Анализ данных миссии «Кассини» показал, что вокруг главных колец Сатурна простирается гигантское пылевое «гало» — облако из мельчайших частиц минералов, подобных земным камням, тянущееся на сотни тысяч километров над и под плоскостью колец.
Одна из самых успешных миссий по исследованию планет Солнечной системы — «Кассини — Гюйгенс» — завершилась в 2017 году. Аппарат детально изучил атмосферу газового гиганта, его магнитное поле, десятки лун и знаменитые кольца — сложную систему из миллиардов частиц льда и камня, обращающихся вокруг этого мира.
Напомним, кольца газового гиганта расположены на расстоянии до нескольких сотен тысяч километров друг от друга. Поскольку они состоят на 90-95% из водяного льда, обладающего высокой отражающей способностью, увидеть их можно с Земли. В состав колец входят примеси пыли и каменистых пород — обломков комет, спутников и астероидов, разрушившихся под действием гравитации Сатурна. Определить точный возраст колец удалось в 2024 году, о чем Naked Science рассказывал ранее.
Хотя кольца долго считались относительно спокойными и неизменными структурами, они активно выбрасывают в космос вещество, формируя вокруг Сатурна «пылевой ореол» из микроскопических минеральных частиц. К такому выводу астрономы пришли, проанализировав данные, собранные зондом «Кассини» в последние месяцы его работы.
Результаты исследования, опубликованного в The Planetary Science Journal, показали, что во время последней фазы «жизни» «Кассини» бортовой прибор Cosmic Dust Analyzer зарегистрировал микроскопические частицы пыли, сталкивающиеся с детектором на скоростях до десятков километров в секунду. Проанализировав более 1600 таких частиц, ученые выяснили, что многие из них состоят из силикатов — минералов, обогащенных кремнием, магнием и кальцием. Расположились эти «каменные» пылинки на высотах до трех радиусов Сатурна над и под плоскостью колец — гораздо дальше, чем полагали астрономы.
Моделирование показало, что эти частицы могли быть выброшены из колец после ударов метеоритов: часть вещества при столкновении с ледяной поверхностью кольца испарялась, образуя горячее облако пара. Именно в нем при быстром охлаждении конденсировались крошечные частицы силикатов, способные подниматься на огромные высоты и формировать пылевое «гало».
Поскольку железо, обнаруженное в частицах, встречается в два раза реже, чем в метеоритах, исследователи предположили, что все дело в химических реакциях при испарении и повторной конденсации вещества. Некоторые частицы содержали следы серы — предположительно, от столкновений с межзвездной пылью.
Выходит, кольца Сатурна представляют собой не статичную структуру, а активную систему, постоянно взаимодействующую с окружающей средой: когда микрометеориты падают на кольца, то выбивают из них вещество, часть которого поднимается на высоту сотен тысяч километров, тем самым формируя невидимое пылевое облако, связывающее кольца, атмосферу и магнитосферу Сатурна в единую динамическую систему.