Яркие, эффектные кольца Сатурна не давали покоя ученым с тех самых пор, как Галилео Галилей впервые навел свой телескоп на небо примерно в 1610 году. Великий итальянец, надо отдать ему должное, разглядел что-то странное, но интерпретировал это как тройную планету — ему показалось, что у Сатурна есть два непонятных спутника-прилипалы, торчащих по бокам.
Только ли у Сатурна есть кольца? Разрушаем еще один космический миф
Спросите любого школьника, у какой планеты есть кольца, и он не задумываясь ответит — конечно, у Сатурна. Но, прочитав эту статью, он поймет, что Сатурн — вовсе не уникальный счастливчик, а просто самый фотогеничный представитель «окольцованных». Юпитер, Уран и Нептун тоже имеют системы колец. Более того, астрономы находят кольца даже у астероидов и карликовых планет. Рассказываем, как образуются кольца и почему они — скорее обычная (хоть и очень красивая!) космическая закономерность.
Freepik
У каких планет Солнечной системы есть кольца?
И только в 1655 году Кристиан Гюйгенс догадался, что Галилей просто смотрел на планету сквозь плохую оптику и принял за спутники то, что на самом деле было сплюснутой системой колец, вращающихся вокруг газового гиганта прямо над экватором.
Кольца Сатурна начинаются на расстоянии примерно 67 000 километров от поверхности и тянутся вширь почти на 480 000 километров, при этом их толщина варьируется на всем протяжении.
Сегодня мы знаем, что кольца есть у всех четырех газовых гигантов нашей системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Просто Сатурну повезло быть самым фотогеничным: его украшения отлично видно с Земли даже в самый скромный телескоп. И вопреки устойчивому заблуждению, это вовсе не сплошные диски и не твердые обручи. Кольца — это просто толпа ледяных осколков, камешков и пыли, которые носятся по орбите хороводом. Сатурнианские кольца такие яркие потому, что они в основном ледяные, а лед, как известно, отражать солнечный свет умеет прекрасно. А вот у Юпитера, Урана и Нептуна кольца больше пылевые, темные и невзрачные. К тому же кольца Сатурна широкие и роскошные, а у коллег по системе — тоненькие и скромные.
Инфракрасный снимок телескопа «Джеймс Уэбб», на котором видно главное кольцр Юпитера
Из чего состоят и как образуются кольца у планет?
Состоят кольца в основном из пыли, камней и льда самого разного калибра — от микроскопических пылинок до здоровенных валунов. Но не думайте, что все так пресно: состав колец может различаться от планеты к планете, от кольца к кольцу и даже внутри одного кольца. Мало того, состав этот еще и меняется со временем.
Кстати, о времени: кольца — это не навсегда. Гравитация не дремлет, и рано или поздно частицы либо падают на родительскую планету, либо слипаются в более крупные объекты, которые начинают жить отдельную жизнь уже как полноценные спутники. Например, сатурнианские кольца по космическим меркам очень молоды — им всего несколько сотен миллионов лет. И жить им осталось примерно столько же: материал потихоньку сыплется на планету, так что Сатурн скоро рискует остаться без своей короны.
Роскошные кольца Сатурна
Сатурнианское кольцо E питается льдом, который выстреливает из подповерхностного океана спутника Энцелада.
В основном кольца образуются в так называемом пределе Роша — зоне, где приливные силы планеты настолько сильны, что могут разорвать любой спутник, который окажется слишком близко. Расстояние это для каждой планеты свое и зависит от ее размера и плотности. Но нашлись исключения (впрочем, как всегда): вокруг транснептунового объекта Кваоар обнаружили целых два кольца, которые расположились аккурат за пределами Роша. Ученые предполагают, что такое могут себе позволить материалы с особыми упругими свойствами.
По правде говоря, способов обзавестись кольцами много. Можно устроить столкновение кометы с планетой, можно стравить луну с каким-нибудь пролетающим объектом, а можно и вовсе начудить еще на этапе формирования планеты. Представьте, комета пролетает мимо слишком близко, приливные силы ее разрывают, а обломки остаются кружить аккуратным строем. Так и бывает!
Кольца располагаются строго по экватору планеты. Из-за вращения экватор немного выпирает — вертикальные движения минимальны, что задает самую удобную плоскость для орбитального движения. Именно поэтому кольца такие тонкие.
У Юпитера, Урана и Нептуна все обошлось без мелодрам: их кольца родились в результате обычных космических ДТП. Метеориты на протяжении миллионов лет исправно влетали в крошечные внутренние спутники, выбивая с их поверхности пыль и каменную крошку, которые так и остались болтаться на орбите. Доказательство есть: зонд «Галилео», намотавший не один круг около Юпитера, обнаружил прямую связь между материалом колец и тремя самыми маленькими спутниками — они летают по подозрительно похожим орбитам.
Инфракрасный снимок Нептуна, сделанный телескопом «Джеймс Уэбб». На нем видны кольца и спутники планеты.
А вот Сатурн, судя по всему, пережил куда более драматичную историю. Его роскошные ледяные кольца — это, скорее всего, обломки какого-то несчастного спутника, которого разнесло в щепки то ли мощным столкновением, то ли гравитационными силами, и шансов на восстановление не было.
Итак, кольца планет — не уникальная привилегия Сатурна, просто ему повезло родиться ледяным и фотогеничным. А другим остались пылевые обручи, которые с Земли даже не разглядеть...