- Časopis Quark - https://www.quark.sk -

Rýchlejšie vzďaľovanie sa Titana

Titan, mesiac planéty Saturn, sa podľa posledných meraní a výpočtov vzďaľuje od svojej planéty rýchlejšie, ako sa doteraz očakávalo.

Podľa pozemských štandardov je Saturnov mesiac Titan zvláštne teleso vo vesmíre. Je väčší než planéta Merkúr, lebo jeho priemer je 5 149 km. Je to jediný mesiac v našej slnečnej sústave s hustou atmosférou. Jeho povrch je pokrytý riekami a jazerami kvapalných uhľovodíkov metánu a etánu. Pod hrubou kôrou vodného ľadu na ňom môže existovať oceán kvapalnej vody, ktorý môže byť potenciálnym miestom výskytu života.

Dynamický vývoj

Foto NASA

Po niekoľkých desaťročiach meraní a výpočtov sa zistilo, že dráha Titana okolo planéty Saturn sa zväčšuje, čo znamená, že tento mesiac sa dostáva čoraz ďalej od planéty, a to rýchlosťou asi 100-krát vyššou, než sa doteraz očakávalo. Astronómovia sa domnievajú, že Titan sa sformoval oveľa bližšie k Saturnu a postupne migroval do súčasnej strednej vzdialenosti 1 222 000 km v priebehu 4,5 miliardy rokov. Väčšina predchádzajúcich prác predpovedala, že mesiace ako Titan či Jupiterov mesiac Kallisto, sa sformovali na obežných dráhach v podobných vzdialenostiach, kde ich teraz pozorujeme, objasňuje spoluautor novej štúdie Jim Fuller z California Institute of Technology (USA). To naznačuje, že systém Saturnových mesiacov, a potenciálne aj jeho prstence, sa sformoval a vyvíjal oveľa dynamickejšie, než sa doteraz predpokladalo.

Porovnanie s Mesiacom

Na pochopenie základnej orbitálnej migrácie sa môžeme pozrieť na Mesiac obiehajúci okolo Zeme. Táto prirodzená družica Zeme má istý malý gravitačný vplyv na našu planétu a jej dráhu. Pripomeňme si, čo spôsobuje príliv a odliv: periodický vplyv Mesiaca spôsobuje vzdutie oceánu raz na jednu, raz na druhú stranu. Procesy trenia vnútri Zeme menia časť tejto energie na teplo, čím deformujú gravitačné pole Zeme tak, že ťahá Mesiac dopredu na jeho dráhe. To spôsobuje, že Mesiac má prebytok energie a postupne sa vzďaľuje od Zeme rýchlosťou približne 3,8 centimetra za rok. Tento proces je skutočne pomalý a postupný a Zem nestratí svoj Mesiac ani do času, než Zem a Mesiac budú asi o 6 miliárd rokov pohltené rozpínajúcim sa Slnkom.

Dve metódy, zhodný výsledok

Titan takisto vplýva na planétu Saturn, ale trecie procesy vnútri Saturna sa považujú za slabšie než tie vnútri Zeme – najmä kvôli odlišnej vnútornej stavbe. Saturn má totiž časť svojho vnútra vo forme kvapaliny a má aj iné chemické zloženie než Zem. Štandardné teórie predpovedajú, že vzhľadom na vzdialenosť Titana od Saturna by mal mesiac migrovať smerom preč od planéty rýchlosťou len 0,1 centimetra za rok. Ale nové výsledky s touto teóriou nesúhlasia. V práci v časopise Nature Astronomy sa tejto problematike podrobne venovali dva tímy vedcov, pričom každý z nich používal odlišnú metódu meraní dráhy Titana počas 10 rokov. Jedna metóda – astrometria – poskytuje veľmi presné merania polôh Titana vzhľadom na hviezdy na pozadí na snímkach získaných sondou Cassini. Druhá metóda, tzv. rádiometria, určovala rýchlosť sondy Cassini a zisťovala, ako je ovplyvňovaná gravitačným pôsobením Titana. Na základe použitia dvoch úplne nezávislých súborov dát – astrometrických a rádiometrických – a dvoch odlišných metód ich spracovania sme získali výsledky, ktoré sú navzájom v úplnej zhode, konštatuje hlavný autor štúdie Valéry Lainey z Parížskeho observatória Université Paris Sciences et Lettres vo Francúzsku. Valéry Lainey pracoval spoločne s astrometrickým tímom. Výsledky pozorovaní sú takisto v súlade s teóriou navrhovanou v roku 2016 Jimom Fullerom, ktorý predpovedal, že rýchlosť migrácie Titana bude oveľa vyššia, než odhadujú štandardné teórie slapových síl. Jim Fuller uvádza, že vysoká amplitúda oscilácií Saturna vyvolaných gravitačným pôsobením Titana môže uvoľniť veľké množstvo energie. To by pre zmenu mohlo spôsobiť, že Titan migruje od planéty oveľa rýchlejšie, než sa doteraz predpokladalo. V skutočnosti obidve uvedené metódy pozorovaní ukázali, že Titan migruje od Saturna rýchlosťou 11 centimetrov za rok, teda viac než 100-krát rýchlejšie, než predpokladali súčasné teórie, a takmer 3-krát rýchlejšie, než ako sa vzďaľuje Mesiac od Zeme.

RNDr. Zdeněk Komárek

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 9/2020. Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
Komentáre