Сатурн, шестая от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе, уже давно привлекает внимание астрономов и любителей космоса. В дополнение к своей поразительной системе колец, газовый гигант может похвастаться огромным количеством естественных спутников.
Открытие спутников Сатурна началось в 1655 году, когда голландский ученый Христиан Гюйгенс идентифицировал Титан, самый большой спутник Сатурна, и точно описал его орбитальные характеристики. Открытие Титана произошло почти через четыре десятилетия после наблюдения Галилео Галилеем крупнейших спутников Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Таким образом, Титан стал пятым известным спутником, кроме земной Луны.
Позже, ближе к концу XVII века, последовали другие открытия: Рея, Япет, Диона и Тефия, открытые итальянским астрономом Джованни Кассини. Однако пройдет еще 105 лет, прежде чем британский астроном Уильям Гершель подтвердит существование Мимаса и Энцелада, и еще 60 лет, прежде чем удастся обнаружить какие-либо другие спутники Сатурна.
Конец XX века ознаменовался организацией масштабных космических исследований и появлением современных телескопов, приведших к многочисленным астрономическим открытиям, о которых ученые прошлого не могли даже мечтать. Космический аппарат NASA «Вояджер-1», проходя через систему Сатурна в 1980 году, обнаружил несколько ранее скрытых спутников газового гиганта, а также изучил уже известные луны в беспрецедентных для того времени деталях.
Открытие множества спутников Сатурна
В начале XXI века было обнаружено множество новых спутников Сатурна, наряду с появлением качественных изображений уже известных. Кроме того, даже была осуществлена посадка на Титан и получена серия снимков с его поверхности. В дополнение ко множеству новых научных открытий, сделанных в рамках миссии NASA/ESA/ISA «Кассини-Гюйгенс», астрономы, в том числе Скотт Шеппард из Института Карнеги в Вашингтоне, с тех пор обнаружили десятки новых спутников Сатурна, о чем мы рассказывали в 2019 году.
Последний крупный улов — в общей сложности 63 новых спутника — был совсем недавно проверен и подтвержден Центром малых планет в Кембридже, штат Массачусетс. Таким образом, количество известных спутников Сатурна увеличилось более чем на 75%, с 83 до 146. Стоит отметить, что у Юпитера 95 подтвержденных спутников, а значит на сегодняшний день Сатурн — единственная планета Солнечной системы, имеющая более 100 естественных спутников.
С исторической точки зрения, как показано на графике ниже, этот рост выглядит еще более впечатляющим. В чем-то подобно закону Мура мы видим, что современные методы наблюдения привели к экспоненциальному росту открытий. Системы Юпитера и Сатурна намного крупнее и сложнее, чем считалось ранее. Сможем ли мы в обозримом будущем обнаружить еще больше спутников на орбитах этих газовых гигантов?
Исследованием, приведшим к открытию десятков новых спутник Сатурна, руководил Эдвард Эштон, научный сотрудник Тайваньского института астрономии и астрофизики. Его команда использовала подход, известный как «сдвиг и суммирование», для поиска более тусклых (и, следовательно, меньших) объектов. Ранее этот метод использовался для поиска спутников Урана и Нептуна, но никогда для Сатурна. Команда Эштона объединила множество данных и снимков, чтобы слишком тусклые спутники — незаметные при обычном наблюдении — стали видимыми на «сложенном» изображении.
Команда Эштона использовала данные телескопа Канада-Франция-Гавайи (CFHT) на вершине Мауна-Кеа, Гавайи. Практически каждую ночь, на протяжении двух лет, ученые проводили трехчасовой сеанс наблюдения, а после сдвигали и складывали изображения, чтобы иметь возможность обнаружить наиболее тусклые объекты на орбите Сатурна.
«Отслеживание этих лун заставляет меня вспомнить, как я играл в детскую игру Dot-to-Dot [Соедините точки], потому что нам нужно было связать различные проявления этих спутников в наших данных с жизнеспособной орбитой, — объясняет Эштон. — Но в нашем случае это было как примерно 100 различных игр на одной странице, когда вы не знаете, какая точка к какой головоломке относится».
Все новые обнаруженные спутники Сатурна относятся к классу «неправильных». Другими словами, они обладают сильно вытянутыми эллиптическими и чрезвычайно наклонными орбитами по сравнению с обычными спутниками. Эти «неправильные» спутники сгруппированы в отдельные орбитальные группы, названные в честь разных мифологий: группа инуитов, группа галлов и гораздо более густонаселенная группа скандинавов. Некоторые примеры можно увидеть на диаграмме ниже (Сатурн представлен центральной черной точкой).
Исследование орбитального распределения новообнаруженных лун может дать лучшее представление об истории столкновений спутников Сатурна. Основываясь на своих предыдущих исследованиях, команда Эштона предположила, что большое количество маленьких спутников на ретроградных орбитах является результатом относительно недавнего (по астрономическим меркам, за последние 100 миллионов лет) разрушения спутника/спутников среднего размера.
В настоящее время есть 83 подтвержденных спутника Сатурна, которые до сих пор не имеют собственных имен. Большинство из них, вероятно, будут названы в честь персонажей из галльской, скандинавской и инуитской мифологий, основанные на вышеупомянутых орбитальных группах, членами которых они являются.
Отметим, что все новообнаруженные спутники крошечные. Диаметр самого крупного из них составляет всего пять километров, что меньше половины диаметра самого внешнего спутника Марса, Деймоса (12,4 километра). По оценкам команды Эштона, самый маленьких новообнаруженный спутник Сатурна имеет диаметр менее трех километров. Для сравнения, Титан имеет диаметр 5 149,5 километра, что делает его вторым по размеру спутником Солнечной системы; пальма первенства принадлежит Ганимеду, спутнику Юпитера.
Чтобы изучить огромное количество спутников Сатурна, обратите внимание на изображение ниже. Для изучения его в более высоком разрешении нажмите ЗДЕСЬ.
Читайте также: Кризалис, уничтоженный спутник Сатурна, может объяснить несколько загадок газового гиганта.
