Первые шаги в изучении колец
История научного исследования колец Сатурна началась в середине XVII века. В 1655 году нидерландский астроном Христиан Гюйгенс, наблюдая за планетой, впервые правильно интерпретировал странные выступы по её бокам, объявив в 1659 году, что Сатурн окружён тонким, плоским кольцом, не соприкасающимся с планетой и наклонённым к плоскости её орбиты. Это открытие положило начало многовековой загадке. Всего два десятилетия спустя, в 1675 году, итальянец Джованни Доменико Кассини, работавший в Парижской обсерватории, обнаружил внутри кольца тёмный промежуток, позже названный «делением Кассини». Это наблюдение разделило кольцо на две основные части — внешнее кольцо A и внутреннее кольцо B. Кассини также первым высказал революционную для своего времени идею о том, что кольца состоят не из сплошного вещества, а из мириад отдельных частиц.
Совершенствование телескопов лишь усложняло картину, открывая всё более тонкую структуру. Сегодня, благодаря данным с межпланетных зондов, мы знаем, что система колец Сатурна невероятно сложна: астрономы выделяют в ней более 100 000 отдельных колец, различающихся по химическому составу, плотности и даже цвету. Однако ключевой вопрос об их происхождении до сих пор остаётся предметом научных дискуссий и порождает новые гипотезы.
Гипотезы происхождения: от разрушения спутников до древней катастрофы
На протяжении веков учёные пытались разгадать тайну возникновения этих величественных структур. В XIX веке французский астроном Эдуард Рош предложил теорию, согласно которой кольца образовались из обломков спутника, который слишком близко подошёл к Сатурну. Мощные приливные силы планеты, действующие в области, называемой «пределом Роша», разорвали небесное тело на части. Сторонники этой идеи считают, что кольца — явление временное, и нам просто повезло наблюдать их в эпоху, когда они ещё не осели на планету.
Другая популярная гипотеза связывает образование колец с катастрофическим столкновением. Согласно ей, один из древних спутников Сатурна был разрушен при ударе крупного астероида или кометы. Образовавшееся облако обломков, оставшись на орбите, со временем сформировало кольцевую систему. Расчёты, основанные на этой модели, указывают на относительно молодой возраст колец — не более 100 миллионов лет.
Современные теории и нерешённые загадки
Современные исследования поставили перед учёными новые вопросы. Известно, что кольца Сатурна на 90–95% состоят из водяного льда высокой чистоты. Однако любое крупное небесное тело, которое могло бы стать их «прародителем» (например, спутник), должно было содержать значительную долю силикатов и металлов в своём составе. Почему же их так мало в кольцах? Это противоречие стимулирует появление новых, более изощрённых моделей.
Одну из таких моделей в 2010 году предложила американский астрофизик Робин Кануп. Согласно её сценарию, вокруг Сатурна когда-то обращался огромный спутник, сравнимый по размеру с Титаном. Он имел каменное ядро, покрытое толстой ледяной мантией. Приблизившись к планете, этот спутник пересёк предел Роша, и приливные силы «содрали» с него ледяную оболочку. Лёд, распадаясь на всё более мелкие фрагменты, образовал кольца, а тяжёлое каменное ядро упало на Сатурн. Эта элегантная гипотеза объясняет и состав колец (почти чистый лёд), и возможное происхождение некоторых внутренних спутников планеты, которые могли сформироваться из выброшенного материала.
Расчёты также показывают, что изначально кольца были в тысячи раз массивнее. Со временем часть материала терялась из-за столкновений с микрометеоритами или, наоборот, аккрецировалась, образуя новые маленькие спутники, такие как Тефия. При этом силикатная пыль от тех же бомбардировок могла постепенно загрязнять лёд, создавая те самые 5–10% примесей, которые мы наблюдаем сегодня.
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Тайна происхождения колец Сатурна.