Obří planety jako Saturn se nenaklánějí jen tak samy od sebe: něco je musí srazit nebo za ně gravitačně zatáhnout, aby je vytlačilo z osy. Vědci očekávají, že když se zrodí nové planety, vytvoří se téměř bez jakéhokoli naklonění, seřadí se jako káči, s rovníky na úrovni orbitální roviny, ve které obíhají kolem svého Slunce.
Ale žádná planeta v naší sluneční soustavě není dokonale vodorovná. Jupiter je nejblíže a může se pochlubit úklonem (nakloněním) pouhých 3,12 stupně. Sklon Země je mnohem podstatnější na 23,45 stupních, což způsobuje, že zažíváme roční cyklus ročních období, jak se náš domovský svět kolébá kolem své osy. Naklonění Saturnu je ještě extrémnější, se sklonem 26,73 stupňů (ačkoli to není zdaleka tak extrémní jako Uran, který je prakticky bokem a otáčí se v úhlu 97,86 stupňů ke své orbitální rovině).
Z těchto nepravostí se můžeme mnohému naučit.
Například z geologických důkazů shromážděných během misí Apollo víme, že naklonění Země bylo pravděpodobně výsledkem masivních dopadů jiných skalních objektů na počátku historie planety, z nichž největší se odlomil a vytvořil náš Měsíc. Stejně jako archeologové zkoumají hliněné nádoby a úlomky kostí, aby poskládali starověké kultury, mohou fyzici zkoumat sklony planet, aby pochopili minulost Sluneční soustavy. Moderní výkyvy jsou důkazem dramatických událostí dávno minulých. Nebo, jak naznačuje nový článek, možná ne tak dávno.
Tým výzkumníků z pařížské observatoře a univerzity v Pise pod vedením Melaine Saillenfest naznačuje, že původ naklonění Saturnu může být mnohem novější, než se dříve věřilo, a že za to může jeho největší měsíc Titan.
Astronomové tradičně věřili, že naklonění Saturnu nemá nic společného s jeho měsíci, ale spíše s interakcemi mezi ním a jeho plynnými obry. Jedna z hlavních teorií formování sluneční soustavy, známá jako model Nice, naznačuje, že asi před čtyřmi miliardami let došlo k velké migraci, při níž se obří planety pomalu pohybovaly směrem ven, pod gravitačním vlivem navzájem a menších planetesimál.
*NOVINKA* Finální verze: RYCHLEJŠÍ, delší a opravená díky Twitteru! ?
— Dr. James O'Donoghue (@physicsJ) 29. prosince 2018
Délka dne (sidereální) a axiální sklon pro 8 největších planet v naší sluneční soustavě!
Která planeta vás nejlépe reprezentuje? ?
HD ke stažení pro pedagogy atd.: https://t.co/VnK6TlL2ld #Sluneční Soustava #SciComm pic.twitter.com/RPD8aRpUzr
Grafika od Jamese O’Donoghue (se snímky z NASA), ukazující axiální sklon planet.
Podle tohoto modelu byl viníkem za naklonění Saturnu Neptun, který zatáhl prstencového obra, když se hnal směrem ke Kuiperově pásu (ve skutečnosti důkazy z mise Cassini ukázaly, že Saturnovy prstence jsou poměrně nové: pravděpodobně tu nebyly během velké migrace. Ale to jsem odbočil). Máme-li věřit modelu Nice, planetární šikmosti byly vytesány do kamene již dávno a od té doby zůstaly relativně stabilní.
Nová teorie navržená Saillenfestem a týmem nesouhlasí. Místo toho naznačují, že migrace Titanu v nedávné minulosti (asi před 1 miliardou let) je stejně schopná vysvětlit sklon, který má Saturn dnes. Dráha Titanu mohla zůstat pravidelná po miliardy let, ale jejich model ukazuje, že nedávno mohla nastat orbitální rezonance se Saturnem, která současně změnila oběžnou dráhu Měsíce a přinutila téměř vzpřímený Saturn padat do strany.
Titan prochází před Saturnem, jak ho viděla sonda Cassini 8. června 2015. Uznání: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
Je těžké si být jisti, který model je správný, bez dalších důkazů (možná nadcházející Mise vážky k Titanu může něco vyvolat). Ale možnost takové nedávné migrace otevírá možnosti pro budoucí změny Sluneční soustavy. Jak uvedli výzkumníci, šikmé polohy obřích planet „nebyly urovnány jednou provždy, ale neustále se vyvíjejí v důsledku migrace jejich satelitů“. Sluneční soustava, jak ji dnes známe, nemusí být tak stabilní nebo neměnná, jak se zdá, a může být v budoucích poruchách (ačkoli bych kvůli ní neztrácel spát – ne na miliardu let nebo tak nějak).
Saillenfest a spoluautoři Giacomo Lari a Gwenaël Boué publikovali svůj článek v Astronomie přírody dříve v tomto roce.
Zdroje:
Melaine Saillenfest, Giacomo Lari a Gwenaël Boué “ Velká šikmost Saturnu vysvětlená rychlou migrací Titanu .'Astronomie přírody.
Rukopis dostupný na: https://arxiv.org/abs/2110.04104 .
