Впервые кольца Сатурна наблюдал Галилео Галилей ещё в 1610 году. В то время Галилей не понимал, что за странные «уши» имеет планета, поскольку оптика его телескопа была достаточно слаба и не он мог разглядеть кольца детально. Сейчас, благодаря мощным телескопам и исследованиям различных космических аппаратов, пролетавших мимо Сатурна, нам известно, что у планеты тысячи колец, каждое из которых состоит из кусков льда с примесью различных минералов диаметром от миллиметров до десятков метров, а также из некоторого количества углерода в различных формах. Но как образовались эти загадочные кольца?
Строение и классификация колец
В 1660 году Жан Шапелен утверждал, что кольца Сатурна не сплошные твёрдые объекты, а состоят из множества мелких частиц, вращающихся вокруг Сатурна, его правильная гипотеза не была широко принятой почти двести лет. Эти частицы движутся со скоростью 20 км/с вокруг Сатурна, но из-за того, что движутся они по концентрическим орбитам, сталкиваются друг с другом эти частицы с очень низкой скоростью, всего около 0,1 см/с — удар при этом настолько слаб, что даже частицы не отскакивают друг от друга.
Кольца классифицируют и обозначают латинскими буквами в порядке их открытия. Толщина колец колеблется от нескольких метров до 1 км, а их ширина составляет до 300 000 км, что делает их самим плоским объектом, которые известны человеку. Также существует ещё одно кольцо, которое нельзя наблюдать невооружённым глазом: кольцо Фебы, которое имеет ширину в 10 млн км, а его внешний радиус составляет 16,3 млн км.
Интересной изюминкой колец Сатурна является щель Кассини, которую даже видно в любительский телескоп. Впервые её наблюдал Джованни Кассини ещё в 1675 году, однако оказалось, что она не такая уж и пустая. Космические аппараты Вояджер и Кассини обнаружили, что щель Кассини — это тоже кольцо, только другого состава и плотности. Таких щелей было зафиксировано очень много, например, щели: Киллера, Энке, Лапласа, Бесселя, Бернарда и многие другие.
Откуда у Сатурна кольца?
Гипотез происхождения колец у Сатурна очень много, но давайте рассмотрим самые популярные из них.
По одной из гипотез Сатурн в конце своего формирования имел несколько крупных спутников, но из-за гравитационного взаимодействия они опускались к планете и когда преодолели предел Роша — были разрушены приливными силами Сатурна. Тяжёлые обломки попадали на Сатурн, а вот лёгкие, такие как лёд, оставались на орбите, образуя кольца, со временем эти обломки сталкивались и дробились, благодаря чему и образовались столь мелкие частицы в кольцах. Некоторые крупные спутники, такие как Титан, находятся слишком далеко от Сатурна, и это сохранило их от такой же "гибели".
Однако не все согласны с данной гипотезой, поскольку некоторые исследования показывали возраст колец порядка нескольких сотен миллионов лет. Поэтому по другой гипотезе кольца могли возникнуть при разрушении крупного спутника Сатурна из-за столкновения с астероидом или кометой, что произошло не так давно.
Также популярной является гипотеза, что кольца Сатурна — это остаток околопланетного облака, оставшегося после формирования Сатурна. Поскольку из-за сильного притяжения Сатурна из этих остатков не смогли сформироваться полноценные спутники. Но и эта гипотеза также несовершенна, ведь почему тогда такие кольца мы наблюдаем только у Сатурна? Да, кольца есть и у Урана, и у Нептуна, недавно их обнаружили и в окрестностях Юпитера, но почему у Сатурна они такие большие?
К сожалению, мы мало знаем о движении колец Сатурна, поэтому мы не можем с уверенностью говорить, что с ними происходило в прошлом и когда они образовались. Некоторые компьютерные модели допускают, что кольца могли образоваться одновременно с планетой, другие же считают, что кольца очень молоды. Поэтому однозначного ответа на этот вопрос нет.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.