Скорость «убегания» Титана от Сатурна оказалась в 100 раз выше ожидаемой
Астрономы выяснили, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью 11 сантиметров в год. Как сообщается в Nature Astronomy, это в сто раз быстрее, чем предполагалось ранее. Также ученые установили, что в прошлом спутник находился намного ближе к газовому гиганту, а на свою текущую орбиту он мигрировал за 4,5 миллиарда лет.
Удаление спутников от своих планет — довольно обычное явление, характерное не только для Титана. Например, Луна тоже «убегает» от Земли со скоростью около 3,8 сантиметра в год. Этот эффект связан гравитационно-приливным взаимодействием между планетой и ее спутником. Когда Луна движется вокруг Земли, ее гравитация вызывает приливы, и в мировом океане формируется приливная волна, которая немного смещается вперед с линии, соединяющей центры масс Земли и Луны, из-за вращения нашей планеты. И поскольку притяжение спутника к ближней приливной волне сильнее, чем к дальней, орбитальный момент импульса небесного тела увеличивается, и оно переходит на более высокую орбиту.
Похожее взаимодействие происходит и между Титаном и Сатурном. Однако ученые предполагали, что оно будет не так сильно выражено из-за газообразной структуры планеты. Стандартные модели предсказывают, что Титан должен удаляться от газового гиганта со скоростью не более 0,1 сантиметра в год, но результаты нового исследования противоречат этому прогнозу.
Валерий Лейни (Valéry Lainey) из Калифорнийского технологического института вместе с коллегами использовал сразу два метода, чтобы определить изменение орбиты Титана. В первом случае астрономы реконструировали орбиту «Кассини» во время десяти сближений со спутником, выполненным с 2006 по 2016 год. Отслеживая, как менялось положение космического аппарата относительно Титана и Сатурна, исследователи получили косвенные данные об изменении орбиты и самой луны. Во втором случае группа Лейни опиралась на классические астрометрические данные. Чтобы определелить, как увеличивалось расстояние между Титаном и Сатурном, ученые использовали измерения положения Титана относительно фоновых звезд, начиная с 1886 года.
Выяснилось, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью 11 сантиметров в год, что намного больше ожидаемого значения. Кроме того, авторы пришли к выводу, что в момент образования луны расстояние между ней и газовым гигантом было намного меньше, чем сегодня, однако из-за гравитационных взаимодействий спутник с течением времени переместился на более высокую орбиту в 1,2 миллиона километров.
Полученные исследователями результаты согласуются с теорией, предложенной членом исследовательской группы Джимом Фуллером (Jim Fuller) в 2016 году. Астроном предположил, что резонансный захват — ситуация, когда гравитационное воздействие спутника заставляет центральную планету колебаться с определенной частотой — мог заставить Титан быстрее удаляться от Сатурна, так как высокая амплитуда колебаний приводит к потере большего количества энергии.
Недавно ученые смогли построить первую геоморфологическую карту Титана, на которой показаны озера и дюнные поля небесного тела. Ключевую роль в создании песчаных дюн на спутнике Титане, по мнению ученых, могут играть пылевые дьяволы.
Кристина Уласович
Радиоимпульсы возникают в магнитосфере магнитара
Астрономы увидели, как галактический магнитар SGR J1935+2154 начал и перестал быть радиопульсаром. В этой фазе он пробыл 13 дней, спустя пять месяцев после того, как стал первым источником быстрого радиовсплеска в Млечном Пути. Это говорит в пользу теории о том, что подобные всплески связаны с намагниченными нейтронными звездами. Статья опубликована в журнале Science Advances. Впервые быстрые радиовсплески наблюдались 16 лет назад (хотя известны и более старые события), с тех пор было обнаружено несколько сотен подобных событий. Они представляют собой очень яркие импульсы радиоизлучения, которые длятся миллисекунды, чаще всего наблюдаются одиночные радиовсплески, однако известны и источники повторяющихся всплесков. При этом все источники находятся в других галактиках. Природа быстрых радиовсплесков до сих пор остается предметом споров и существует ряд теорий, объясняющих их. В 2018 году идея о том, что всплески могут возникать в магнитосфере намагниченных нейтронных звезд получила хорошее наблюдательное подтверждение, а в апреле 2020 года был обнаружен первый кандидат в источник быстрых радиовсплесков в Млечном Пути FRB 20200428, который укладывался в эту теорию. Его источником стал магнитар SGR J1935+2154, который находится в 21 тысяче световых лет от Солнца в остатке сверхновой G57.2+00.8. Группа астрономов во главе с Вэйвэем Чжу (Weiwei Zhu) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук сообщила, что наблюдала SGR J1935+2154 в фазе радиопульсара при помощи наземного радиотелескопа FAST. Наблюдения велись с 9 по 30 октября 2020 года и были инициированы сообщением команды радиотелескопа CHIME, обнаружившим от магнитара три всплеска 8 октября. При этом в период с мая по август источник не проявлял заметной активности, лишь 30 апреля и 24 мая наблюдались три радиовсплеска умеренной светимости. В общей сложности за 13 дней ученые зарегистрировали 795 импульсов, которые четко повторялись с периодом 3,2478 секунды. Фаза радиоимпульсов не совпадает с фазой рентгеновских пульсаций, в отличие от эпизода генерации быстрого радиовсплеска FRB 20200428, при этом светимости одиночных импульсов примерно на восемь-девять порядков ниже, чем у FRB 20200428. Импульсы обладают сложной субструктурой, которая напоминает наблюдаемые структуры импульсов у источников повторяющихся быстрых радиовсплесков. Исследователи предполагают, что эти результаты говорят в пользу идеи о том, что магнитары могут быть источниками быстрых радиовсплесков. Возможно всплески, подобные быстрым радиовсплескам, и их аналоги с более низкой светимостью, генерируются за счет разных механизмов. Радиоимпульсы способны возникать в фиксированной области магнитосферы и генерируются за счет обычных физических механизмов, ответственных за излучение радиопульсаров. Радиовсплески же могут порождаться во время сильных возмущений магнитосферы и могут быть связаны с некими взрывными процессами, это способно объяснить отсутствие наблюдаемого периода у источников повторяющихся быстрых радиовсплесков. О том, что такое быстрые радиовсплески и как их изучают, можно прочитать в блоге астрофизика Сергея Попова.