Titan sa vzďaľuje od Saturna oveľa rýchlejšie

Podľa pozemských štandardov je Saturnov mesiac Titan čudné miesto vo vesmíre. Je dokonca väčší než planéta Merkúr, keďže jeho priemer je 5149 km a je zabalený do hustej atmosféry. Je to jediný mesiac v slnečnej sústave s hustou atmosférou. Jeho povrch je pokrytý riekami a jazerami kvapalných uhľovodíkov metánu a etánu. Pod hrubou kôrou vodného ľadu tu môže existovať oceán kvapalnej vody, ktorý môže byť potenciálnym miestom pre výskyt života.

Teraz po niekoľkých desaťročiach meraní a výpočtov sa zistilo, že dráha Titanu okolo planéty Saturn sa zväčšuje, čo znamená, že tento mesiac sa dostáva postupne ďalej a ďalej od planéty a to rýchlosťou asi 100-krát vyššou, než sa doteraz očakávalo. Astronómovia sa domnievajú, že sa Titan 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 sú Titan či Jupiterov mesiac Kallisto, sa sformovali na obežných dráhach v podobných vzdialenostiach, kde ich teraz pozorujeme,“ hovorí Jim Fuller z California Institute of Technology, USA, spoluautor novej štúdie. „To naznačuje, že systém Saturnových mesiacov, a potenciálne aj jeho prstence, sa sformoval a vyvíjal oveľa dynamickejšie, než sa doteraz predpokladalo.“

Na pochopenie základnej orbitálnej migrácie sa môžeme pozrieť na náš 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 vydutie oceánu raz na jednu stranu, raz na druhú. 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 zhruba 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 za zhruba 6 miliárd rokov pohltené rozpínajúcim sa Slnkom. Titan takisto vplýva na planétu Saturn, avšak trecie procesy vnútri Saturna sa považujú za slabšie než tie vo 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 Titanu od Saturna by mal mesiac migrovať smerom preč od planéty rýchlosťou len 0,1 centimetra za rok. Ale nové výsledky sú s touto teóriou v rozpore.

V práci v časopise Nature Astronomy sa tejto problematike podrobne venovali dva tímy vedcov, pričom každý z nich používal odlišnú metódu meraní dráhy Titanu v priebehu 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, Francúzsko. 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 navrhuje, že vysoká amplitúda oscilácií Saturna vyvolaných gravitačným pôsobením Titana, môže uvoľniť veľké množstvo energie, ktoré by pre zmenu mohlo spôsobiť, že Titan migruje od planéty oveľa rýchlejšie, než sa doteraz predpokladalo. V skutočnosti obidve vyššie zmienené metódy pozorovaní ukázali, že Titan migruje od Saturnu 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.

Publikované v časopise QUARK 9/2020, RNDr. Zdeněk Komárek

Zdroj obrázka: https://skugal.org/