить, что выше был изложен лишь один вариант развития событий. Все может быть и иначе — например, если Купидон и Белинда не образуют нечто цельное, а мелкодисперсным облаком растянутся вдоль орбиты, получится кольцо, в котором после могут формироваться новые луны. Хорошо известно, что набор колец и спутников Урана имеет дополнительное небольшое колечко в необычном месте — внутри орбиты Купидона.

Сам же Купидон, по результатам моделирования, имеет очень малую продолжительность жизни. Исследователи высказывают удивление, что Купидон до сих пор существует! Это колечко — признак его обреченности? Ведь в кольце F Сатурна происходит подобное явление, и эти аномалии обусловлены "дорожно-транспортными" коллизиями спутников.

Впрочем, Хэл Левинсон из Юго-Западного исследовательского института (США), соавтор модели Солнечной системы "Ницца" предлагает альтернативные решения. В его расчетах постулируется возникновение планет на нестабильных орбитах, с последующими соударениями и поисками "спокойных" орбит, на которых прекращаются катаклизмы и система становится отлаженной и долговечной, как нынешняя Солнечная система.

Ранее предполагается примерно такой же хаос, какой в системе спутников Урана постулируется авторами теории катастроф, но в будущем побеждает гармония и слаженность обращения. Возможно ли считать спутниковую систему Урана достаточно гармоничной? Возможны или нет столкновения и преобразования в будущем?

Читайте также: Кольца Сатурна играют в снежки

Без сомнения, любые решения этой нетривиальной задачи будут проверены временем, а отдаленность Урана и его спутниковой системы от наблюдателей на Земле позволит наблюдать происходящее на безопасном расстоянии. И, что самое главное, проанализировать последствия возможных вариаций в движении спутников самой необычно наклоненной к плоскости эклиптики планеты Солнечной системы…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"