400-летняя загадка. Ученые, наконец, объяснили феномен колец Сатурна

Что известно о Сатурне?

Сатурн был открыт в начале XVII века благодаря усилиям Галилео Галилея. Именно из-за колец Галилей поначалу предполагал, что Сатурн 一 это не одна планета, а скопление трех объектов, которые очень близко расположены друг к другу.

Позже он считал, что кольцами планеты являются ее спутники, но не смог предоставить доказательства этой гипотезы.

Только через 50 лет после открытия Галилея, голландский астроном Христиан Гюйгенс с помощью более мощного телескопа смог выяснить, что вокруг Сатурна есть тонкое плоское кольцо.

Гюйгенс также открыл самый большой спутник Сатурна 一 Титан, который сегодня является одним из наиболее перспективных объектов для поиска внеземной жизни.

Благодаря современным исследовательским миссиям Кассини-Гюйгенс, Вояджер и Пионер-11 мы получили множество четких изображений спутника, массив данных о характеристиках планеты и т. д.

Диаметр Сатурна составляет около 116 тыс. км, что почти в 10 раз превышает диаметр Земли. Планета также является рекордсменом по количеству естественных спутников 一 их у Сатурна 83.

Что касается колец Сатурна 一 ученые знают, что они образовались около 100 млн лет назад, и исчезнут примерно через такое же количество времени.

В отличие от, например, колец Юпитера, кольцевая система Сатурна гораздо более обширна: она содержит в миллионы раз больше объектов, которые отражают свет и позволяют узнать больше о прошлом планеты.

Сегодня мы знаем, что кольца Сатурна находятся в процессе исчезновения. Состоящие в основном из водяного льда и пыли, объекты в кольцевой системе взаимодействуют с ионосферой планеты и иногда даже падают на ее поверхность.

В начале XX века некоторые исследователи предположили, что кольца Сатурна полностью исчезли, и они могут упасть на Землю. Как известно, этот прогноз не сбылся.

Одной из главных загадок оставалось происхождение колец. Но недавно группа ученых из США, вероятно, смогла разгадать ее.

Во всем виноваты спутники

Результаты нового исследования представили несколько планетологов и астрономов из Массачусетского технологического института, Калифорнийских университетов в Беркли и Санта-Круз, а также Университета штата Аризона.

Ученые предполагают, что данные о происхождении колец планеты скрывают именно ее сохранившиеся спутники.

В частности, первый спутник Сатурна за пределами его колец 一 400-километровый Мимас 一 имеет огромный ударный кратер, который образовался около 4,1 млрд лет назад. Ученые считают, что изначально Мимас был самым близким объектом к Сатурну, но позже кольца вытеснили спутник далеко на орбиту.

Более крупный и массивный спутник Энцелад напрямую связан с одним из колец планеты, поскольку химическая активность на его поверхности образует диффузное кольцо из воды и пара, которое совпадает с орбитой спутника. Сейчас Энцелад быстро теряет массу, а его максимальный возраст оценивают в один миллиард лет.

Исследователи считают, что Энцелад может быть отколовшимся объектом от ранее неизвестного спутника, который был поражен другим крупным объектом. В результате этого якобы и образовались богатые льдом кольца планеты.

Однако, эта гипотеза не отвечает на вопросы о том, почему такое столкновение создало новые кольца и новые спутники в той же плоскости, что и все старые кольца и спутники; почему ось Сатурна так сильно наклонена относительно Юпитера, его колец и спутников.

Подсказку может скрывать третий по величине спутник Сатурна 一 Япет, также известный как Сатурн VIII. Дело в том, что ось Япета — крайне необычный угол наклона по отношению к оси Сатурна и осям других спутников. В среднем этот наклон отличается почти на 14 градусов по сравнению с другими объектами.

Аналогичной характеристикой обладает спутник Нептуна Тритон, который вращается под острым углом ко всем другим спутникам планеты.

Планетологи считают, что в какой-то момент развития планеты Тритон вошел в систему Нептуна, разрушил ее внешние спутники и обосновался на своей нынешней орбите. По словам ведущего автора исследования Джека Уиздома, появление таких спутников как Тритон и Япет, вероятно, привело к их взаимодействию с другими спутниками на орбитах планет, и разрушению более мелких объектов, которые и сформировали кольца Сатурна и Юпитера.

Компьютерные модели, которые использовались в исследовании, показали, что почти наверняка в период до формирования колец Сатурна и Нептуна у этих планет были другие спутники, которые разрушились под воздействием более массивных объектов.

Виновники этого торжества, такие как спутники Япет и Тритон, и вовсе могли быть «пришельцами» из орбит других планет.

В ближайшее время ученые планируют предоставить больше доказательств в пользу этой теории.