Вчені нарешті розгадали таємницю кілець Сатурна
Сатурн 一 одна з найбільш відомих планет Сонячної системи. Головна її особливість 一 наявність безлічі об’єктів з льоду і пилу в екваторіальній площині планети, відомі нам як кільця Сатурна. Сотні років після відкриття Сатурна вченим було неможливо пояснити природу цих кілець.
Будучи другою за розміром планетою в Сонячній системі, Сатурн є одним з найбільш вражаючих, незвичайних і незабутніх об’єктів у найближчому для нас космічному просторі.
Планету назвали на честь давньогрецького бога землеробства, хоч сьогодні бренд «Сатурн» використовують у багатьох сферах, починаючи від машинобудування і закінчуючи побутовою електронікою.
Характерною особливістю та головною «медійною рисою» Сатурну є його кільця, — система з безлічі об’єктів в одній орбітальній площині планети, діаметр якої становить більше ніж 200 тис. км.
Водночас товщина кілець Сатурну не перевищує навіть одного кілометра.
Цей феномен давно цікавив дослідників, які не могли знайти йому пояснення. Але, схоже, що група вчених із США нещодавно змогла відповісти на всі питання, які цікавили наукову спільноту.
Що відомо про Сатурн?
Сатурн відкрили на початку XVII століття завдяки зусиллям Галілео Галілея. Саме через кільця Галілей спочатку припускав, що Сатурн — це не одна планета, а скупчення трьох об’єктів, які дуже близько розташовані один до одного.
Пізніше він вважав, що кільцями планети є її супутники, але зміг надати докази цієї гіпотези.
Лише через 50 років після відкриття Галілея, нідерландський астроном Християн Гюйгенс за допомогою потужнішого телескопа зміг з’ясувати, що навколо Сатурну є тонке плоске кільце.
Гюйгенс також відкрив найбільший супутник Сатурну — Титан, який сьогодні є одним із найперспективніших об’єктів для пошуку позаземного життя.
Завдяки сучасним дослідницьким місіям Кассіні-Гюйгенс, Вояджер та Піонер-11 ми отримали безліч чітких зображень супутника, масив даних про характеристики планети тощо.
Діаметр Сатурну становить близько 116 тис. км, що майже вдесятеро перевищує діаметр Землі. Планета також є рекордсменом за кількістю природних супутників — їх у Сатурну 83.
Що стосується кілець Сатурну, то вчені знають, що вони утворилися близько 100 млн років тому, і зникнуть приблизно через таку ж кількість часу.
На відміну від, наприклад, кілець Юпітера, кільцева система Сатурну набагато більша: вона містить в мільйони разів більше об’єктів, які відбивають світло і дають можливість дізнатися більше про минуле планети.
Сьогодні ми знаємо, що кільця Сатурну перебувають у процесі зникнення. Об’єкти в кільцевій системі, що складаються в основному з водяного льоду і пилу, взаємодіють з іоносферою планети й іноді навіть падають на її поверхню.
На початку XX століття деякі дослідники припустили, що кільця Сатурну повністю зникли і вони можуть впасти на Землю. Як відомо, цей прогноз не справдився.
Однією з головних загадок залишалося походження кілець. Але нещодавно група вчених із США, ймовірно, змогла її розгадати.
У всьому винні супутники
Результати нового дослідження презентували кілька планетологів та астрономів з Массачусетського технологічного інституту, Каліфорнійських університетів у Берклі та Санта-Круз, а також Університету штату Аризона.
Вчені припускають, що дані про походження кілець планети приховують саме її супутники, які збереглися.
Зокрема, перший супутник Сатурну поза його кільцями — 400-кілометровий Мімас — має величезний ударний кратер, який утворився близько 4,1 млрд років тому. Вчені вважають, що спочатку Мімас був найближчим об’єктом до Сатурну, але пізніше кільця витіснили супутник далеко на орбіту.
Найбільший і наймасивніший супутник Енцелад безпосередньо пов’язаний з одним з кілець планети, оскільки хімічна активність на його поверхні утворює дифузне кільце з води та пари, яке збігається з орбітою супутника. Зараз Енцелад швидко втрачає масу, а його максимальний вік оцінюють в один мільярд років.
Дослідники вважають, що Енцелад може бути об’єктом, що відколовся від раніше невідомого супутника, який був уражений іншим великим об’єктом. Внаслідок цього нібито й утворилися багаті льодом кільця планети.
Однак, ця гіпотеза не відповідає на питання про те, чому таке зіткнення створило нові кільця та нові супутники в тій же площині, що й усі старі кільця та супутники; чому вісь Сатурну так сильно нахилена відносно до Юпітера, його кілець і супутників.
Підказку може приховувати третій за величиною супутник Сатурну — Япет, також відомий як Сатурн VIII. Річ у тім, що вісь Япета — вкрай незвичайний кут нахилу по відношенню до осі Сатурна та осей інших супутників. У середньому цей нахил відрізняється майже на 14 градусів порівняно з іншими об’єктами.
Аналогічну характеристику має супутник Нептуна Тритон, який обертається під гострим кутом до всіх інших супутників планети.
Планетологи вважають, що в якийсь момент розвитку планети Тритон увійшов до системи Нептуна, зруйнував її зовнішні супутники та влаштувався на своїй теперішній орбіті. За словами провідного автора дослідження Джека Віздома, поява таких супутників як Тритон і Япет, ймовірно, призвела до їхньої взаємодії з іншими супутниками на орбітах планет, і руйнування дрібніших об’єктів, які і сформували кільця Сатурну та Юпітера.
Комп’ютерні моделі, які використовувалися в дослідженні, показали, що майже напевно в період до формування кілець Сатурна та Нептуна ці планети мали інші супутники, які зруйнувалися під впливом потужніших об’єктів.
Винуватці цієї урочистості, такі як супутники Япет та Тритон, взагалі могли бути «прибульцями» з орбіт інших планет.
Найближчим часом вчені планують надати більше доказів на користь цієї теорії.
