根據最新研究，土星最大的衛星泰坦（Titan）可能是在與另一顆衛星碰撞後形成的，這一事件也可能隨後促成了土星明亮環的形成。這項研究由SETI研究所主導，將幾個長期未解的謎團聯繫在一起，包括土星環的年輕年齡、泰坦的不尋常軌道以及小衛星如海伯里昂（Hyperion）和伊阿佩圖斯（Iapetus）所表現出的奇特行為。
研究人員使用計算機模擬，認為泰坦可能是兩顆早期衛星合併的產物。這一想法建立在美國國家航空暨太空總署（NASA）卡西尼（Cassini）任務所收集的數據之上，該任務在土星周圍運行了13年。卡西尼在任務結束前測量了土星的內部質量分佈，結果顯示土星的質量比科學家預期的更集中於其中心，這改變了其緩慢自轉軸搖擺的速度，即歲差。
多年來，科學家認為土星的歲差與海王星匹配，這讓兩顆行星之間的引力互動逐漸傾斜土星，並使其環在地球上可見。然而，卡西尼的最終數據顯示這種匹配不再存在。為了解釋這一差異，早期研究者提出，土星曾經擁有一顆額外的衛星，該衛星在與泰坦相互作用後被驅逐，最終分裂形成了環。
新研究測試了這顆額外衛星是否可能與泰坦碰撞。模擬結果顯示，合併的可能性高於簡單的驅逐。海伯里昂這顆小而不規則的衛星在此過程中扮演了關鍵角色。它與泰坦鎖定在軌道共振中，研究小組的成員Ćuk表示，海伯里昂是土星主要衛星中最小的一顆，提供了該系統歷史上最重要的線索。
在許多模擬中，當額外衛星變得不穩定時，海伯里昂便被拋棄。研究團隊發現，泰坦與海伯里昂的軌道鎖定看起來相對年輕，僅有幾億年，這一時間與提出的額外衛星的消失重合。如果這顆額外衛星與泰坦合併，則可能在泰坦的軌道附近產生碎片，而這正是海伯里昂形成的位置。
研究者提出，泰坦是由一顆接近泰坦大小的原始泰坦（Proto-Titan）和一顆較小的原始海伯里昂（Proto-Hyperion）合併形成的。這一衝擊可能解釋了泰坦相對平滑的表面和有限的撞擊坑數量。重大碰撞會重新塑造這顆衛星的表面。泰坦稍微拉長的軌道也顯示出最近的擾動，這與合併的情況一致。
該研究還進一步建議，在消失之前，原始海伯里昂可能使伊阿佩圖斯的軌道傾斜，這可能解決了另一個長期未解的難題。對於土星環的形成，這一模型提供了一個新的思路。先前的研究表明，中型內衛星之間的碰撞可能產生碎片，一些材料向內擴散形成環。
新研究認為，泰坦合併後的軌道可能會通過軌道共振使較小的內衛星不穩定。當它們的軌道週期以簡單的分數與泰坦的週期對齊時，引力效應會加強，拉伸它們的軌道並觸發碰撞。大部分來自這些碰撞的碎片會重新聚集成新的衛星，而小部分則會以冰碎片的形式留在軌道上，形成環。
這一第二次擾動的時間尚不確定，但可能發生在泰坦合併之後，與土星環約一億年的年齡估算相符。NASA的Dragonfly任務計劃於2034年抵達泰坦，將有助於檢驗這一假設。這架核能驅動的旋翼機將研究泰坦的表面和化學成分，可能會發現重大衛星之間碰撞的證據。這項研究已被《行星科學期刊》接受發佈。
