Планета с кольцами — это потрясающее зрелище. О чем свидетельствуют фотографи Сатурна, сделанные различными космическими аппаратами. Даже если сама планета не столь примечательна, ее луны и набор колец представляют собой произведение искусства, созданное физикой.
Красота Земли совсем другая, но иногда интересно представить, как бы выглядела наша планета, будь у нее кольца. К счастью, этот вопрос поднимается не первый раз и у нас достаточно примеров визуализации. Однако — одно дело, если речь идет о красивой картинке, но что бы стало с Землей, если бы у нее действительно появились кольца?
Кольца образуются из твердых тел, подходящих слишком близко к планете. Есть диапазон, называемый пределом Роша: в пределах этого расстояния приливные силы основного тела — в нашем случае Земли, были бы слишком сильными и разрушили бы спутник, превратив его в пояс мелких обломков. В случае Луны, это расстояние составляет около 9500 километров.
Как сделать кольца вокруг Земли?
Если представить себя в роли полубога, готового подарить Земле кольцо (при это сохранить Луну), то самый очевидный вариант — сделать ледяное кольцо, как у Сатурна. Для этого подойдет ледяная луна с плотностью Энцелада. Ей нужно будет находиться на расстоянии около 5300 километров, чтобы распылить ледяную луну на мелкие кусочки. Если тянуть целую луну сложно, то большой кометы тоже хватит, чтобы сделать красивое кольцо вокруг Земли.
Однако, у такого кольца будет проблема. Лед не задержится на нашей орбите — это одна из причин, почему тела внутренней Солнечной системы такие сухие. Так что, возможно, нам придется ограничиться камнями. Результат будет не столь блестящим, как лед, но Луна тоже каменная и все еще отражает около одной десятой света, который получает. Этого вполне достаточно, чтобы получить яркие кольца.
Создание кольца вряд ли будет очень трудоемким, помимо безопасной доставки довольно большого астероида так близко к Земле. Берешь сырье, в виде симпатичного маленького объекта, помещаешь его на нужное расстояние от другого объекта. Ждешь, пока приливные силы разрывают комету или астероид, и наслаждаешься формированием кольца. Это гарантированно сработает и кольцо может продержаться около 10 миллионов лет.
Правда, для продолжительного существования необходимо учесть стабильность. Размер частиц, из которых состоят кольца, имеет значение, как и наличие спутников-пастухов — крошечных спутников, которые помогают уравновесить силы. Поэтому, придется немного поэкспериментировать с размещением тел различного размера в поиске баланса. Это сопоставимо с попыткой балансировать камешки друг на друге, чтобы выстроить стабильную башню.
Как сохранить кольцо вокруг Земли?
Кольца существуют не вечно. Кольца Сатурна могут быть моложе 400 миллионов лет. Для людей это может показаться огромным сроком, но для планеты возрастом 4,5 миллиарда лет это менее 10 процентов ее жизни. Так что это планетарное украшение не вечно.
И разрушение постоянно происходит. Некоторые частицы улетят в открытый космос, многие будут падать на планету. Внутренняя часть колец создаст вечный метеоритный дождь над экватором.
На Сатурне медленное разрушение колец нагревает определенную часть верхней атмосферы. Вероятно, то же самое произойдет и на Земле. Скорее всего, самая низкая высота для колец будет около 1000 километров. Частицы ниже этой высоты будут замедляться чрезвычайно разреженной атмосферой.
Последствия дождя из колец неясны, поскольку это не та проблема, с которой нам действительно приходится бороться. Но какие-то эффекты точно будут. Учитывая постоянство такого явления в верхних слоях атмосферы, как минимум можно предположить определенный нагрев атмосферы, влияние на ее состав и угрозу для космических пусков в этом регионе. Так что, как минимум нагревание над экватором повлияет на всю Землю.
Также наличие кольца может оказать значительное влияние на сезоны — лето может стать жарче, а зима холоднее. Правда, это зависит от плотности и состава, менее яркие каменистые частицы окажут не столь значительный эффект.
Короче говоря, эта затея может принести больше хлопот, чем пользы. По крайней мере, если делать все как попало и не учитывать последствия. Пока же, если мы хотим посмотреть, что происходит с каменистой планетой, когда у нее появляются кольца, можно просто подождать, пока это не произойдет с Марсом. Через несколько десятков миллионов лет спутник Марса Фобос будет разорван планетой, и вокруг Красной планеты образуется система колец со всей ее красотой и опасностями. А если не хочется ждать, то можно придумать способ, как ускорить этот процесс.