Астрономы выяснили, что Титан, спутник Сатурна, постепенно удаляется от газового гиганта со скоростью, которая в сто раз больше ожидаемой. Это указывает на то, что небесное тело изначально было намного ближе к планете и мигрировало на расстояние 1,2 миллиона километров за 4,5 миллиарда лет. Статья исследователей, в которой рассказывается о ранее неизвестном явлении в Солнечной системе, опубликована в журнале Nature Astronomy.
Согласно стандартным моделям, Титан должен мигрировать со скоростью не более 0,1 сантиметра в год. Это перемещение вызвано эффектом, называемым приливным ускорением. Гравитационное поле спутника порождает приливную волну на Сатурне, которая из-за вращения планеты вокруг своей оси смещается вперед по направлению вращения. Смещенная масса газового гиганта «тянет» за собой спутник, ускоряя его и вызывая расширение орбиты. Ученые считали, что этот эффект для Сатурна и Титана намного слабее, чем для Земли и Луны, из-за газовой оболочки гигантской планеты и ее малой плотности.
В новом исследовании астрономы проанализировали астрометрические и радиометрические данные, собранные зондом Кассини. Было измерено изменение положения Титана на фоне звезд, а также оценена сила воздействия на зонд со стороны гравитационного поля спутника. Выведенные в обоих случаях новые показатели скорости миграции луны Сатурна совпали между собой.
Высокая скорость изменения орбиты объясняется теорией резонансного захвата (resonance locking), предложенной в 2016 году. Титан заставляет Сатурн осциллировать с определенной частотой, вызывая резонансное увеличение амплитуды колебаний. В результате газовый гигант рассеивает больше энергии и заставляет Титан удаляться с большей скоростью от планеты. Подобное явление может происходить и в других системах с двумя звездами или крупными экзопланетами.