Галилей открыл кольца Сатурна более 400 лет назад, и с той поры они находятся в центре постоянного внимания научного сообщества. Они поражают воображение и ставят в тупик. Загадка их возникновения не раскрыта до сих пор. Открытие похожих колец у других газовых гигантов нашей солнечной системы только добавило учёным вопросов. Однако прежде чем перейти к рассмотрению различных, часто противоречащих друг другу теорий их происхождения, давайте узнаем, из чего состоят кольца той или иной планеты.
На вид они кажутся твёрдыми, и даже монолитными, но на самом деле состоят из частиц, находящихся практически на круговой орбите вокруг экваториальной плоскости небесных тел. В основном они расположены в так называемых пределах Роша, то есть на расстоянии, на котором небесное тело теоретически должно разрушаться под воздействием приливных сил.
Планетарные кольца постоянно меняются. Каждое из них отличается от других по массе, составу, структуре и ширине. Поэтому найти универсальную теорию, объясняющую их происхождение, действительно очень сложно. Возьмём, например, те кольца, что вращаются вокруг газовых гигантов. Пять известных нам колец Нептуна состоят из характерных комков пыли, в то время как 13 колец Урана – в основном из крупных каменных частиц. Четыре группы колец Юпитера имеют очень небольшую ширину и состоят из мелкой пыли. Семь колец Сатурна состоят из огромного количества частиц разного размера, причём материал, из которого они образовались – это водяной лёд.
Одна из теорий возникновения колец возвращает нас к уже упомянутому пределу Роша. Как мы узнали ранее, если небесное тело, например астероид, входит в этот предел, он разрушается гравитацией более крупного космического объекта. Считается, что часть его обломков остаётся после этого на орбите планеты. Сюда также попадает пыль с её естественных спутников, меняя состав образовавшегося кольца.
Другая теория предполагает, что планетарные кольца могли образоваться одновременно с нашей солнечной системой, более четырёх миллиардов лет назад, и что состоят они из материала, оставшегося при формировании планет и их спутников.
Обе эти теории, возможно, и объясняют возникновение колец, состоящих в основном из камня и пыли, но не работают для того же Сатурна, чьи кольца состоят почти на 90% изо льда. Откуда ему удалось добыть столько замороженной воды?
Эту загадку может объяснить ещё одна из существующих теорий. Согласно ей, во время формирования Солнечной системы крупное небесное тело, состоящее преимущественно изо льда, было затянуто в газовую бездну Сатурна. Прежде чем совершить самоубийственный нырок, оно сбросило с себя ледяной покров, который остался на орбите и образовал кольцо. Предполагается, что схожая судьба за долгую историю нашей солнечной системы могла постичь множество других подобных небесных тел. Все они оставляли свои ледяные мантии на орбите Сатурна, сформировав, в конце концов, тот невероятно красивый диск, который мы видим сегодня.
Но нам ещё очень многое только предстоит узнать о процессе образования планетарных колец. Именно поэтому и теории, о которых мы сообщили вам сегодня, и множество других являются предметом оживлённых научных дискуссий. И до тех пор, пока не будет получен окончательный ответ, кольца Сатурна останутся одной из самых больших загадок Солнечной системы.