Омоложение колец Сатурна

Согласно новому исследованию почетного профессора астрономии Университета Индианы Ричарда Дёрисена (Richard Durisen), кольца Сатурна моложе, чем считалось ранее: им всего несколько сотен миллионов лет, намного моложе самой планеты, сформировавшейся 4,5 миллиарда лет назад. По словам Дёрисена, кольца Сатурна могли сформироваться, когда по Земле уже ходили динозавры. Ричард Дёрисен и его соавтор Пол Эстрада из Исследовательского центра Эймса NASA также пришли к выводу, что кольца просуществуют не более нескольких сотен миллионов лет.

«Наш неизбежный вывод заключается в том, что кольца Сатурна должны быть относительно молодыми по астрономическим стандартам, им всего несколько сотен миллионов лет, — говорит профессор Дёрисен. — Если посмотреть на систему спутников Сатурна, найдутся и другие намеки на то, что за последние несколько сотен миллионов лет там произошло что-то драматическое».

Дёрисен и Эстрада давно утверждали, что кольца Сатурна относительно молоды, однако только после того, как стали доступны данные тринадцатилетней миссии космического корабля «Кассини», в частности, ее грандиозного финала 2017 года, состоявшего из 22 витков между Сатурном и его кольцами, ученые смогли использовать теоретические модели для определения возраста и долговечности. Особенно важными для их работы были измерения «Кассини» скорости притока метеороидов, массы колец и скорости притока материала колец на Сатурн.

Воздействие метеороидов в конечном итоге приводит к дрейфу материала колец внутрь к планете. Теоретические модели, представленные Дёрисеном и Эстрадой, демонстрируют, что кольца должны терять массу с невероятной скоростью, равной многим тоннам в секунду, а это означает, что оставшееся время жизни колец составляет всего несколько сотен миллионов лет или около того. Подробные расчеты Эстрады и Дёрисена впервые сочетают вязкое растекание — из-за взаимодействия частиц в кольцах — с эффектами метеороидов в симуляциях, разработанных для охвата всего времени существования кольцевой системы, подобной системе Сатурна. Они демонстрируют, что удары метеороидов в конечном итоге приводят к короткому времени существования по сравнению с возрастом Солнечной системы, учитывая скорость притока метеороидов, измеренную «Кассини».

«Мы показали, что массивные кольца, подобные кольцам Сатурна, не существуют долго, — говорит Пол Эстрада. — Можно предположить, что относительно маленькие кольца вокруг других ледяных и газовых гигантов в нашей Солнечной системе — это остатки колец, которые когда-то были такими же массивными, как кольца Сатурна. Кольца Сатурна со временем станут больше похожи на редкие кольца Урана».

Работа опубликована в журнале Icarus.