Гравітаційне тяжіння Сатурна залишило фрагменти на орбіті планети та сприяло формуванню кілець, які астрономи спостерігають сьогодні. Ті уламки, які не потрапили в кільця, швидше за все, стали основою створення деяких супутників Сатурна.

«Ми досі дуже мало знаємо про систему Сатурна та його супутників, які можуть підтримувати середовище, що підходить для життя. Тому дуже цікаво детально вивчити, як вони могли еволюціонувати», — розповів дослідник Джейкоб Кегеррейс із Аерокосмічного центру NASA.

З 1997 по 2017 рік космічний зонд Cassini orbiter NASA досліджував систему Сатурна — його кільця, крижані супутники та атмосферні властивості. Одним з відкриттів «Кассіні» стало те, що кільця Сатурна молодші за очікуваний вік. З цим знанням вченим вдалося точніше змоделювати кільця та супутники Сатурна.

Для створення симуляції команда вчених використовувала суперкомп’ютер Distributed Research using Advanced Computing (DiRAC) в Даремському університеті (Великобританія). Вони створили моделі зіткнень та утворення кілець майже за 200 різними сценаріями, а також змоделювали зіткнення між іншими супутниками та уламками. Роздільна здатність цих симуляцій більш ніж у 100 разів вища, ніж у попередніх моделях освіти кілець Сатурна.

Кільця Сатурна знаходяться близько до планети, в межах Роша для Сатурна — це відстань від планети, в межах якої друге планетне тіло розпадається через припливні сили від першого, оскільки приливні сили перевищують гравітаційні сили другого тіла. Під час моделювання зіткнень та утворення кілець дослідники виявили, що у значній частині сценаріїв уламки розсіювалися та розподілялися навколо Сатурна в межах Роша, що й призводило до формування кілець.

Практично всі кільця Сатурна складаються з великих уламків льоду, з дуже невеликою кількістю каменю та іншого матеріалу. Альтернативні пояснення не могли пояснити, чому в кільцях так мало каміння, але в цьому дослідженні вчені змогли підібрати такий зіткнення.

Також міг статися ланцюжок зіткнень, в ході яких крижані та кам’яні уламки стикалися з іншими супутниками навколо Сатурна. Це могло призвести до формування супутників, які ми бачимо сьогодні.

Тепер дослідники переконані, що кільця Сатурна утворилися внаслідок зіткнення двох колишніх супутників Сатурна. Наступне питання — що вплинуло на зіткнення супутників?

Один із можливих сценаріїв — те, що вкрай малі ефекти гравітації Сонця на супутники могли дещо дестабілізувати їх орбіти навколо Сатурна, призводячи до зіткнення.