Самый эффективный ответ: Какие планеты Солнечной системы имеют кольца Из чего состоят кольца планет?
Они состоят из частиц льда и горных пород, покрытых другими материалами, такими как пыль. Размер частиц варьируется от мелких зерен до размеров дома, но некоторые из этих частиц имеют размер горы.
У всех четырех газообразных планет есть кольца! У Юпитера, Урана и Нептуна кольца очень тонкие и очень удалены от их планет и поэтому едва видны.
Кольца Сатурна образованы частицами и более крупными фрагментами камня и льда, происходящими от астероидов, комет и лун, которые были уничтожены гравитационным притяжением планеты.
Кольца Юпитера, обнаруженные зондом «Вояджер-1» в 1979 году, состоят из космической пыли, вращающейся вокруг планеты. Из-за своих размеров эта пыль вокруг планеты становится хрупкой и тонкой, не видна с больших расстояний. Это темные кольца с мелкими каменистыми частицами.
Но в 2006 году на заседании Международного астрономического союза (МАС) была определена новая классификация тел Солнечной системы.
Согласно этой новой классификации, Плутон больше не считается планетой и попадает в новую категорию под названием «карликовая планета».
В четверг ученые заявили, что расчет массы колец на основе гравитационных измерений планеты, собранных Кассини, показал, что они образовались между 15 и 100 миллионами лет назад, примерно в последние 10% нынешнего возраста Сатурна.
Какие планеты имеют кольца? Из всех планет Солнечной системы Сатурн больше всего известен своими кольцами из камня и льда. Однако все четыре внешние планеты — вышеупомянутые Сатурн и Юпитер, Уран и Нептун — имеют более или менее видимые кольца.
Алмазные дожди возможны на Уране и Нептуне. Именно на это указывают математические модели в сочетании с анализом данных, проведенным астрономами, которые хотели лучше понять, что представляет собой недра этих ледяных планет и какие там могут быть условия.
На самом деле Венера — самая горячая планета Солнечной системы, даже горячее, чем Меркурий, который находится ближе к Солнцу.
Средняя температура его поверхности составляет 460ºC из-за сильного парникового эффекта, широко распространенного по всей планете.
У Нептуна очень сильное магнитное поле, а также система колец, состоящая как минимум из пяти колец, некоторые из которых тоньше других. Телескоп Уэбба также заснял семь из 14 известных спутников планеты.
Так были названы кольца Урана, начиная от самого близкого к самому дальнему от планеты: Зета, 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта, Лямбда, Эпсилон, Ню и Мю. Уран имеет 13 тонких кольцевых систем, которые сформировались более 600 миллионов лет назад.
Пятая планета от Солнца, расположенная между Марсом и Сатурном, Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе, диаметром 142.984 XNUMX километра — на Юпитере могла бы поместиться тысяча планет, подобных Земле.
Уран — самая холодная планета Солнечной системы, ее температура достигает -224ºC. Газовый гигант также имеет скорость ветра 900 км/ч и уникальную особенность среди планет Солнечной системы — его вращение повернуто вбок.
Планета как бы катится в направлении своего перемещения.
Масса Юпитера более чем в 300 раз превышает массу Земли. Это самая большая планета Солнечной системы, а также одна из самых опасных.
есть эпитет, который вряд ли можно украсть у Плутона: самое романтичное небесное тело, по крайней мере, в том, что касается нашего непосредственного окружения. Невероятные особенности Плутона стали известны вместе с первой информацией, отправленной космическим кораблем НАСА «Новые горизонты» в июле 2015 года.
Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы и самая близкая к Солнцу. Она стала самой маленькой планетой после понижения рейтинга Плутона, который был реклассифицирован как карликовая планета.
С такой скоростью невозможно было бы маневрировать, чтобы выйти на орбиту Плутона или даже приземлиться на него. Такой поход должен занять не менее 20 лет, если не произойдет революция в способах запуска ракет.
Почему стоит отправиться на Плутон? Во-первых, это последняя из девяти «классических» планет, которую посетит космическая миссия.
Несмотря на то, что в 2006 году Плутон был понижен из категории планет до более низкой категории карликовых планет, этот загадочный обитатель ледяных просторов Солнечной системы может многое сказать.
Водные миры. Об Энцеладе, Европе и серендипности / Хабр
Одна из неотменимых романтических целей космонавтики – поиск внеземной жизни. Человечество становится все прагматичнее, ресурсы и труд инженеров все дороже, а ошибки все болезненнее (хотя и реже) – но мечта найти внеземную жизнь остается вечно свежей, гуманистической и ефремовской. Найти бы хотя бы бактерий.
Сегодня я хотел вновь затронуть эту тему, так как при переходе такой мечты в практическую плоскость возникает ответ на первый вопрос: где мы будем искать внеземную жизнь? Пока он кажется довольно очевидным: там, где нежарко, и где есть жидкая вода.
Действительно, мы активно ищем и находим воду на Марсе и на Луне, но нельзя сказать, что климат там тепличный. Марсианские озера, скорее всего, являются реликтом древней гидросферы, а вода на Луне может быть интересна скорее специалистам отечественной гелиеводобывающей промышленности, чем экзобиологам.
Но в Солнечной Системе есть места, где воды действительно очень много. Речь о больших спутниках Юпитера и Сатурна. В свите Юпитера это: Европа, Ганимед и Каллисто, а у Сатурна наиболее интересен ледяной спутник Энцелад. Не так давно на Хабре появлялись свежие материалы о физико-химических (или даже можно сказать – экологических) условиях на Энцеладе. Поэтому полагаю, что и безотносительно потенциальной обитаемости больших спутников у планет-гигантов стоит поговорить о том, откуда на них вода, почему там настолько тепло, и какова может быть роль больших спутников в будущих беспилотных и, возможно, пилотируемых исследованиях Солнечной системы.
Итак, сформулируем, что нам известно о воде в Солнечной системе.
В жидком виде вода в большом количестве присутствует на Земле, которая находится в зоне обитаемости. В остальных частях Солнечной системы вода присутствует в основном в виде льда, и водяной лед там смешан с другими простыми соединениями, находящимися в твердом состоянии из-за низких температур.
В частности, это сухой лед на Марсе, метановый снег на Плутоне, аммиачный лед на Церере. Достаточно парадоксально, что в 2012 году существование водяного льда подтверждено на Меркурии – он находится в глубоких кратерах, куда практически не попадает солнечных лучей. Вот как выглядит северная полярная область Меркурия – желтым отмечены залежи льда:
Кстати, на эту тему подробно высказывался уважаемый Зеленый Кот – именно тогда заскочил на его лекцию про новейшие открытия в планетологии, которая состоялась в Минске в каком-то лофтике в районе Института Культуры. Помню, мероприятие было как глоток воздуха или демо Гикпикника; впрочем, от Хабра я был еще очень далек и читал репортажи Кота преимущественно в ЖЖ.
На Марсе углекислотный (сухой) лед встречается в сочетании с водяным, а вот на Земле найден метановый лед – он вполне бойко откладывается и образует залежи на морском дне и в вечной мерзлоте.
Кроме того, из различных форм льда, в том числе, водяного, состоят кометы, а также бесчисленные тела из пояса Койпера.
Таким образом, лед, и водяной лед в том числе – штука в ближнем космосе тривиальная и обыденная. А жидкая вода — нет, она является ценным ресурсом, так как остается жидкой в пределах очень узкой зоны обитаемости… и на крупных спутниках.
Вода на спутниках
Самые крупные спутники Юпитера, открытые еще Галилеем – это Ганимед, Европа, Каллисто и Ио. Самые крупные спутники Сатурна – это Титан, Рея, Диона, Япет и Энцелад. При этом Титан является вторым по размеру спутником в Солнечной системе (после Ганимеда) и обладает мощной атмосферой, а Энцелад наиболее интересен в контексте этой статьи. Также отметим Тритон, самый крупный спутник Нептуна.
Изображение взято отсюда. По горизонтали указано расстояние спутника от планеты (в миллионах километров).
У всех газовых гигантов в Солнечной системе есть большое количество крупных спутников, и большинство из них богато простыми соединениями водорода, в частности, метаном и водой. Вот как соотносятся размеры некоторых из этих спутников с размерами Земли:
Почему так тепло?
Юпитер и остальные планеты-гиганты находятся далеко за пределами зоны обитаемости, а их спутники почти не получают солнечного тепла.
Тем не менее, на этих спутниках, в особенности на Европе и на Энцеладе, покрытых ледяной коркой, по-видимому, есть целые океаны соленой воды. Недра этих спутников разогреваются за счет действия приливных сил. Двигаясь по орбите, спутник «пытается оторваться» от своей планеты, но планета удерживает его. За счет огромной разницы в «весовой категории» спутник на каждом витке при этом немного «сминается» и из-за этого разогревается. Наиболее интересным следствием таких приливных воздействий является даже не наличие воды на вышеупомянутых телах, а уникальный вулканизм, зафиксированный на Ио. Давайте сначала поговорим именно об этом спутнике.
Ио является одной из ближних лун Юпитера, ее поперечник – порядка 3660 километров. Была открыта еще Галилеем в числе первых четырех спутников Юпитера, наряду с Европой, Каллисто и Ганимедом. Ио отличается самым бурным вулканизмом в Солнечной системе. На ней порядка 400 действующих вулканов и примерно 10 областей с активным вулканизмом. В отличие от Луны и Марса, Ио практически не имеет ударных кратеров, поскольку ее поверхность очень молода, и любые возникающие кратеры заливают потоки серы.
Температура поверхности Ио в некоторых районах достигает 320 градусов Цельсия, а вулкан Амирани является самым активным в Солнечной системе. Ио обладает тонкой атмосферой, состоящей из сернистых газов, а также, по-видимому, обладает собственным магнитным полем и глубокими слоями магмы, температура которых может достигать до 650 градусов Цельсия.
Вся эта бурная вулканическая и магнитная активность обусловлена не распадом радиоактивных изотопов в литосфере, как на Земле, а прежде всего воздействием приливных сил. Кроме вышеупомянутого воздействия Юпитера, Ио попадает в зону приливного воздействия Европы и Ганимеда в результате так называемого «орбитального резонанса». Итак, вот что происходит со спутником, когда он перегрет приливными силами. Но в случае большей удаленности от материнской планеты, более слабого и при этом более ровного приливного воздействия ситуация меняется. Спутник, сохраняя скальную основу, всего лишь немного подтаивает. Прежде, чем перейти к самому интересному – и объяснить, что изображено на КДПВ – вкратце очертим, откуда на таких небесных телах в больших количествах берется вода.
Очевидно, что нанести ее туда кометами не могло; на Марсе, где лед имеет преимущественно кометное происхождение, очень сухо, а в данном случае речь идет об океане глубиной потенциально в десятки километров на сравнительно маленькой луне.
Откуда вода?
Каким же образом на больших спутниках планет-гигантов могла в таком количестве скопиться вода? Оказывается, здесь в дело вступает сложная динамика и термодинамика, разворачивавшаяся на этапе формирования газовых гигантов из протопланетного диска. Фактически, газовые гиганты собирали вокруг себя миниатюрные «солнечные системы». Сама планета-гигант состоит преимущественно из водорода, которого, однако, слишком мало для запуска термоядерного синтеза и превращения такой планеты в звезду. Но вокруг планеты-гиганта происходила бурная аккреция: гигант оказывался окружен целым роем мелких и мельчайших частиц. Пыль быстро смешивалась с водородными облаками планеты, а более крупные твердые тела (в статье, ссылка на которую поставлена в начале этого раздела, они называются «pebble», «галька») становились не только точками притяжения сравнительно тяжелых минералов из протопланетного диска (силикатов), но и телами, на которых конденсировались водородсодержащие соединения (вода, аммиак, метан), более тяжелые, чем сам водород.
Скорее всего, планеты-гиганты успели подхватить в свою свиту и полноценные планетезимали, давшие начало крупнейшим из спутников.
При этом совсем недалеко от Юпитера, на расстоянии около 2,7 астрономических единиц от Солнца, пролегает так называемая «линия замерзания» или «снеговая линия». Дальше этой линии водородсодержащие соединения остаются в стабильно твердом или жидком виде, но не улетучиваются. Именно поэтому за снеговой линией имелось такое множество планетезималей, и у планет-гигантов сформировались огромные системы спутников, а у Сатурна и Урана сформировались кольца. Все эти объекты, считая темную сторону Ио, постоянно или эпизодически покрыты «снегом» — так, в 2018 году при помощи телескопа ALMA удалось определить, что на теневой стороне Ио температура может опускаться до -168 градусов Цельсия, а в среднем составляет около -150 градусов.
Тем не менее, если абстрагироваться от столь экстремального примера, как с Ио, становится понятно: при наличии каменного (силикатного) ядра и в условиях постоянного воздействия приливных сил крупный спутник может покрыться толстой ледяной коркой, под которой будет целый океан жидкой соленой воды, либо массив аморфного льда.
Впрочем, давайте поговорим об этом по порядку.
Гейзеры и плюмы
Все началось в 2004 году, когда в район Сатурна прибыла миссия «Кассини-Гюйгенс». Зонд «Кассини» должен был работать на орбите Сатурна, изучая его кольца и спутники, а «Гюйгенс» — приземлиться на Титан, крупнейший спутник Сатурна, кстати, обладающий собственной атмосферой. Основной интерес специалистов, обрабатывавших данные «Кассини», был связан с изучением колец Сатурна, магнитного поля планеты и (при помощи «Гюйгенса») – изучением Титана. Но в июле 2005 года и ноябре 2006 года «Кассини», пролетая мимо южного полюса Энцелада, получил вот такие тепловые карты:
Оказалось, что из трещин во льду вырываются настоящие гейзеры, струи кристаллического льда, и эти струи гораздо теплее окружающей поверхности, их температура достигает -93 градусов Цельсия. Именно поэтому возникла гипотеза, что под ледяной коркой Энцелада может быть жидкая вода. В 2009 году на сайте Общества Макса Планка даже была выложена красочная статья об исследовании гейзеров Энцелада.
Раздел о составе и физико-химических свойствах этих фонтанов очень хорош, и я приведу его здесь целиком. Авторы статьи предполагают, что на южном полюсе Энцелада расположено глубокое соленое озеро, и именно его заметил «Кассини».
«Исследователи гадают, продолжается ли до сих пор такая конвекция, и достаточно ли одного лишь приливного разогрева, чтобы объяснить подледные течения. В любом случае, как показывают наблюдения, в глубине спутника достаточно тепло, чтобы вода в озере не замерзала и подпитывала активность гейзеров. Новейшие измерения, выполненные аппаратом CDA (анализатор космической пыли, в составе миссии «Кассини-Гюйгенс») свидетельствуют, что на Энцеладе действительно должно быть подледное озеро. Много лет назад планетологи уже предполагали, что, если бы под ледяной коркой Энцелада действительно существовал резервуар воды, достигающий теплого ядра спутника, то из слагающих ядро минералов должны были бы извлекаться хлорид натрия и другие соли. Натрий уже обнаружен масс-спектрометром CDA.
Франк Постберг из Института ядерной физики им. Макса Планка проанализировал данные по 1000 частиц, собранных из кольца E (второе с краю кольцо Сатурна). Все эти частицы имеют диаметр от 1 до 1/10 микрометра, примерно, как в сигаретном дыму. «Все они состоят в основном из водяного льда», — отмечает Постберг, — «но около 6% частиц имеют иной состав; они содержат до 6% солей, в основном, хлорида натрия. Хлорид натрия, он же поваренная соль, также растворен в высокой концентрации в океанах Земли». Спектральный анализ также показывает наличие карбоната кальция, бикарбоната кальция и незначительные концентрации солей калия. Ученый-планетолог из Гейдельберга, ранее изучавший физику и химию, предполагает, что эти соединения берутся из соленого озера, поскольку вода может поднимать соль вверх, только будучи в жидком состоянии. Вырываясь над ледяной коркой в виде аэрозоля, капли воды замерзают и выбрасываются еще выше потоками пара. Большинство из них после извержения, вероятно, вновь выпадают на поверхность, но некоторые достигают орбиты и подмешиваются в кольца Сатурна.
Химические условия, сложившиеся в озере, скрытом под ледяным покровом Энцелада, сохраняются и в капельках. В абсолютном большинстве исследованных частиц из кольца E (около 90%) соли очень мало, примерно, как в дистиллированной воде. Постберг считает, что эти капли берутся из облака водяного пара над озером. Они возникают, когда выносящий их поток конденсируется в частицы чистого водяного льда.
Вопрос о том, существует ли на Энцеладе лишь южное полярное озеро, либо целый океан, до сих пор окончательно не решен, но измерения либрации (качания) этого спутника, выполненные в 2018 году, скорее свидетельствуют в пользу океана. В настоящее время предполагается, что структура Энцелада выглядит вот так:
В данном случае важно, что обнаружение гейзеров и плюмов на Энцеладе подстегнуло исследование Европы, которая в определенном отношении сочетает черты Энцелада и Ио, но значительно интереснее Энцелада с научной точки зрения, так как 1) сам этот спутник значительно ближе к Земле 2) Европа значительно превышает Энцелад по объему.
Как и на Ио, на Европе практически отсутствуют ударные кратеры, что свидетельствует о молодости ее рельефа. Но, если на Ио наблюдается знакомый нам магматический вулканизм, то на Европе фиксируется криовулканизм, а также плюмы, как на Энцеладе; они значительно слабее и были обнаружены только в 2012 году космическим телескопом «Хаббл». В новейших исследованиях предполагается, что слабая выраженность этих плюмов может свидетельствовать, что на Европе нет цельного подледного океана, а есть только резервуары соленой воды, расположенные сравнительно неглубоко под ледяной поверхностью. В настоящее время NASA готовит миссию «Europa Clipper», зонд, который должен отправиться к Европе до конца 2022 года. Его основной задачей будет исследование воды на этом спутнике и поиски признаков жизни.
Ревнивая Юнона
В римской мифологии Юнона была супругой Юпитера и стойко сносила его многочисленные измены, оставаясь при этом мстительной и жестокой к тем соперницам, в честь которых сейчас названы многочисленные спутники Юпитера.
Именно в честь Юноны был назван аппарат NASA, запущенный в августе 2011 года для изучения Юпитера. В первую очередь «Юнона» должна была собрать данные о магнитном поле Юпитера, содержании воды и аммиака в его атмосфере, а также сфотографировать полярные области. В целом эти работы были завершены к 2016 году, и «Юнона» превратилась в искусственный спутник Юпитера, но в 2021 запланирована новая серия исследований с ее помощью – еще 42 облета планеты, в ходе которых аппарат должен исследовать все крупные (Галилеевы) спутники, а также кольца Юпитера. Важнейший аспект новой программы связан с изучением запасов воды на этих спутниках. Так, в 2015 году была высказана гипотеза о существовании подземного океана на Ганимеде; именно тогда в атмосфере этого крупнейшего спутника наблюдались полярные сияния, рисунок которых позволил предположить, что на них воздействует сильный источник подземного магнетизма, и этот магнетизм вполне может провоцироваться соленым раствором.
В сентябре 2022 года «Юнона» пролетит мимо Европы.
В этот период NASA попытается заснять плюмы Европы с близкого расстояния, просканировать ледяную корку, чтобы найти в ней наиболее тонкие места, а также поискать признаки жизни. Кроме того, накапливаются данные о своеобразной «тектонике плит» — ледяных участков на поверхности Европы. Также не исключено, что «Юноне» удастся наблюдать европатрясения.
Заключение
Приведенный выше обзор новейших и планируемых миссий, посвященных изучению спутников у планет-гигантов, конечно, не является исчерпывающим. Я полагаю, что отдельной публикации заслуживает рассказ о Титане, и планирую рано или поздно ее подготовить. В заключение этой статьи я хочу отметить, что поиск воды и жизни на спутниках планет-гигантов является ярким примером серендипности: до сих пор не найдя на больших спутниках и следа жизни, мы выяснили совершенно неожиданные детали об этих спутниках: начиная от исследования аморфной формы льда, формирующегося на таких телах, продолжая изучением криовулканов – кстати, объект, очень похожий на криовулкан, был недавно найден в России – а также зафиксировав и попытавшись объяснить экзотические полярные сияния на Ганимеде.
В любом случае, запасы чистой воды и настоящего водяного льда очень пригодятся нам в будущем при изучении Солнечной системы, независимо от того, найдется ли там жизнь. В духе времени исследовательница Джули Рэзбан (Dr. Julie Rathbun) из университета Итаки, штат Нью-Йорк, запустила хэштег #PlanetsAreOverrated («Планеты переоценены»), считая, что «спутники гораздо интереснее». Не могу с ней не согласиться.
колец Сатурна — недолговечные и молодые | Ответы в Бытие
Креационисты уже давно утверждают, что кольцам Сатурна меньше 1 миллиона лет, несмотря на заявления эволюционистов о том, что планете 4,5–5,0 миллиардов лет, как и остальной части Солнечной системы. фрагментов скал и льда, которые притягиваются все ближе и ближе к поверхности Сатурна гравитационным притяжением планеты.
Астрономы долгое время считали, что кольца Сатурна образовались, когда луна или комета диаметром около 200 км были разрушены в результате удара вблизи планеты, оставив после себя массу обломков.
Предполагается, что это столкновение произошло не более 100 миллионов лет назад.2
Именно в 1852 году Отто Струве отметил в «Воспоминаниях св. Петербургская академия наук3 произошли изменения ширины колец и прогрессивное уменьшение ширины зазора между планета и внутренний край кольца B относительно общей ширины кольца А. Для оценки этого отношения использовались старые рисунки и описания — Гюйгенс (1657 г.), Гюйгенс и Кассини (1695 г.), Брэдли (1719 г.), Гершель (1799) и В. Струве (1826) — результаты, свидетельствующие о быстром приближении внутренние края колец к Сатурну, в то время как внешний край внешнее кольцо (кольцо А) мало изменилось.
Теперь международная группа ученых (Франция, США и Канада) использует космический телескоп Хаббл показал, что самые внутренние кольца теряют вода «относительно быстро». Действительно, вода исчезает «так быстро», команда считает, что все бы уже пошло, если бы колец было больше, чем около 30 миллионов лет.4
Новость о смертности колец не стала неожиданностью для ученых
сообщество.
Таким образом, теперь астрономы считают, что вода испаряется из частиц
образуя кольца, когда в них врезаются микрометеориты. Судьба
молекул воды зависит от их заряда и расстояния от планеты.
Нейтральные молекулы падают обратно на поверхности колец, но заряженные (ионизированные)
частицы движутся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля. За пределами внешнего края
внутреннего кольца, силовые линии уносят их от планеты, но при более низких
высоты линии поля ведут их вниз к Сатурну. «Этот результат является первым
свидетельство значительного потока водных осадков из колец Сатурна на
его атмосфера».
Определение того, насколько быстро кольцевая вода течет в Сатурн и, следовательно, как давно кольца были вокруг, потребуется больше работы и некоторые расчеты насколько быстро вода удаляется из стратосферы.7 Высокий поток был бы самым прямым доказательством того, что кольца Сатурна «короткоживущие». Если Впечатляющие кольца Сатурна «очень молоды»8 и «короткоживущие», то «только по счастливой случайности», говорят они, мы, люди, можем восхищаться ими. Кроме того, «катастрофическое событие» должно было сделать кольца такими массивными, как это — разрушение маленькой луны кометой или разрушение прохождение гигантской кометы под действием гравитации Сатурна — вероятно, только один раз за время жизни планеты, говорят ученые.
Осознание того, что ослепительные кольца Сатурна могут быть «редким зрелищем»9
нас не беспокоит. Появляется все больше свидетельств того, что Потоп Бытия
сопровождался катастрофами по всей Солнечной системе (для
например, ударные кратеры), и поэтому мы ожидаем, что кольца Сатурна будут
‘Очень молод’.
Исследование НАСА показывает, что Сатурн теряет свои кольца со скоростью «наихудшего сценария» – Исследование Солнечной системы НАСА
Новости | 17 декабря 2018 г.
Новое исследование НАСА подтверждает, что Сатурн теряет свои культовые кольца с максимальной скоростью, оцененной по наблюдениям «Вояджеров-1» и «Вояджеров-2», сделанным несколько десятилетий назад. Кольца притягиваются к Сатурну под действием гравитации в виде пыльного дождя из ледяных частиц под влиянием магнитного поля Сатурна.
«По нашим оценкам, этот «кольцевой дождь» истощает количество водных продуктов, которое могло бы заполнить бассейн олимпийских размеров из колец Сатурна за полчаса», — сказал Джеймс О’Донохью из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. . «По одному только этому вся система колец исчезнет через 300 миллионов лет, но добавьте к этому, что космический аппарат «Кассини» измерил количество материала колец, обнаруженное при падении на экватор Сатурна, и кольцам осталось жить менее 100 миллионов лет.
Ученые давно задавались вопросом, образовался ли Сатурн из колец или же планета приобрела их позже. Новое исследование поддерживает последний сценарий, указывая на то, что они вряд ли могут быть старше 100 миллионов лет, поскольку потребовалось бы столько времени, чтобы С-кольцо стало тем, чем оно является сегодня, если предположить, что когда-то оно было таким же плотным, как В-кольцо. «Нам повезло увидеть систему колец Сатурна, которая, похоже, находится в середине своего существования. Однако, если кольца временны, возможно, мы просто упустили возможность увидеть гигантские системы колец Юпитера, Урана и Нептуна, которые сегодня имеют лишь тонкие колечки!» — добавил О’Донохью.
Были предложены различные теории происхождения кольца. Если планета получила их в более позднем возрасте, кольца могли образоваться при столкновении маленьких ледяных спутников на орбите вокруг Сатурна, возможно, из-за того, что их орбиты были нарушены гравитационным притяжением пролетающего астероида или кометы.
Первые намеки на существование кольцевого дождя были получены в результате наблюдений «Вояджером» за, казалось бы, не связанных между собой явлений: необычных изменений в электрически заряженных верхних слоях атмосферы (ионосферы) Сатурна, изменений плотности в кольцах Сатурна и трех узких темных полос, окружающих планету в северных средних широтах. . Эти темные полосы появились на изображениях туманных верхних слоев атмосферы Сатурна (стратосферы), сделанных миссией НАСА «Вояджер-2» в 1981 году.
огромное магнитное поле Сатурна, предполагая, что электрически заряженные частицы льда из колец Сатурна текли по невидимым линиям магнитного поля, сбрасывая воду в верхние слои атмосферы Сатурна, где эти линии вышли из планеты. Приток воды из колец, появившийся на определенных широтах, смыл стратосферную дымку, сделав ее темной в отраженном свете, что привело к появлению узких темных полос, запечатленных на изображениях «Вояджера».
Кольца Сатурна в основном представляют собой куски водяного льда размером от микроскопических пылинок до валунов диаметром в несколько ярдов (метров). Кольцевые частицы находятся в состоянии баланса между притяжением Сатурна, которое хочет притянуть их обратно к планете, и их орбитальной скоростью, которая хочет отбросить их в космос. Крошечные частицы могут получить электрический заряд от ультрафиолетового излучения Солнца или плазменных облаков, исходящих от бомбардировки колец микрометеоритами. Когда это происходит, частицы могут чувствовать притяжение магнитного поля Сатурна, которое изгибается внутрь к планете в кольцах Сатурна.
Оказавшись там, частицы ледяного кольца испаряются, и вода может вступать в химическую реакцию с ионосферой Сатурна. Одним из результатов этих реакций является увеличение продолжительности жизни электрически заряженных частиц, называемых ионами h4+, которые состоят из трех протонов и двух электронов. Под действием солнечного света ионы h4+ светятся в инфракрасном свете, что наблюдала команда О’Донохью с помощью специальных инструментов, прикрепленных к телескопу Кека в Мауна-Кеа, Гавайи.
Их наблюдения выявили светящиеся полосы в северном и южном полушариях Сатурна, где линии магнитного поля, пересекающие плоскость кольца, входят в планету. Они проанализировали свет, чтобы определить количество дождя из кольца и его влияние на ионосферу Сатурна. Они обнаружили, что количество дождя удивительно хорошо соответствует удивительно высоким значениям, полученным более чем тремя десятилетиями ранее Коннерни и его коллегами, при этом большая часть дождя выпадает на один регион на юге.
Команда также обнаружила светящуюся полосу на более высоких широтах в южном полушарии. Именно здесь магнитное поле Сатурна пересекает орбиту Энцелада, геологически активной луны, которая стреляет в космос гейзерами водяного льда, что указывает на то, что некоторые из этих частиц также падают дождем на Сатурн. «Это не было полной неожиданностью, — сказал Коннерни. «Мы идентифицировали Энцелад и кольцо E как обильный источник воды, основываясь на другой узкой темной полосе на этом старом изображении «Вояджера». Считается, что гейзеры, впервые обнаруженные приборами «Кассини» в 2005 году, исходят из океана жидкой воды под замерзшей поверхностью крошечной луны. Его геологическая активность и водный океан делают Энцелад одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни.
Команда хотела бы увидеть, как кольцевой дождь меняется в зависимости от времени года на Сатурне. По мере того, как планета движется по своей 29,4-летней орбите, кольца подвергаются воздействию Солнца в разной степени.
Leave A Comment