충돌로 형성된 얼음 위성 이아페투스? 타이탄 궤도 이심률 이상까지 설명하는 시나리오

arXiv에 공개된 연구는 타이탄(Titan) 충돌이 이아페투스(Iapetus)를 형성할 만큼 많은 물이 풍부한 물질을 토성 궤도로 방출할 수 있는지, 동시에 타이탄의 궤도 이심률까지 설명할 수 있는지를 3차원 충돌 계산과 충돌 후 궤적 추적으로 검증했다. 토성에 속박되지 않은 충돌체가 타이탄 질량의 약 10분의 1 크기로 초속 10km로 비스듬히 충돌한 경우, 이아페투스 질량의 약 3.5배에 해당하는 주로 얼음인 물질이 충돌 후 며칠간 토성 중력에 묶인 상태로 남았고 타이탄의 이심률은 약 0.13까지 높아졌으며 충돌체의 암석 핵은 토성을 탈출했다. 또 다른 사례에서는 타이탄 질량의 4분의 1인 속박된 동반 천체가 45도 각도로 초속 약 3.7km로 충돌해 이아페투스 질량의 0.60배에 해당하는 얼음을 방출했고, 암석 핵은 6.9년 뒤 재충돌해 병합되면서 타이탄의 이심률이 약 0.10이 됐다. 연구진은 이 결과가 큰 궤도 장반경을 지닌 얼음 파편 저장소의 충돌 기원 생성을 입증한다고 보면서도, 이아페투스의 근점을 끌어올리려면 가스 항력이나 역학적 마찰이 필요하다고 밝혔다.