Távolodó Titán
(Rovat: Cassini, Távoli világok kutatói - 2020.06.30 07:15.)

A hold távolodása a Szaturnusztól nem meglepő, az viszont igen, hogy ezt az eddig számítottnál százszor gyorsabban teszi, alátámasztva egy új elméletet.

Ahogy a Hold távolodik a Földtől, a jelenség más holdaknál is előfordul. A Hold esetében a távolodás évente 3,5 cm. A jelenséget az okozza, hogy a hold által bolygójára gyakorolt gravitációs vonzás a Hold által a Földön keltett árapályhoz hasonló kidudorodást hoz létre a bolygón. A dagálypúp vonzza a holdat, és gyorsítani igyekszik a pályáján, ennek hatására viszont (az égi mechanikai paradoxon értelmében) a hold lassul és távolabbra kerül a bolygójától.

A jelenség a Szaturnusz–Titán-rendszerben is működik, a csillagászok ki tudták számítani, milyen ütemben távolodik a Titán a Szaturnusztól. A közelmúltban azonban meglepő felfedezést tettek. A Cassini űrszonda mérési adatait elemezve megállapították, hogy a Titán körülbelül százszor olyan gyorsan távolodik a Szaturnusztól, mint ahogyan azt korábban gondolták, távolodási sebessége körülbelül 11 centiméter évente. Az eredményeket részletező szakcikk a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg.

A Cassini 2012. május 6-án készített felvétele a Szaturnuszról, előtte a Titánnal, a felhőkön pedig a gyűrűk árnyékával. (Kép: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

A felismerésnek jelentős következményei vannak a Szaturnusz rendszerének korára vonatkozóan. Azt biztosan tudjuk, hogy a Szaturnusz a Naprendszer többi bolygójával együtt 4,6 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, azonban gyűrűi és több tucat holdja keletkezését illetően sokkal nagyobb a bizonytalanság. A Titán távolodási sebességére kapott új érték azt jelenti, hogy a jelenleg a Szaturnusztól 1,2 millió km távolságban keringő hold a Szaturnuszhoz sokkal közelebb keletkezett az eddig feltételezettnél, a rendszer tágulása pedig gyorsabb volt az elképzeltnél.

A Titán távolodási sebességére kapott új érték emellett alátámasztja azt az új elméletet, amely leírja, miként befolyásolják a bolygók holdjaik pályáját. Az elmúlt 50 évben a kutatók ugyanazokat a formulákat alkalmazták minden hold esetében a távolodási sebesség megállapítására. Feltételezték, hogy a több tucat holdat tartalmazó rendszerekben, amilyen a Szaturnuszé is, a távolabbi holdak lassabban távolodnak, mert azokra a bolygó gyengébb gravitációt fejt ki. A hagyományos elmélet értelmében a hold távolodásának üteme fordítva arányos a bolygótól mért távolságának 11/2-ik hatványával, ami azt jelenti, hogy a távoli holdak esetében a távolodás üteme jelentéktelen.

Négy évvel ezelőtt azonban, a jelenleg a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech) dolgozó elméleti asztrofizikus, Jim Fuller feje tetejére állította a korábbi elméletet. Fuller elmélete szerint a bolygó és a holdak pályája közötti, addig figyelmen kívül hagyott kölcsönhatás miatt a távolabbi holdak ugyanolyan ütemben távolodnak bolygójuktól, mint a közelebbiek. Az említett mérések azt támasztják alá, hogy ezek a bolygó-hold kölcsönhatások jelentősebbek a korábban véltnél, ezért más bolygó-hold rendszerekre, sőt exobolygókra és kettőscsillagokra is alkalmazható lehet.

A kutatók a Cassini felvételein a háttércsillagokhoz képest azonosították a Titán helyét. Az így kapott adatokat összehasonlították a Cassini rádiós követésével kapott adatokkal. 2006 és 2016 között a Cassini tíz közelrepülése során végeztek rádiós méréseket, és a jelek frekvencia-eltolódásából következtettek a Titán pályájának fejlődésére. A két különböző adathalmazból kapott azonos eredmény megerősíti, hogy a Titán – Fuller elméletének megfelelően – valóban gyorsabban távolodik a Szaturnusztól.