Открытие «тёмной лошадки» Солнечной системы. Как Уильям Пикеринг обнаружил спутник Сатурна Фебу и что было дальше?
История не нова: астрономы открывают планеты, спутники и другие объекты. Так и случилось со спутником Сатурна. Но позже оказалось, что спутник Феба — весьма колоритный «персонаж», несмотря на скромный размер.
Открытие
Американский учёный Уильям Пикеринг за свою жизнь стал известен благодаря исследованиям Луны, Марса и внешних спутников Сатурна. Он был увлечён астрономической фотографией, и именно благодаря ей сделал большинство открытий.
Уже в 1882 году он стал пионером в области «небесной фотографии». Феба, названная по имени греческой богини Фиби, была открыта Пикерингом 18 марта 1899 года во время того, как он анализировал фотопластины. Это был девятый спутник Сатурна, но только его удалось обнаружить с помощью фотографических методов. До этого времени известными спутниками Сатурна были Титан, Энцелад, Тефия, Диона и Рея, но все они были найдены в XVII–XVIII веках с помощью телескопов.
Открытие Фебы стало важным шагом ещё и потому, что до этого все известные спутники Сатурна находились достаточно близко к планете, а Феба оказалась на значительном расстоянии, да ещё и имела ретроградное движение (то есть вращалась вокруг Сатурна в направлении, противоположном вращению планеты).
Это наблюдение дало астрономам первые подсказки о сложной системе формирования спутников газовых гигантов.
Необычная поверхность
Понимание того, что из себя представляет спутник Сатурна, в основном было получено благодаря космическому аппарату «Кассини-Гюйгенс» 11 июня 2004 года.
Во время пролёта аппарата была изучена поверхность спутника, которая, как оказалось, сильно похожа с астероидами C-типа, а также с Хироном и Фолом. На основе этих данных, учёные предположили, что Феба была сформирована во внешней Солнечной системе (см. «Saturn’s moon Phoebe as a captured body from the outer Solar System», Torrence V. Johnson & Jonathan I. Lunine, Nature, 2005).
Поверхность Фебы в средних широтах / NASA
При этом, подобно астероидам С-типа, у Фебы чрезвычайно низкая отражающая способность, что делает её поверхность очень тёмной и трудноотличимой в космосе. Таким образом, её обнаружение стало не только открытием, а реальным достижением.
Пример астероида класса С / NASA
Тем не менее, поверхность спутника, испещрённая шрамами от многочисленных ударов, включая гигантский кратер Джейсон диаметром около 100 км, имеет значительные вариации яркости, что указывает на наличие большого количества водяного льда под поверхностью. На самой же поверхности был обнаружен углекислый газ, что нехарактерно для астероидов.
Эти данные, в совокупности с тем фактом, что Феба примерно на 50 % состоит из камня (в то время как внутренние спутники Сатурна содержат около 35 %), привели учёных к выводу, что Феба, скорее всего, является захваченным кентавром — ледяным телом, происходящим из пояса Койпера, области за орбитой Нептуна. Феба стала первым объектом такого типа, изученным с близкого расстояния.
Несмотря на свой нынешний небольшой размер и слегка неправильную форму, учёные полагают, что в начале своей истории Феба была сферическим телом с дифференцированным внутренним строением. Лишь впоследствии, в результате столкновений, она приобрела свою нынешнюю форму.
Сферическая форма Фебы / NASA
Другие особенности
Как уже было сказано ранее, Феба вращается вокруг Сатурна в направлении, противоположном вращению самой планеты и большинства её спутников. Но это не единственная её причуда. Феба принадлежит к группе нерегулярных спутников, называемой «Норвежской группой». Эти спутники имеют схожие, ретроградные и сильно вытянутые орбиты.
И действительно: в отличие от большинства крупных спутников Сатурна, которые вращаются почти в одной плоскости с экватором планеты, орбита Фебы сильно наклонена и вытянута (эксцентрична), и вращается спутник при всём этом не синхронно, а поворачивается к Сатурну то одной, то другой стороной.
Но ещё больший интерес представляет кольцо Фебы.
Известно, что вокруг Сатурна существует огромное, но практически невидимое кольцо, связанное с Фебой. Оно было обнаружено с помощью инфракрасного телескопа «Спитцер».
Кольцо Фебы / NASA
Это кольцо наклонено на 27 градусов к плоскости основных колец Сатурна и простирается на колоссальное расстояние — от 128 до 207 радиусов Сатурна (сама Феба вращается на расстоянии 215 радиусов).
Толщина кольца примерно в 40 раз больше диаметра Сатурна, и считается, что частицы кольца — это пыль и мелкие обломки, выбитые с поверхности Фебы микрометеоритами.
Поскольку кольцо Фебы тоже вращается ретроградно, его частицы, постепенно приближаясь к Сатурну, сталкиваются с ведущим полушарием другого спутника, Япета. Это, вероятно, является причиной необычной его окраски.
Но и это не единственное взаимодействие Фебы: материал, выбитый с поверхности крохотного кентавра микрометеоритами, может быть причиной тёмных областей на поверхности другого спутника, Гипериона. При этом, другие, более крупные столкновения с Фебой могли привести к образованию некоторых других спутников Норвежской группы.
