p As pequenas luas internas de Saturno parecem ravióli gigantes e spaetzle. Sua forma espetacular foi revelada pela espaçonave Cassini. Pela primeira vez, pesquisadores da Universidade de Berna mostram como essas luas foram formadas. As formas peculiares são um resultado natural da fusão de colisões entre pequenas luas de tamanhos semelhantes, como demonstram as simulações de computador. p Quando Martin Rubin, astrofísico da Universidade de Berna, vi as imagens das luas de Saturno Pan e Atlas na internet, ele estava confuso. Os close-ups feitos pela espaçonave Cassini em abril de 2017 mostraram objetos que a NASA descreveu em seu comunicado à imprensa como discos voadores com diâmetros de cerca de 30 km. Com suas grandes cristas e centros bulbosos, Pan e Atlas também se assemelhavam a um ravióli gigante. Martin Rubin se perguntou como esses objetos peculiares se formaram e perguntou a seu colega Martin Jutzi se eles poderiam ser o resultado de colisões, semelhante ao que formou o cometa Chury, como Jutzi havia demonstrado anteriormente com simulações de computador.

p Martin Jutzi e Adrien Leleu, ambos os membros do NCCR PlanetS, assumiu o desafio de calcular o processo de formação das pequenas luas internas de Saturno. O primeiro, testes simples funcionaram bem. "Mas então, levamos as forças das marés em consideração e os problemas se acumularam, "lembra Adrien Leleu." As condições perto de Saturno são muito especiais, "confirma Martin Jutzi. Como Saturno tem 95 vezes mais massa do que a Terra e as luas internas orbitam o planeta a uma distância de menos da metade da distância entre a Terra e a Lua, as marés são enormes e destroem quase tudo. Portanto, As luas internas de Saturno não poderiam ter se formado com essas formas peculiares por acréscimo gradual de material ao redor de um único núcleo. Um modelo alternativo chamado regime piramidal sugere que essas luas foram formadas por uma série de fusões de pequenas luas de tamanho semelhante.

p Tendo resolvido seus problemas iniciais, os pesquisadores puderam verificar o regime piramidal, mas ainda mais:eles mostraram que as colisões das luas resultaram exatamente nas formas imaginadas por Cassini. Perto de fusões frontais levam a objetos achatados com grandes cristas equatoriais, conforme observado em Atlas e Pan. Com ângulos de impacto ligeiramente mais oblíquos, as colisões resultaram em formas alongadas semelhantes a um spaetzle que se assemelhavam muito à lua de Prometeu, com 90 km de comprimento, conforme foi fotografada pela Cassini.

p Colisões frontais têm alta probabilidade

p Com base na órbita atual das luas e seu ambiente orbital, os pesquisadores foram capazes de estimar que as velocidades de impacto eram da ordem de alguns 10 m / s. Simulando colisões nesta faixa para vários ângulos de impacto, eles obtiveram várias formas estáveis ​​semelhantes a ravióli e spaetzle, mas apenas para ângulos de baixo impacto. "Se o ângulo de impacto for maior que dez graus, as formas resultantes não são mais estáveis, "diz Adrien Leleu. Qualquer objeto em forma de pato, como o cometa Chury, desmoronaria por causa das marés de Saturno." É por isso que as pequenas luas de Saturno são muito diferentes dos cometas que geralmente têm formas bilobadas, "explica Martin Jutzi.

p Interessantemente, as colisões frontais não são tão raras quanto se possa pensar. Acredita-se que as pequenas luas internas se originam dos anéis de Saturno, um disco fino localizado no plano equatorial do planeta. Uma vez que Saturno não é uma esfera perfeita, mas sim oblato, torna difícil para qualquer objeto deixar este plano estreito. Então, quase colisões frontais são frequentes e o ângulo de impacto tende a ficar ainda mais baixo em encontros subsequentes. "Uma fração significativa de tais colisões de fusão ocorre no primeiro encontro ou após 1-2 eventos de hit-and-run, "os autores resumem em seu artigo publicado hoje em Astronomia da Natureza . "Nesse sentido, Saturno é quase um sistema de brinquedo para estudar esses processos, "diz Martin Rubin.

p Embora os pesquisadores tenham se concentrado principalmente nas pequenas luas internas de Saturno, eles também encontraram uma possível explicação para um antigo mistério relacionado à terceira maior lua de Saturno, chamada Jápeto. Por que Jápeto tem uma forma achatada e uma crista equatorial distinta? "Nossos resultados de modelagem sugerem que esses recursos podem ser o resultado de uma fusão de luas de tamanhos semelhantes ocorrendo com um ângulo de impacto próximo ao frontal, semelhantes às luas menores, "resumem os pesquisadores.