Кольца Сатурна


В Солнечной системе множество разных чудес. Но ни одно из них не вызывает такого восторга, как кольца планеты Сатурн.

Сатурн – это одно из крупнейших тел нашей звездной системы. Но это не единственный мир, имеющий кольца. У других газовых гигантов тоже есть подобные особенности. Но кольца Сатурна, безусловно, самые знаменитые и впечатляющие среди них.

Открытие

Человек смотрел в ночное небо на протяжении тысячелетий. Однако только в 1610 году итальянец Галилео Галилей впервые заметил возле Сатурна какие-то странные объекты. Открытие было совершено с использованием нового изобретения под названием телескоп. Сначала Галилей не понимал, что именно он видит. И думал, что Сатурн был не просто одиночным объектом. А имел возле себя два объекта поменьше. «Планета Сатурн не одинока. А состоит из трех тел. Которые почти соприкасаются друг с другом. Они никогда не двигаются и не изменяют положение по отношению друг к другу», – писал он. Позже он описал планету как имеющую «уши». Но вдруг эти «уши» исчезли. Это произошло в 1612 году.

В 1655 году другой ученый, Христиан Гюйгенс, использовал для наблюдений Сатурна более мощный телескоп. И выяснил, что то, что видел Галилей, вовсе не являлось двумя объектами с обеих сторон Сатурна. Это было кольцо, окружающее планету. Почему оно исчезло в 1612 году? Потому что в процессе своего полета вокруг Солнца ось наклона Сатурна изменяется. Если смотреть на планету с Земли. И в течение всего 1612 года кольца Сатурна были обращены к нашей планете торцом. Именно поэтому их не было видно. Ведь их толщина очень невелика. Но пришел 1613 год. И о чудо! Кольца снова появились. Сегодня ученым известно, что подобное явление повторяется каждые 14 лет.

Пришел 1675 год. Еще один ученый, Джованни Доменико Кассини, вдруг понял, что кольца Сатурна не являются сплошными. А состоят из множества колец поменьше с зазорами между ними. Самый крупный из этих разрывов был назван в его честь щелью, или делением Кассини. А другой исследователь, Джеймс Клерк Максвелл, установил в 1859 году еще один интересный факт. По его расчетам получалось, что кольца Сатурна – это не твердые тела. Потому что в этом случае силы гравитации просто разорвали бы их. Так что же это такое тогда на самом деле? Максвелл высказал предположение, что кольца Сатурна – это просто множество очень маленьких частиц. Каждая из них просто летает сама по себе по орбите вокруг Сатурна. Эта теория была подтверждена в 1895 году с использованием спектроскопических методов.

Кольца Сатурна. Размер и состав

Наблюдения, проведенные с помощью современных телескопов и космических зондов, показали, что Сатурн окружает по крайней мере десять концентрических колец. Большинство из них обозначены буквами в том порядке, в котором они были обнаружены. Например, деление Кассини находится между кольцами A и B. Часть кольцевой системы, легко видимая с телескопов Земли, начинается у кольца D. Она находиться примерно в 66 900 км от центра Сатурна. И тянется до кольца F на расстояние 140 180 км. Только представьте – это примерно в 5,5 раз больше диаметра земли! Существуют и невидимые с Земли кольца. Они состоят в основном из пыли.

Видимая часть колец имеет диаметр 280360 км. Что составляет примерно ¾ расстояния между Землей и Луной. А ширина колец составляет всего от 10 м до 1 км. Несмотря на огромную площадь колец, они не очень плотные. И количество материала, из которого они состоят, относительно невелико. Если все эти кристаллы льда и пылинки собрать в одно тело, то, по некоторым оценкам, можно собрать похожий по размерам на Мимас спутник. Это один из спутников Сатурна. Он имеет диаметр 396 км.

Анализ состава колец показал, что они состоят на 99,9% из водяного льда. С небольшой примесью минералов. Размеры частиц, которые составляют кольца, варьируются от величины гальки до размера небольшого дома. Фотографии, полученные с космических зондов показали, что внутри колец могут появляться сложные узоры, которые делают их похожими на плетеные. Сами кольца и узоры в кольцах, вероятно, являются продуктом гравитационным взаимодействием Сатурна и его многочисленных спутников. Известно, что несколько небольших, так называемых «пастушьих лун» вращаются внутри колец, создавая зазоры. Например, кольцо F поддерживается спутником Прометей по его внутреннему краю и спутником Пандора по внешнему краю.

Как появились кольца Сатурна?

Существует несколько гипотез о том, как появились кольца Сатурна. В 19 веке французский астроном и математик Эдуард Рош высказал предположение, что кольца являются остатками какого-то большого спутника, который был разрушен гравитацией Сатурна. Используя математику, он рассчитал, насколько близко спутник может добраться до своей планеты, прежде чем гравитационные приливные силы планеты разорвут его на куски. Это правило теперь известно как предел Роша. И он может быть рассчитан для любого небесного объекта. Кольца Сатурна как раз попадают в предел Роша.

Идея Роша о том, что какой-то спутник очень близко приблизился к Сатурну, а затем был разрушен его гравитацией, была одной из первых теорией по поводу природы колец Сатурна. Но не единственной. Выдвигалось и другое предположение. Оно состояло в том, что кольца состоят из материи, оставшейся после образования Сатурна. Материал, оставшийся за пределом Роша в конечном итоге объединился под действием собственной силы тяжести в комки. Которые образовали спутники Сатурна. А материал, оставшийся внутри предела, образовал кольца. Третья гипотеза говорит о том, что какой-то спутник Сатурна был поражен большой кометой или астероидом. Это привело к его разделению на мелкие кусочки. И образованию колец.

До 1980-х годов вся информация о кольцах Сатурна добывалась только с использованием наземных телескопов. Но затем два космических зонда, Voyager 1 и 2, пронеслись мимо Сатурна и сделали несколько фотографий колец с очень хорошим качеством. В 2005 году зонд Кассини-Гюйгенс фактически прошел через кольца в щели между кольцами F и G.

Визитная карточка Солнечной системы

Астрономы не до конца уверены в том что правильно понимают, какой возраст имеют кольца Сатурна. Однако, согласно одной оценок, сделанных основе данных зонда Кассини, их возраст составляет около 4 миллиарда лет. Это примерно столько же, сколько и остальной части Солнечной системы.

И хотя мы точно не знаем, как родились кольца Сатурна и сколько им лет, одно в этих кольцах однозначно. Это красивейшее явление. И даже, наверное, визитная карточка Солнечной системы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Комментарии:

Оставьте комментарий

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: