Кольца Сатурна представляют собой удивительное зрелище. Они настолько знаковые, что трудно представить Сатурн без его колец. Но на протяжении большей части истории Сатурна у него не было колец. Кольца намного моложе самой планеты, и теперь у ученых есть веские доказательства, подтверждающие это.
Предполагаемый возраст колец Сатурна менялся с течением времени. В первые дни его открытия считалось, что кольцам столько же лет, сколько самой планете. Но по мере того, как ученые начали понимать сложности орбитальной динамики, они узнали, что многие, казалось бы, стабильные системы могут быть нестабильными. Резонансы между планетами заставляют их смещаться с течением времени, особенно в ранний период Солнечной системы. Поэтому, несомненно, сложная кольцевая система, такая как Сатурн, испытывала бы сложные возмущения. Из-за столкновений и орбитальных дрейфов возраст колец Сатурна не мог превышать нескольких миллионов лет. Таким образом, считалось, что кольца, вероятно, были результатом того, что одна из Лун Сатурна подошла к нему слишком близко и была разорвана на части приливными силами или, возможно, столкновением двух ледяных лун.
Но зонды Pioneer и Voyager дали ученым детальный обзор колец Сатурна. Они обнаружили, что кольца намного сложнее, чем мы себе представляли. Они увидели, что тонкие взаимодействия создавали стабильные резонансы внутри колец. Спутники-пастухи гарантировали, что полосчатые промежутки внутри колец оставались стабильными, а рябь от ударов небольших астероидов не вызывала долговременной нестабильности. Даже первоначальные данные миссии Кассини указывали на то, что кольца очень старые. И поэтому возникла мысль, что кольца Сатурна могли сформироваться вместе с планетой.
Но новое исследование, опубликованное в Science Advances, указывает на то, что кольца Сатурна очень молоды. Исследование основано на микрометеорах, захваченных анализатором космической пыли аппарата Cassini. За тринадцать лет своей миссии анализатор космической пыли обнаружил миллионы микроскопических частиц, большинство из которых возникли в системе колец. Но когда команда проанализировала скорость и траекторию частиц, они обнаружили 73 частицы, которые определенно имели происхождение за пределами Сатурна, и еще 90 частиц, которые, скорее всего, были экзогенными. Это количество не кажется таким уж большим, но это позволило команде вычислить скорость, с которой частицы попадают в систему колец.
Исходя из этого, команда вычислила возраст колец. Кольца состоят почти из чистого льда. В зависимости от рассматриваемого региона, только от 0,1% до 2% колец не покрыты льдом и, вероятно, экзогенного происхождения. Чем старше кольца, тем выше должен быть этот процент. Это похоже на то, как ваша квартира может со временем покрыться пылью, если вы не будете ее убирать. Учитывая скорость, с которой частицы попадают в систему колец, команда подсчитала, что кольцам всего от 100 до 400 миллионов лет. Это намного моложе, чем возраст самого Сатурна в 4,5 миллиарда лет.
