Сегодня мы поговорим про очень интересный спутник Сатурна – Гиперион. Наверняка, друзья мои, вы мало что знаете об этом поистине уникальном космическом объекте.
Итак, поехали.
Имя ему – Гиперион!
Гиперион имеет весьма неправильную форму. Вполне вероятно, что он просто не может стать более или менее сферическим из-за слабой собственной гравитации. Однако при этом спутник имеет приличные размеры. И находится достаточно далеко от Сатурна. Что и позволило астрономам обнаружить его еще в 19 веке.
Всем вновь обнаруженным спутникам Сатурна изначально давали довольно странные имена. Это были простые римские цифры. Их присваивали в строгом соответствии с порядком удалённости спутника от планеты. Однако иногда это вызывало путаницу. Потому что астрономы иногда находили спутники, которые оказывались ближе к Сатурну, чем обнаруженные раньше.
Огорчённый таким положением дел Джон Гершель, сын знаменитого Уильяма Гершеля, предложил использовать для обозначения спутников Сатурна имена титанов из древнегреческой мифологии. И Гиперион стал первым подобным телом, которое получило «нормальное» имя.
Спутник почти одновременно открыли три человека: американцы Уильям Крэнч Бонд и его сын Джордж Филлипс Бонд в составе единой команды, и британец Уильям Лассел единолично. Два независимых открытия Гипериона произошли 16 и 18 сентября 1848 г. соответственно. С разницей всего в два дня.
Бонды открыли Гиперион, когда случайно увидели объект между Титаном (носившем тогда обозначение Сатурн-IV) и Япетом (Сатурн-VIII). И установили, что это какой-то неизвестный ранее спутник. Лассел открыл спутник, когда пытался увидеть Япет. Но в результате не только нашёл его, но за компанию обнаружил и ещё один загадочный небесный камень.
Поскольку сэр Джон Гершель уже предложил имена для еще не открытых спутников Сатурна, и американцы, и британцы назвали новый объект независимо друг от друга одним и тем же именем: Гиперион. Это имя принадлежало одному из двенадцати титанов. Он был сыном Геи и Урана. И являлся отцом Гелиоса, Селены и Эос (Солнце, Луна и Заря).
Ничего не видно
Хотя телескопы 19-го века могли видеть Гиперион, по сути это всё, что они могли сделать. Объект оказался не таким ярким, как другие известные спутники Сатурна. Вероятно потому, что он был меньше или темнее. Или и то, и другое одновременно. Однако кое-что удалось определить весьма точно: характеристики его орбиты.
Гиперион удалён от Сатурна примерно на 1,5 миллиона километров. То есть примерно на триста тысяч километров дальше, чем Титан. Для совершения одного оборота вокруг гиганта Гипериону требуется около 21 суток.
Спутники находятся достаточно близко друг к другу, чтобы оказывать заметное взаимное гравитационное взаимодействие. Которое, конечно же, больше влияет на орбиту Гипериона, чем на орбиту Титана. Объекты находятся в так называемом «резонансе Лапласа» со значением 4:3. Это означает, что Титан совершает один оборот вокруг Сатурна четыре раза за каждые три оборота Гипериона.
Орбита Титана имеет эксцентриситет 0,03, то есть она практически круговая. У Гипериона же это значение составляет 0,12.
Давайте отправим «Вояджер»!
Астрономам прошлого, учитывая их не очень продвинутые инструменты, разглядеть на поверхности Гипериона что-либо попросту не могли. Но оказалось, что даже используя современные астрономические инструменты учёные всё так же ничего не видят. И поэтому земные инженеры решили изменить эту, несомненно, чудовищную ситуацию. Для этого они собрались в курилке и стали думать. И через какое-то время один из этих людей сказал слово «Вояджер». Как-как? (переспросили коллеги). «Вояджер». Мы построим межпланетный зонд, и назовём его этим именем. И отправим его в систему Сатурна. Так ответил своим друзьям гениальный инженер.
Когда закончились овации и раздача грамот, люди разбрелись по своим кабинетам и цехам, попутно сокрушаясь в душе о том, что они не смогли сами придумать такую простую, но в то же время просто восхитительную идею…
«Вояджер-1» обнаружил Гиперион в отличной и очень желанной для любого гражданина Белоруссии форме: в форме картофельного клубня. Это произошло осенью 1980 года. Однако интересных для астрономов снимков зонд почти не сделал. Поскольку находился далековато от Гипериона. А вот «Вояджер-2» в августе 1981 года пролетел всего в нескольких сотнях тысяч километров от спутника. И смог сделать его снимки с разных ракурсов. Эти фотографии совершенно ясно показали, что Гиперион действительно имеет очень неправильную форму.
Размер спутника оказался крошечным. По сравнению с Титаном, конечно. Однако при этом Гиперион является довольно крупным телом для спутника неправильной формы. Его размер около 200х270х360 км.
Гиперион – один из крупнейших несферических объектов в Солнечной системе. Больше него только один из спутников Нептуна. Его имя Протей.
Космический грязнуля
«Вояджер-2» обнаружил кое-что действительно необычное в характеристиках Гипериона. Оказалось, что что он хаотично вращается! Этот факт не был установлен земными астрономами раньше по той причине, что Гиперион тёмный со всех сторон. И имеет альбедо 0,3. То есть он отражает только 30% получаемого от Солнца света.
Почти все спутники внешних областей Солнечной системы содержат большое количество льда. И если такое тело по какой-то причине является тёмным, обычно это происходит потому, что оно загрязнилось частицами, которые осели на его поверхности.
Поскольку Вы наверняка являетесь планетологом определённого уровня, то наверняка знаете, что я напишу дальше. Да, именно про это: большинство спутников Сатурна всегда «показывают» ему одну и ту же сторону. И та сторона, что обращена к планете, является «грязной». А противоположная – «чистой».
И даже когда спутник приливно не заблокирован, между его полюсами и экваториальной областью есть разница во внешнем виде. Поскольку последняя «очищает» орбиту от пыли и камней. А полюса при этом остаются несколько чище. То есть какой бы ни была орбита нормального спутника и параметры его вращения, если он изначально был белым, то его некоторые области всё равно будут белее других.
Однако Гиперион извозился в грязи полностью. Одинаково со всех сторон.
Когда «Вояджер-2» начал тщательно отслеживать движение поверхности спутника, астрономы наконец поняли, почему так произошло: просто Гиперион не имеет фиксированной оси вращения! Движение спутника вокруг собственного центра тяжести оказалось совершенно сумасшедшим и абсолютно хаотичным!
Уникальный среди всех
Это делает Гиперион совершенно уникальным телом в Солнечной системе по двум причинам:
1. Это единственный регулярный спутник (с относительно близкой к планете орбитой и с небольшим эксцентриситетом), который не всегда обращён к планете одной и той же стороной.
2. Это единственный спутник Солнечной системы с хаотичным вращением.
Учёные до сих пор не до конца понимают причину этого вращательного безумия. Хотя оно, скорее всего, как-то связано с Титаном. Который огромен по сравнением с Гиперионом. И находится намного ближе к нему, чем Сатурн. По этой причине его гравитационное влияние на Гиперион весьма значительно. Другим фактором может являться эксцентриситет орбиты Гипериона. Именно это обстоятельство, возможно, изменяет направление его оси вращения.
Но это еще не все. Когда зонд «Кассини» добрался до системы Сатурна и принялся фотографировать Гиперион, астрономы ахнули! Они увидели еще одну необычную особенность спутника: внешний вид его поверхности оказался весьма необычным.
Кошмар трипофоба
Оказалось, что Гиперион весь покрыт кратерами. Да, это нормально для спутников без атмосферы. Дело не в этом. А в том, что они очень глубокие. И придают объекту вид губки! У некоторых людей фотография Гипериона, сделанная с близкого расстояния, вызывает очень неприятное ощущение. Вы знаете его, если страдаете трипофобией.
Но почему эти кратеры такие странные?
Причиной этого, по-видимому, является крайне низкая плотность спутника. Гиперион имеет массу около 5,6·10^18 кг. Что это означает? А вот что: его плотность около 500 кг/м3. То есть вдвое меньше плотности воды. Это означает не только то, что внутри Гипериона практически нет камней. А еще и то, что в основном спутник состоит из льда и пустот.
Когда в более или менее плотное тело влетает на полной скорости какой-нибудь камень, он очень быстро замедляется. Он ударяется о поверхность, останавливается, создаёт обычный кратер и т. д. Но в случае с Гиперионом объект замедляется позже, поскольку встречается с чем-то чрезвычайно пористым и не очень плотным. Именно поэтому кратеры спутника являются необычно глубокими.
Кроме того, в более плотной структуре удар в каком-то месте влияет на окружающую область. Но здесь связи настолько слабы, что объект может проникнуть сквозь спутник с минимальным воздействием на окружающую область.
Самый большой кусок
Скорость убегания (необходимая для того, чтобы избежать гравитационного притяжения) на поверхности Гипериона очень мала: от 45 до 100 м/с. Разница столь велика, конечно же, из-за неправильной формы спутника.
Наиболее распространённая гипотеза происхождения Гипериона предполагает (если учитывать его небольшую плотность и очень неправильную форму), что этот объект – фрагмент какого-то более крупного тела.
Возможно когда-то, в далеком прошлом, этот объект подвергся мощному удару и разлетелся на куски. Подавляющее большинство обломков оказалось на нестабильных орбитах. И в конечном итоге они упали на Титан. Однако по крайней мере одной из частей посчастливилось оказаться на стабильной резонансной орбите.
Этим «счастливчиком» является Гиперион.
