土星最大的卫星——土卫六，可能诞生于一场巨大的宇宙撞击事件。最新研究表明，这颗卫星是数亿年前两颗古老卫星猛烈相撞后的产物，这场剧变不仅重塑了整个土星卫星系统，甚至间接催生了土星标志性的光环。关键线索来自土卫六异常的公转轨道、出奇平滑的表面，以及邻近卫星海伯利安诡异的翻滚状态。
在其任务接近尾声时，卡西尼号探测器测量了土星内部的质量分布情况。这种内部结构决定了这颗行星在空间中的缓慢摆动，即所谓的进动。多年来，研究人员一直认为土星的进动与海王星相匹配，这使得它们之间的引力相互作用逐渐使土星倾斜，并使其环从地球上看起来更加明显。
然而，卡西尼号的最终测量结果显示，土星的质量向其中心集中的程度超出了科学家的预期。这一细微差别改变了土星的进动速率，使其不再与海王星的进动一致。为了解释这种不匹配，麻省理工学院和加州大学伯克利分校的研究人员提出，土星曾经拥有一颗额外的卫星。根据他们的观点，这颗卫星在与土卫六（Titan）近距离接触后被抛离，随后碎裂，形成了现在的环。
许珀里翁（Hyperion）的轨道提供线索
搜寻地外文明研究所（SETI Institute）的团队测试了这样一颗额外的卫星是否有可能移动到足够接近土星的位置以形成光环。计算机模拟显示，最可能的结果并非直接形成光环，而是这颗额外卫星与土卫六之间发生了碰撞。
一个重要的线索来自土星的小卫星许珀里翁，它形状不规则，在太空中无规律地翻滚。许珀里翁的轨道与土卫六的轨道相锁定。
"许珀里翁是土星主要卫星中最小的一个，它为我们提供了关于这个系统历史最重要的线索，"库克（Ćuk）说。"在模拟中，当那颗额外卫星变得不稳定时，许珀里翁常常会丢失，只有在极少数情况下才能幸存下来。我们认识到，土卫六与许珀里翁的轨道锁定相对年轻，只有几亿年的历史。这大致与那颗额外卫星消失的时期相吻合。也许许珀里翁并非在这场巨变中幸存下来，而恰恰是这场巨变的结果。如果那颗额外卫星与土卫六合并，很可能会在土卫六的轨道附近产生碎片。那正是许珀里翁可能形成的地方。"
换句话说，许珀里翁可能并非简单地从过去的混乱中幸存下来。它可能是由土卫六与另一颗卫星合并时产生的碎片形成的。
原卫星之间的碰撞
新模型提出，土卫六是由两颗早期卫星合并而成的。其中一颗是被称为"原土卫六"（Proto-Titan）的大型天体，质量几乎与今天的土卫六相当。另一颗是被称为"原许珀里翁"（Proto-Hyperion）的更小的伴星。
这样的合并可以解释为什么土卫六上的撞击坑相对较少。一次巨大的碰撞会重塑该卫星的表面，抹去其早期大部分的撞击坑记录。土卫六目前的轨道略微椭圆，但正逐渐变得更圆，这也暗示了近期发生过与过去合并事件相符的扰动。
在碰撞之前，原土卫六可能与木星的卫星卡利斯托（Callisto）相似，表面布满撞击坑，没有大气层。研究团队还发现，在原许珀里翁消失之前，它可能已经倾斜了土星遥远卫星伊阿珀托斯（Iapetus）的轨道，这有可能解开关于土星系统的另一个长期存在的谜团。
土卫六的合并如何可能形成土星环
如果土卫六是由卫星合并形成的，那么问题依然存在：土星环又是从何而来？
十多年前，SETI研究所团队的成员就提出，这些环是由靠近土星的中等大小卫星碰撞产生的碎片形成的。后来，爱丁堡大学和美国宇航局艾姆斯研究中心的研究人员的模拟支持了这一观点。这些研究表明，这种撞击产生的大部分碎片最终会重新聚集形成卫星，但有些物质会向内散落并保持为光环。
此前，科学家认为太阳可能引发了导致那些内圈卫星碰撞的不稳定性。新的研究提出了不同的事件顺序。土卫六的合并可能触发了这一过程。
土卫六略微椭圆的轨道，当其轨道周期与内圈卫星的轨道周期形成简单整数比时，会干扰这些内圈卫星。这种被称为轨道共振的构型会加强引力相互作用。虽然这种对齐在任何特定时刻都不太可能发生，但土卫六的向外迁移有时会产生这些共振。
当这种情况发生时，较小的卫星可能被推入更拉长的轨道，从而增加它们与邻近卫星碰撞的几率。这第二轮毁灭性事件的时间尚不确定，但必定发生在土卫六合并之后。这一顺序与土星环年龄约1亿年的估计相吻合。
"蜻蜓"（Dragonfly）任务可检验该理论
计划于2034年抵达土卫六的美国宇航局"蜻蜓"任务，可能提供关键证据。这架核动力八旋翼飞行器将详细研究土卫六的表面地质和化学成分。如果"蜻蜓"发现大约5亿年前大规模表面重塑或其他与剧烈碰撞相关的线索，这将支持土卫六是由一次戏剧性的卫星合并形成的观点。
该研究已被《行星科学杂志》（Planetary Science Journal）接收发表，预印本可在arXiv上查阅 arXiv。