Природа колец: Бывший спутник
Вокруг гигантской газовой планеты Сатурна вращаются тысячи колец, состоящих из фрагментов льда и каменистых пород. Фрагменты эти имеют самые разные форму и размеры: одни из них не превышают крупинки соли, другие достигают величины небольшого дома. Считается, что это — обломки комет, астероидов и метеоров, а также лун, захваченных и уничтоженных колоссальным притяжением огромной планеты. Каждое из колец вращается вокруг Сатурна на своем расстоянии и со своей скоростью.
Подобными кольцами обладают и другие газовые планеты Солнечной системы — Юпитер, Уран и Нептун, но у Сатурна они самые большие и, конечно, самые красивые. Они плоские и блестящие: силы гравитации заставляют их стягиваться во всех направлениях, а противодействующие им центробежные силы вытягивают только в одном, что и «сплющивает» кольца. В толщине они имеют около 1 км, а то и менее, тогда как диаметр их достигает 282 тыс. км — более ¾ расстояния от Земли до Луны.
Кольца именуются в алфавитном порядке, в той последовательности, в которой они были открыты. Они расположены довольно близко друг к другу, за исключением так называемой «щели Кассини» (промежутка примерно в 4,7 тыс. км между кольцами А и В). Главные (то есть, самые крупные) — это кольца С, В и А (если считать от планеты). В последние годы открыта масса более мелких колец, самое близкое к планете — кольцо D. Детальная структура всех колец, рождающаяся из сложных гравитационных взаимодействий и кинематики их движения, во многом остается загадочной. Но нет и ясного понимания того, откуда у Сатурна такие большие кольца.
Недавно группа французских астрономов во главе с Себастьяном Шарно (Sebastien Charnoz) высказала предположение, что кольца Сатурна образовались в ходе «поздней тяжелой бомбардировке», случившейся спустя примерно 700 млн лет после образования самой планеты. В ходе этого события поток «космического мусора» столкнулся с одним из спутников Сатурна. Как правило, разорванная на части луна просто разлетается на куски, одни из которых падают на планету, другие улетают в космос, и лишь немногие (и ненадолго) остаются на орбите.
Догадка же, высказанная группой Шарно, состоит в том, что тот погибший спутник обращался вокруг Сатурна близ предела Роше (это радиус орбиты спутника, ниже которого приливные силы гравитации планеты превысят собственную гравитацию спутника и понемногу разрушат его). Это и позволило его обломкам «удержаться» на околопланетной орбите (взгляните на схему слева).
Эта догадка, кстати, позволяет объяснить, почему ни у Юпитера, ни у Нептуна с Ураном нет таких массивных колец, как у Сатурна. Даже если эти планеты некогда имели спутник с орбитой близ предела Роше, расчеты показывают, что надолго они там не смогли бы задержаться. С Сатурном другая история, поскольку его аномально быстрое вращение способно на большее время стабилизировать орбиту спутника на нужном расстоянии.
Впрочем, специалисты отмечают, что для подтверждения или опровержения гипотезы французских ученых потребуется время — прежде всего, необходимо лучше понять всю эволюцию Солнечной системы.
Поразительным кольцам Сатурна посвящена масса современных исследований. Так, недавно было установлено, что они намного старше, чем считалось («Древние кольца») и намного тяжелее («Тяжесть кольца»), что со временем они уменьшаются («Сатурн теряет кольца»), а поблизости от них можно увидеть еще и арки — разомкнутые кольца («Лунные связи Сатурна»).
По публикации New Scientist Space