Результатом работы международной группы астрономов стало объявление о 62 новых спутниках Сатурна, что вернуло его на первое место в «лунной гонке» вокруг планет-гигантов нашей Солнечной системы.
Группу возглавляет Эдвард Эштон (в настоящее время научный сотрудник Тайваньского института астрономии и астрофизики Academia Sinica), в ее состав входят профессор Бретт Гладман (кафедра физики и астрономии Университета Британской Колумбии), Майк Александерсен (Гарвардский Смитсоновский центр астрофизики). , Жан-Марк Пети (Обсерватория Безансона) и Мэтью Бодуан (Университет Британской Колумбии).
За последние два десятилетия окрестности Сатурна неоднократно исследовались на наличие спутников с возрастающей чувствительностью. В этом последнем исследовании команда доктора Эштона использовала технику, известную как «сдвиг и суммирование», чтобы найти более слабые (и, следовательно, меньшие) спутники Сатурна. Этот метод использовался для поиска Луны вокруг Нептуна и Урана, но никогда не использовался для поиска Сатурна.
Сдвиг набора последовательных изображений со скоростью, с которой луна движется по небу, приводит к усилению сигнала луны при объединении всех данных, позволяя лунам, которые были слишком тусклыми, чтобы их можно было увидеть на отдельных изображениях, стать видимыми в «стеке». » изображение. Команда использовала данные, полученные с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи (CFHT) на вершине Мауна-Кеа, Гавайи, в период с 2019 по 2021 год. Сдвинув и сложив множество последовательных изображений, сделанных в течение 3 часов, они смогли обнаружить спутники Сатурна внизу. до 2,5 км в диаметре.
Первоначальный поиск открытий был проведен в 2019 году, когда Эштон и Бодуан были студентами Университета Британской Колумбии, обнаруживая спутники в ходе тщательного поиска глубоких изображений CFHT, полученных в том же году. Но просто найти на небе объект, близкий к Сатурну, недостаточно, чтобы с уверенностью сказать, что это луна; в принципе, это может быть астероид, который просто случайно пролетел рядом с планетой (хотя это маловероятно).
Чтобы быть абсолютно уверенным, объект должен отслеживаться в течение нескольких лет, прежде чем можно будет установить, что он действительно вращается вокруг планеты. После тщательного сопоставления объектов, обнаруженных в разные ночи в течение двух лет, команде удалось отследить 63 объекта, тем самым подтвердив, что они являются новолуниями. Об одном из новолуний, обозначенном S/2019 S 1, было объявлено еще в 2021 году , а об остальных было объявлено за последние пару недель. Некоторые из связанных орбит команды были идентифицированы с прошлыми наблюдениями многолетней давности, которые ненадолго заметили некоторые из этих спутников (но не отслеживались достаточно долго, чтобы установить их орбиту вокруг Сатурна).
«Отслеживание этих лун заставляет меня вспомнить, как я играл в детскую игру Dot-to-Dot, потому что мы должны связать различные проявления этих лун в наших данных с жизнеспособной орбитой, — объясняет Эдвард Эштон, — но с примерно 100 различными играми на одна и та же страница, и вы не знаете, какая точка к какой головоломке относится».
Все новые спутники относятся к классу неправильных спутников, которые, как считается, изначально были захвачены их планетой-хозяином давным-давно. Неправильные луны характеризуются большими, эллиптическими и наклонными орбитами по сравнению с обычными лунами. Число известных спутников Сатурна неправильной формы увеличилось более чем вдвое и достигло 121, причем 58 из них были известны до начала поиска.
Включая 24 обычных спутника, в настоящее время насчитывается 145 признанных (Международным астрономическим союзом) спутников, вращающихся вокруг Сатурна. Новые открытия привели к многочисленным вехам для окруженной кольцами планеты. Сатурн не только вернул себе корону за то, что у него самые известные спутники (обогнав Юпитер с 95 признанными спутниками), он также стал первой планетой, у которой в общей сложности было обнаружено более 100 спутников.
Неправильные спутники имеют тенденцию объединяться в орбитальные группы в зависимости от наклона их орбит. В сатурнианской системе есть 3 таких группы, имена которых взяты из разных мифологий: есть группа инуитов, группа галлов и гораздо более густонаселенная группа скандинавов. Например, три новых открытия попадают в группу инуитов: S/2019 S 1, S/2020 S 1 и S/2005 S 4 имеют очень маленькие орбиты, наклоненные так же, как у ранее известных более крупных неправильных астероидов Кивиук и Иджирак. Все новолуния попадают в одну из трех известных групп, причем скандинавская группа снова является самой густонаселенной среди новолуний. Считается, что группы являются результатом столкновений, когда нынешние спутники в группе являются остатками одного или нескольких столкновений с первоначально захваченными спутниками.
Таким образом, лучшее понимание орбитального распределения дает представление об истории столкновений неправильной лунной системы Сатурна. Основываясь на своих прошлых исследованиях этих спутников, эта команда предположила, что большое количество маленьких спутников на ретроградных орбитах является результатом относительно недавнего (по астрономическим меркам, за последние 100 миллионов лет) разрушения спутника неправильной формы среднего размера. который теперь разбит на множество фрагментов, которые каталогизируются в скандинавской группе.
Как объясняет профессор Гладман, «по мере того, как мы приближаемся к пределу возможностей современных телескопов, мы находим все больше свидетельств того, что луна среднего размера, вращающаяся вокруг Сатурна в обратном направлении, была разорвана примерно 100 миллионов лет назад».
