Kan dagens måne Titan vara resultatet av en kollision

 

Bild wikipedia Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet ovan avbildad av Cassini-farkosten i december 2011. Ett tjockt lager av organiskt dis döljer permanent Titans yta från synligt ljus.

SETI-institutets studie använde datorsimuleringar för att avgöra om en extra måne en gång kommit tillräckligt nära Saturnus för att bilda dess ringar. Det mest sannolika utfallet är en kollision av en annan måne med Titan. Saturnus lilla, missbildade, ständigt tumlande måne Hyperion har sin bana låst med Titans och kan vara denna. 

Bild  wikipedia NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07761Färgstärkt mosaik av Saturnus måne Hyperion. Bestående av flera smalvinklade ramar och bearbetad för att matcha Hyperions naturliga färg. Tagen under Cassinis förbiflygning av denna knöliga måne den 26 september 2005.

"Hyperion är den minsta av Saturnus större månar och den gav oss den viktigaste ledtråden om systemets historia," beskriver SETI-institutets forskare Matija Ćuk. "I simuleringar där den extra månen blev instabil förlorades Hyperion ofta och överlevde bara i sällsynta fall. Vi insåg att Titan-Hyperion-låset är relativt ungt endast några hundra miljoner år gammalt. Detta dateras till ungefär samma period som den extra månen försvann. Kanske klarade inte Hyperion denna omvälvning utan är resterna av den. Om den extra månen smälte samman med Titan skulle den sannolikt producera fragment nära Titans omloppsbana och då precis där Hyperion nu finns."

Modellen antyder att Titan bildades genom en sammansmältning mellan två tidigare månar. En "Proto-Titan", nästan lika stor som Titan är i dag och en mindre "Proto-Hyperion." Denna sammansmältning kan förklara Titans få nedslagskratrar, som då skulle ha raderats i processen. Titans excentriska bana, som nu snabbt blir rundare, antyder en nyligen störning från Proto-Hyperion. Innan sammansmältningen kan Proto-Titan ha liknat Jupiters måne Callisto vilken är översållad av kratrar och utan atmosfär. SETI-institutets  team fann även att Proto-Hyperion innan dess försvinnande hade en luyande bana kring Saturnus avlägsna måne Iapetus vilket löste ett annat långvarigt mysterium.

Titan bildades genom att två månar slog samman anser man nu. Men varifrån kommer Saturnus ringar? Medlemmar av SETI-institutets team föreslog för över tio år sedan att ringarna är skräp från kollisioner mellan medelstora månar närmare Saturnus. Denna idé stöddes senare av simuleringar från University of Edinburgh och NASA Ames Research Center. forskare där visade att det mesta av skräpet efterhand återbildas till månar medan en del av skräpet skulle spridas inåt för att bilda ringar.

I flera år trodde man att denna inre månkollision utlöstes av solen. Men ny forskning visar att det är ytterligare ett resultat av Titan-sammanslagningen. Titans excentriska bana kan destabilisera inre månar en situation som kallas omloppsresonans, där banor linjeras och gravitationspåverkan ökar. Även om det är osannolikt som en slump, skapar Titans expanderande bana ibland dessa förhållanden. Resultatet för de mindre månar som drabbas kan bli katastrofalt: deras banor förlängs vilket leder dem mot kollisioner med grannmånar. Även om tidpunkten för denna andra katastrof är oklar, måste den ha inträffat efter Titans sammansmältning vilket stämmer överens med ringarnas uppskattade ålder på cirka 100 miljoner år.

NASAs Dragonfly-uppdrag, som anländer till Titan år 2034, kan testa hypotesen. Den kärnkraftsdrivna oktokoptern som medföljer kommer att analysera ytans geologi och kemi. Dragonfly kan då avslöja om det finns bevis för att Titan uppstod från en massiv månkollision för en halv miljard år sedan.

Studien finns att läsa på Planetary Science Journal och preprinten finns tillgänglig på arXiv: