சனியின் ஒரு நிலவு டைட்டனின் பனியால் உருவானதா?

சனியின் அமைப்பில் இரண்டு விந்தைகள் உள்ளன. அதன் பெரிய நிலவுகளில் ஒன்றான ஐயாபெட்டஸ் வழக்கத்துக்கு மாறாகப் பனி நிறைந்தது: வெளிச் சூரியக் குடும்பத்தின் பெரிய பனிப் பொருட்களுடன் — குவாவார், புளூட்டோ, டிரைட்டன் — ஒப்பிடும்போது, அது பாறையைவிட மிக அதிகமான நீரைக் கொண்டுள்ளது. குவாவார் ஐயாபெட்டஸைவிடச் சிறியது, ஆனால் மிக அடர்த்தியானது. மேலும் சனியின் மாபெரும் நிலவான டைட்டன், எதிர்பார்த்ததைவிட அதிகமாக நீண்ட சுற்றுப்பாதையில் செல்கிறது (இன்று 0.029 மையப்பிறழ்வு).

டைட்டன் சனியிலிருந்து சுமார் 12 லட்சம் கிலோமீட்டர் தொலைவில் சுற்றுகிறது; ஐயாபெட்டஸ் சுமார் 36 லட்சம் கிலோமீட்டர் தொலைவில்.

ஒரு மோதல், இரண்டு புதிர்கள்?

சான் ஹோசே மாநிலப் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த இக்னாசியோ மொஸ்கெய்ரா, 2005-இல் பி. ஆர். எஸ்ட்ராடாவுடன் இணைந்து முன்வைத்த ஒரு கருத்தைச் சோதிக்கிறார்: டைட்டன் மீதான ஒரு பெரும் மோதல். அந்த மோதல் டைட்டனின் வெளி மேலோட்டுக்குக் கீழுள்ள அடுக்கிலிருந்து (mantle) பனியைச் சனியைச் சுற்றிய தொலைதூரச் சுற்றுப்பாதைகளுக்கு வீசியிருக்கும்; அங்கே அது ஒன்றுதிரண்டு ஐயாபெட்டஸாக உருவாகியிருக்கலாம். அதே அடி டைட்டனின் சுற்றுப்பாதையையும் நீட்டியிருக்கும்.

இந்தச் சூழல், புதனின் அளவுக்கு மீறிய இரும்பு உட்கருவை விளக்க ஏற்கெனவே பயன்படுத்தப்பட்ட “மோதித் தப்பும்” (hit-and-run) மோதல்களிலிருந்து கடன் வாங்குகிறது: மோதும் பொருளின் பாறை உட்கரு தொடர்ந்து பறந்து செல்ல, மேலடுக்குகளிலிருந்து உரிக்கப்பட்ட பனி பின்தங்குகிறது.

உருவகப்படுத்தல்கள் காட்டுவது

இந்த ஆய்வு, சனியின் ஈர்ப்பையும் உள்ளடக்கிய முப்பரிமாண மோதல் உருவகப்படுத்தல்களைப் (லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் Spheral நிரலுடன்) பயன்படுத்தி, பின்னர் சிதைவுகளை நாட்கள், ஆண்டுகள், 50 ஆண்டுகள் வரை பின்தொடர்கிறது. இரு பொருட்களுக்கும் பாறை உட்கருவும் பனி மேலடுக்கும் உள்ளன.

சூழல் 1 — சனியின் அமைப்புக்கு வெளியிலிருந்து வரும் மோதும் பொருள். டைட்டனின் நிறையில் பத்தில் ஒரு பங்கு கொண்ட பொருள் ஒன்று வினாடிக்கு 10 கி.மீ. வேகத்தில் சாய்வாகத் தாக்குகிறது.

• ஐந்து நாட்களுக்குப் பின், சுமார் 3.5 ஐயாபெட்டஸ் நிறை அளவிலான சிதைவுகள் சனியுடன் பிணைந்திருக்கின்றன; அதில் 83 % பனி.
• அந்தப் பனியில் 95 % டைட்டனின் மேலடுக்கிலிருந்து வருகிறது.
• ஒரு பனி மாதிரி ஐயாபெட்டஸின் தொலைவுக்கு அப்பால் செல்லும் சுற்றுப்பாதையைப் பின்பற்றுகிறது.
• மோதும் பொருளின் பாறை உட்கரு நிரந்தரமாகச் சனியிலிருந்து தப்புகிறது.
• டைட்டனின் சுற்றுப்பாதை மையப்பிறழ்வு சுமார் 0.13-க்குத் தாவுகிறது.

சூழல் 2 — ஏற்கெனவே சனியைச் சுற்றிவரும் ஒரு துணைப் பொருள். டைட்டனின் நிறையில் கால் பங்கு கொண்ட பொருள் 45° கோணத்தில், வினாடிக்குச் சுமார் 3.7 கி.மீ. வேகத்தில் தாக்குகிறது.

• அது 0.60 ஐயாபெட்டஸ் நிறை அளவிலான பனியை விடுவிக்கிறது.
• அதன் பாறை உட்கரு டைட்டனை உரசிக் கடந்து, பின்னர் — ஓர் இயக்கத்தில் — 6.9 ஆண்டுகள் கழித்துத் திரும்பி வந்து டைட்டனைத் தாக்குகிறது. இணைந்த பின், டைட்டனின் மையப்பிறழ்வு சுமார் 0.10 ஆக இருக்கும்.

ஆசிரியர் கூறும் வரம்புகள்

இவை குறைந்த பிரிதிறன் கொண்ட “முன்னோட்ட” உருவகப்படுத்தல்கள் — ஒரு ஐயாபெட்டஸ் நிறைக்குச் சுமார் 27 துகள்கள் மட்டுமே. அவை துண்டுகளின் அளவுகளைப் பிரித்தறிவதில்லை; அவை குவிகின்றன (converge) என்றும் காட்டப்படவில்லை; திரும்பும் தேதிகள் எண்ணியல் அமைப்புகளுக்கு உணர்திறன் கொண்டவை.

எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக, உருவகப்படுத்தல்களில் ஐயாபெட்டஸ் உருவாகவில்லை. பனி, இன்னும் டைட்டனின் பாதையைக் குறுக்கிடும் மிக நீள்வட்டச் சுற்றுப்பாதைகளில் சென்று சேர்கிறது. ஐயாபெட்டஸின் தொலைவில் வட்டச் சுற்றுப்பாதையில் நிலைகொள்ள, அதற்கு 67 முதல் 86 % அதிகக் கோண உந்தம் தேவை — எஞ்சிய வாயு அல்லது சிதைவு வட்டு ஒன்று, சுற்றுப்பாதைகளை மெதுவாக்கி வட்டமாக்குவதன் மூலம் இதை வழங்கக்கூடும். அந்தப் படி மாதிரியாக்கப்படவில்லை. டைட்டனின் தற்போதைய மையப்பிறழ்வும் உருவகப்படுத்தப்பட்ட மதிப்புகளைவிடக் குறைவு; எனவே பிந்தைய தணிவும் (damping) தேவைப்படும்.

நிற்பது எது, காட்ட வேண்டியது எது

சூழலின் முதல் படி நிற்கிறது: ஒரு மோதல், டைட்டனின் சுற்றுப்பாதையை நீட்டிக்கொண்டே, பெரும்பாலும் டைட்டனிலிருந்து பிய்த்தெடுக்கப்பட்ட, பல ஐயாபெட்டஸ் நிறைகளுக்குச் சமமான பனிக் களஞ்சியத்தை உருவாக்க முடியும். மீதி — ஐயாபெட்டஸை ஒன்றுசேர்ப்பதும் அதன் சுற்றுப்பாதையை வட்டமாக்குவதும் — இன்னும் நிரூபிக்கப்பட வேண்டும். எஞ்சிய வாயு வட்டு ஒன்று, பனி நிறைந்த உள் நிலவுகள், வளையங்கள் போன்ற சனி அமைப்பின் பிற அம்சங்களையும் விளக்கக்கூடும் என்றும் ஆசிரியர் கருதுகிறார்; இவை கருத்துகள், முடிவுகள் அல்ல.