Вчені пояснили, чому багато супутників Сатурна схожі на пельмені

Вчені пояснили, як в системі Сатурна могли утворитися невеликі внутрішні супутники незвичайної форми (у вигляді сигари чи пельменя). Передбачається, що це сталося в результаті лобових зіткнень двох дрібніших тіл і їх подальшого злипання, пише N+1 з посиланням на Nature.
Астрономам відомо про існування 62 супутників у Сатурна. У багатьох з них, наприклад невеликих внутрішніх супутників, таких як Атлас, Прометей, Пандора, Янус або Епіметей, незвичайна форма і розміри. На знімках, отриманих автоматичною станцією "Кассіні", у Атласу і Пана видно екваторіальні пояса, схожі на гірські хребти що надають їм схожість з пельменями. Такий же пояс спостерігається у більшого супутника - Япета. До сих пір не встановлено точної природи цих особливостей рельєфу супутників.
Для пояснення такої дивної форми є дві теорії. Оскільки Сатурн набагато масивніший за Землю, а внутрішні супутники розташовані ближче до планети, ніж Місяць до Землі, то необхідно враховувати вплив потужних приливних сил з боку газового гіганта, які могли сприяти формуванню витягнутої форми супутників або поступовому нарощуванню речовини в екваторіальній області. Однак така модель привела б до утворення еліпсоїдів Роша, несхожих на реальні форми супутників. Альтернативна модель освіти, звана пірамідальним режимом, передбачає, що ці супутники утворилися в результаті серії злиттів дрібніших тіл схожих розмірів, під час їх міграції від кілець до газового гіганту, і вписується в дані спостережень.
Група астрономів на чолі з Адрієн вирішила перевірити достовірність пірамідального режиму і змоделювала зіткнення двох невеликих тіл подібних розмірів з їх подальшим злиттям. Дослідники об'єднали метод N-тіл з SPH-методом, щоб визначити необхідне значення кута, під яким тіла налітають один на одного, і їх швидкості і маси, щоб в результаті вийшов супутник з формою, схожою на ту, що спостерігалася автоматичними станціями.
З'ясувалося, що для того, щоб супутник став схожий на гігантський літаючий пельмень (був відносно плоским і мав екваторіальний пояс) необхідно лобове зіткнення двох тіл подібних розмірів, що рухаються зі швидкостями близько 10 метрів в секунду. При цьому кут нальоту двох тіл один на одного не повинен перевищувати 10 градусів, інакше отримане тіло буде нестабільно і зруйнується під дією приливних сил Сатурна. У разі Пана і Атласу їх екваторіальні пояса утворилися з речовини, викинутих назовні під час зіткнення тіл. Об'ємні щільності об'єктів, що виникають в результаті злиття в моделях, складають близько 400-600 кілограм на кубічний метр, що узгоджується зі спостереженнями. Пандора, Янус і Епіметей, мають витягнуту форму, утворилися в результаті лобового зіткнення двох тіл, сумарна маса яких перевищує масу новоствореного супутника. В цьому випадку мали місце процеси руйнування тіл і акреції викинутої речовини на кінцеве тіло.