ดาวเสาร์อาจเป็นหนี้ระบบวงแหวนรอบด้านและความเอียงที่โดดเด่นของการตายของดวงจันทร์โบราณชื่อ Chrysalis ตามผลการศึกษาใหม่

ดาวเสาร์ก๊าซยักษ์เป็นหนึ่งในสถานที่ท่องเที่ยวที่น่าตื่นตาตื่นใจที่สุดในระบบสุริยะของเรา อย่างไรก็ตาม แม้จะเคยเป็นเป้าหมายของภารกิจที่มีความทะเยอทะยานหลายครั้งในอดีต แต่คำถามสำคัญยังคงอยู่ว่าดาวเคราะห์ที่เป็นสัญลักษณ์ได้รับระบบวงแหวนที่น่าประทับใจได้อย่างไร และเหตุใดมันจึงโคจรบนความลาดเอียง 26.7 องศาเมื่อเทียบกับระนาบการโคจรของมัน

• บทความอื่นๆ : virdelldrilling.com

นักดาราศาสตร์เชื่อมาระยะหนึ่งแล้วว่ามุมความร่าเริงของดาวเสาร์เป็นผลมาจากแรงดึงดูดระหว่างดาวก๊าซยักษ์ กับดวงจันทร์ 83 ดวงของดาวเสาร์ กับดาวเนปจูนที่ลากจูงไปบนมัน ความสัมพันธ์กับดาวเสาร์เกิดขึ้นเมื่อนักดาราศาสตร์ตระหนักว่าการเคลื่อนที่ที่คล้ายยอดหมุนของดาวเสาร์นั้นเข้ากันได้ดีมากกับจังหวะการโคจรของดาวเนปจูน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่สองดวงนั้นคิดว่าจะมีความสัมพันธ์ร่วมแรงดึงดูดอย่างแรง หรือที่เรียกว่าการสั่นพ้องข้อมูลที่รวบรวมโดยยานอวกาศแคสสินีซึ่งสำรวจระบบดาวเสาร์ระหว่างเดือนมิถุนายน 2547 – กันยายน 2560 ได้แจ้งความสัมพันธ์เพิ่มเติมโดยเปิดเผยว่าไททันดวงจันทร์ขนาดใหญ่กำลังเคลื่อนที่ออกจากดาวเสาร์ด้วยความเร็ว 11 ซม. ต่อปีที่น่าประหลาดใจ

สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ออกไปด้านนอกของดาวเทียมธรรมชาติดวงนี้ ซึ่งใหญ่กว่าดวงจันทร์ของโลกอย่างมีนัยสำคัญ มีแนวโน้มว่าจะมีส่วนรับผิดชอบต่อการคงเรโซแนนซ์การโคจรระหว่างดาวเสาร์และดาวเนปจูน

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้ได้รับการบอกกล่าวล่วงหน้าในเรื่องลักษณะสำคัญอย่างหนึ่ง และส่วนใหญ่ไม่ได้กำหนดลักษณะของดาวเสาร์ นั่นคือ ‘โมเมนต์ความเฉื่อย’ ของดาวเสาร์ นี่เป็นคำที่ใช้อธิบายการกระจายมวลภายในเทห์ฟากฟ้า

โมเมนต์ความเฉื่อยเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับนักดาราศาสตร์ที่ต้องการทำความเข้าใจคุณสมบัติการโคจรของโลก เนื่องจากการกระจายตัวและความหนาแน่นของมวลภายในดาวเคราะห์อาจมีส่วนสำคัญต่อการเอียงของมัน ดังนั้น หากนักวิทยาศาสตร์ไม่มีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับโมเมนต์ความเฉื่อย ก็จะยากขึ้นที่จะเข้าใจให้ถูกต้องว่าประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ดวงนั้นเป็นอย่างไร เมื่อใด เช่น การใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์

• มรดกของ Cassiniตอนนี้ทีมนักวิจัย ได้ใช้ข้อมูล Cassini

จากส่วนสุดท้ายของภารกิจของมัน ซึ่งเรียกว่า ‘Grand Finale’ เพื่อปรับแต่งโมเมนต์ความเฉื่อยของดาวเสาร์ และพบว่ามันอยู่นอกช่วงที่จำเป็นเพื่อรักษาการสั่นพ้องของวงโคจรด้วย ดาวเนปจูนในช่วง ‘แกรนด์ไฟนอล’ แคสสินีได้รับคำสั่งให้ดำดิ่งอย่างกล้าหาญระหว่างพื้นผิวเมฆของดาวเสาร์กับวงแหวนด้านในสุดของมัน มีการดำน้ำทั้งหมด 22 ครั้ง ในระหว่างที่ยานอวกาศรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวเสาร์ และการกระจายของมวลในนั้น

ทีมงานใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแผนที่การกระจายมวลของดาวเสาร์ที่พอดีกับการวัดความโน้มถ่วงในโลกแห่งความเป็นจริงของ Cassini ขณะที่อยู่ใกล้กัน ผลการวิจัยของทีมเปิดเผยว่าแรงดึงของไททันไม่เพียงพอต่อการคงแรงสะท้อนของแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเสาร์และดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากการเอียงของดาวเสาร์ในปัจจุบัน ทีมงานเชื่อว่ามีเสียงสะท้อนที่กินเวลานานหลายพันล้านปีในอดีต ซึ่งถูกทำลายในเวลาต่อมา

เพื่อไขปริศนานี้ ทีมงานจึงเริ่มใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งจะย้อนเวลากลับไปในวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ของดาวเสาร์ ด้วยความพยายามที่จะค้นพบความไม่คงตัวของแรงโน้มถ่วงที่อาจอธิบายการแตกของดาวเนปจูน

หลังจากทำการจำลองหลายครั้ง ทีมงานก็ได้ข้อสรุปว่าดาวเสาร์เคยเป็นเจ้าภาพอย่างน้อยหนึ่งดาวเทียมหลักที่มีขนาดใกล้เคียงกับดวงจันทร์ Iapetus ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางวันปัจจุบันอยู่ที่ 457 ไมล์ (736 กม.)

ความตายของดวงจันทร์จากผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Scienceอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่ตายไปนานนี้จะคงไว้ซึ่งเสียงสะท้อนที่เปราะบางระหว่างดาวเสาร์และดาวเนปจูน ในช่วงเวลาหลายพันล้านปี การเต้นรำด้วยแรงโน้มถ่วงระหว่างก๊าซยักษ์และดวงจันทร์จะค่อยๆ ดึงแกนของดาวเสาร์ให้เอียงอย่างสุดขั้ว

อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ไม่ยั่งยืน ทีมงานประเมินว่าเมื่อประมาณ 160 ล้านปีก่อน ดวงจันทร์เคลื่อนตัวไปตามอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของไททันและไอเอเปตุสซึ่งเป็นพี่น้องกัน และถูกบังคับให้เข้าใกล้พื้นผิวของดาวเสาร์มากขึ้นเรื่อยๆ

ในที่สุดดักแด้ก็จะถูกทำลายโดยกองกำลังมหาศาลที่กระทำต่อมัน มวลมหาศาลของดวงจันทร์จะหายไปใต้พื้นผิวเมฆของดาวเสาร์ อย่างไรก็ตาม ปริมาณเล็กน้อยจะรอดพ้นจากชะตากรรมนั้น และในที่สุดก็จะตกลงมาที่เส้นศูนย์สูตร

เมื่อดวงจันทร์ถูกทำลาย เสียงสะท้อนที่สมดุลก็ขาดหายไป ปล่อยให้ดาวเสาร์มีความเอียงของวงโคจรที่โดดเด่น และระบบวงแหวนอันน่าอัศจรรย์ที่เราเห็นในปัจจุบัน