W końcu udało się wyjaśnić tajemnicę nachylenia Saturna

Pewnie każdy z Was doskonale zdaje sobie sprawę z tego, że oś Ziemi jest nachylona względem płaszczyzny swojej orbity. A czy wiedzieliście, że podobnie jest w przypadku wielu innych ciał w Układzie Słonecznym? Mowa chociażby o Marsie, Jowiszu, Neptunie, Saturnie czy Uranie, który w zasadzie „leży na boku”. Choć na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że poziom nachylenia poszczególnych obiektów jest przypadkowy, w rzeczywistości nic nie dzieje się bez przyczyny, a zwłaszcza w kosmosie. Niestety, nie wiadomo, skąd wzięło się nachylenie każdej planety, ale właśnie odkryto powód nachylenia Saturna.

Co jest przyczyną nachylenia Saturna?

Oś obrotu Saturna jest nachylona względem płaszczyzny jego orbity o 26,7 stopnia. Jak odkryli badacze z Obserwatorium Paryskiego oraz Uniwersytetu w Pizie, za to nachylenie odpowiadają księżyce planety, a nie, jak wcześniej podejrzewano, inny gazowy gigant – Neptun.

Grawitacyjny taniec

Jak wyjaśniają uczeni, w układzie księżyców Saturna ma miejsce zjawisko rezonansu orbitalnego. Na czym ono polega? W skrócie na tym, ze dwa obiekty obiegające masywne ciało pozostają w pewnym związku grawitacyjnym ze sobą – związku, który sprawia, iż na określoną liczbę okrążeń jednego wypada jakaś wielokrotność okrążeń drugiego. Spośród księżyców Saturna w rezonansie orbitalnym są między innymi Enceladus i Mimas, Dione i Tethys, Rea i Dione, Tytan i Rea, Japet i Tytan oraz Hyperion i Tytan. Gdy Hyperion obiega Saturna 3 razy, Tytan robi to 4 razy.

Zsynchronizowany orbitalny taniec księżyców Saturna nie pozostaje bez wpływu na samego Saturna. Gdy rezonans orbitalny został zapoczątkowany, ten wpływ był bardzo mały, ale z czasem wywarł ogromny efekt. Doskonale zobrazowano go na poniższym GIFie – GIFie, który przywodzi na myśl to, jak chwilę po rozkręceniu zachowuje się bączek.

Kosmiczne przyspieszenie

Obserwacje pokazały, że Tytan i inne księżyce Saturna migrują. Z biegiem czasu oddalają się one od planety, podobnie jak Księżyc oddala się od Ziemi. Tempo migracji księżyców Saturna jest jednak większe, niż wcześniej sądzono, co powoduje szybsze nachylanie planety.

Zgodnie z najnowszymi badaniami, przez pierwsze trzy miliardy lat swojego istnienia Saturn był pochylony w naprawdę niewielkim stopniu. Następnie, około miliarda lat temu, grawitacja jego księżyców spowodowała pojawienie się rezonansu orbitalnego, który doprowadził do bardzo szybkiego, jak na kosmiczną skalę czasu, dalszego pochylania się planety – pochylania, które wciąż trwa. Tak, w przyszłości oś obrotu Saturna nachyli się jeszcze mocniej, dzięki czemu jej nachylenie będzie jeszcze wyraźniejsze.

Źródło: CNRS, fot. tyt. Coline SAILLENFEST/IMCCE