Кольца Сатурна и сатурнианские мунлеты

Главная > Естественные науки > Астрономия > Солнечная система > Система Сатурна > Кольца Сатурна

Сатуринги - кольца Сатурна

В  июле 1610 г. Галилео Галилей опубликовал зашифрованное сообщение такого содержания: «Отдалённейшую из планет наблюдал тройною». «Отдалённейшей из планет» в то время считали Сатурн, а его кольца выглядели в телескопе Галилея двумя туманными пятнами по краям планеты.

Предположение, что планета окружена кольцом, высказал в 1655 г. голландец Христиан Гюйгенс. Поначалу его гипотеза вызвала ожесточённую критику со стороны ортодоксов. Кольца Сатурна исследовали такие известные ученые, как Дж. Д. Кассини, П. С. Лаплас, Дж. К Максвелл, Ж А. Пуанкаре. Интересно, что факт разделения колец Сатурна на отдельные узкие кольца предсказал ещё в 1755 г. немецкий философ Иммануил Кант, основываясь только на теоретических рассуждениях.

Кольца есть не только у Сатурна, но и других планет: Юпитера, Урана и Нептуна. Даже у астероидов – в прошлом году телескоп Spitzer обнаружил сразу два кольца у астероида Харикло (10199 Chariklo) размером всего 260 км.

Разделы страницы о кольцах Сатурна:


Кольца Сатурна - их структура и происхождение

Кольца Сатурна и проходящие по ним сатурнианские луны

Плоскость экватора Сатурна, его колец и спутниковой системы наклонена к плоскости земной орбиты более чем на 26° [сопоставимо с таковым у Марса и Земли], что удобно для их наблюдения со всех сторон. Сатурн почти в десять раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому мы всегда смотрим на него как бы со стороны Солнца. В течение одного орбитального оборота (около 30 лет) он обращает к нам то северный, то южный свой полюс. Соответственно и кольца видны то «сверху», то «снизу», а иной раз исчезают совсем (когда они обращены к наблюдателю ребром). Последний раз кольца «встали на ребро» летом 1995 г., и последующие годы они будут видш «сверху» - из северной полусферы.

С  Земли хорошо различимы три кольца - А, В и С - разной яркости. Внешний радиус колец Сатурна равен 137 тыс. километров. Довольно широкое деление Кассини разделяет кольца А и В чёрной полосой. Менее заметно деление Энке вблизи внешнего края колец. Названы эти деления в честь их открывателей.

В  XX в. вблизи Сатурна побывали три американских космических аппарата: «Пионер-11» (октябрь 1979 г.), «Вояджер-1» (ноябрь 1980 г.) и «Вояджер-2» (август 1981 г.). Они передали на Землю тысячи фотографий колец Сатурна и его спутников с разрешением до нескольких километров. А просвечивание колец радиосигналами дало возможность изучать их тонкую структуру.

Кольца Сатурна на 90-95% состоят из водяного льда. Если взглянуть на кольца с расстояния 100-200 тысяч километров, то окажется, что они расслаиваются на тысячи колечек. Среди них есть узкие потоки, отклоняющиеся от круговой орбиты. Края некоторых колец зазубриваются, а сами они колышутся под гравитационным напором спутников, изгибаясь и образуя волны. Спиральные волны, эллиптичные кольца, странные переплетения узких колечек - все сюрпризы колец трудно перечислить. А если приблизиться к кольцам вплотную, то они окончательно потеряют свою монолитность и превратятся в огромное количество отдельных «спутничков» Сатурна - частиц из обычного водяного льда самой разной величины: от мелких пылинок до глыб с поперечником 10- 15 м. Основная масса колец Сатурна заключена в частицах метровых размеров. Но это не цельные куски льда, а рыхлые снежные комья без снежинок.

Эти снежные тела вращаются вокруг Сатурна со скоростью около 10 км/с. Их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся неподвижными по отношению друг к другу. На самом деле они очень медленно перемещаются в разных направлениях - со скоростью 1 - 2 мм/с (скорость улиток). Время от времени можно наблюдать эффектное зрелище - столкновение двух крупных частиц.

Сами кольца чрезвычайно тонки: около 10-20 м толщиной. По отношению ширины к толщине листок папиросной бумаги гораздо толще планетных колец. Если уменьшить кольца Сатурна до метрового размера, то их толщина составит тысячную долю миллиметра. В кольце В частицы расположены так густо, что, залетев в середину, мы потеряем из виду звёзды. Впрочем, тьмы здесь нет - кругом светятся отражённым, преломлённым и рассеянным солнечным светом тысячи снежных тел. Есть более прозрачные участки, например кольцо С или деление Кассини; суммарная площадь частиц в них не превышает нескольких процентов от площади поверхности кольца.

Если приподняться над плоскостью колец, то можно увидеть бесконечное снежное поле. Внутри него возвышается гигантское полушарие Сатурна, освещенное Солнцем. Основная часть системы сатурнианских колец имеет ширину 60 тыс. километров (на этом поле уместятся сотни таких планет, как Земля). Но вот равномерная гладкость колец нарушается и они изгибаются волнами высотой в несколько сот метров. Это результат гравитационного влияния спутника [Энцелада, чья орбита находится в зоне колец Сатурна?].

Долгое время планетологи полагали, что кольца вокруг Сатурна возникли одновременно с формированием планеты или вскоре после этого. Однако данные, собранные аппаратом Cassini, свидетельствуют, что возраст колец составляет всего 150–300 миллионов лет. Молодой возраст колец Сатурна подтверждает их небольшая, как оказалось, масса. Суммарно они весят 40% от веса Мимаса – одного из спутников планеты. Также об их возрасте можно судить по степени загрязнения льда – основного вещества колец – микрометеорами. Исследователи предполагают, что причиной возникновения колец стала катастрофа, случившаяся в окрестностях Сатурна. Комета или астероид врезались в ледяной спутник и разбили его на отдельные осколки, которые распределились по орбите. Или же один из спутников был разорван гравитационными силами. Исследование было представлено в докладе на конференции Американского геофизического союза.

В  соответствии с законами Кеплера частицы на разных радиусах кольца движутся с различными скоростями: чем ближе к планете, тем быстрее. В наиболее плотном кольце есть область, где частицы обращаются с периодом 10,5 ч, т. е. с той же угловой скоростью, с какой вращается Сатурн. Это значит, что относительно поверхности планеты они остаются неподвижными.

Благодаря этой особенности вращения внутри кольца В наблюдаются «спицы» - вытянутые по радиусу облака мелкой пыли, которые действительно напоминают спицы колеса. Появление их связано с тем, что мелкие снежные пылинки колец получают небольшой электрический заряд под воздействием солнечного ветра. Естественно, они реагируют на магнитное поле Сатурна. В кольце В эти пылинки обладают относительно линий магнитного поля планеты самой малой скоростью, поэтому они могут образовывать «спицы» внушительных размеров - десятки тысяч километров в длину; иначе из-за кеплеровского движения они должны были бы распадаться.

Сатурнианские мунлеты (минилуны - "матери" колец)

Новым классом сатурнианскихх лун являются минилуны "мунлеты" - обломки тела, из которого образовались кольца Сатурна.


Главная

Сатурн : Диона, Елена и Полидевк | Мимас | Тефия, Каллипсо и Телесто | Титан | Энцелад | Эпиметий и Янис | Япет

Связанные темы: Астрология | Книжный мир

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 20.05.2020
Яндекс.Метрика