Кольца Сатурна - это красота. Они пробудили любопытство легионов астрономов на протяжении веков, и, тем не менее, о них еще очень мало известно.
Связанный контент
- Увидеть три из луны Сатурна в семейной фотографии
- Намек на то, что луна Сатурна может иметь гидротермальные выбросы и поддерживать жизнь
- Кольца Сатурна могут разорвать одну из лун на куски
Сколько им лет? Как они туда попали? Они служат какой-либо цели? Ни на один из этих вопросов нет однозначных ответов. Даже количество колец меняется в зависимости от того, как производится подсчет.
Кольца были впервые обнаружены в 1610 году Галилеем. Он и другие ранние астрономы даже не были уверены, были ли они кольцами, потому что они, казалось, периодически исчезали - функция тонких полос, иногда замечаемых по краям. Но контролируемый эксперимент через 50 или более лет после открытия Галилея доказал, что они действительно были кольцами.
Однако в течение следующих нескольких веков об этих кольцах стало известно немного больше, пока космические корабли « Пионер» и « Вояджер» не совершили пролеты шестой планеты от Солнца в начале 1980-х годов. Знание ускорилось с миссией Кассини-Гюйгенс - совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства, предназначенным для исследования каждого аспекта Сатурна, его спутников и колец. Космический корабль Cassini весом 4600 фунтов - один из самых больших и сложных межпланетных кораблей, когда-либо созданных - достиг Сатурна в 2004 году, после 7-летнего путешествия. С тех пор он передает фантастические изображения и данные. Кассини должен был закончиться в 2008 году, но его миссия была продлена несколько раз, и в настоящее время он должен быть убит в 2017 году.
Зачем изучать кольца? «Я бы сказал, что кольца на самом деле не так уж важны с точки зрения того, чему они могут нас научить», - говорит Джон Вайс, доцент кафедры физики в университете Святого Мартина в Лейси, штат Вашингтон. «Основная причина, по которой я думаю, что большинство из нас изучают это, заключается в том, что там есть загадка, чего-то, чего мы не понимаем», - добавляет Вайсс, который выполнял свою пост-докторскую работу в качестве специалиста по визуализации в миссии Кассини и с тех пор сосредоточился на динамика колец Сатурна.
Кольца могут также подсказать, как образуются планеты, и об орбитальной динамике, говорит он.
В этом смоделированном изображении колец Сатурна цвет указывает размеры частиц кольца в разных регионах на основе измеренных эффектов трех радиосигналов. Три одновременных радиосигнала с длиной волны 0, 94, 3, 6 и 13 сантиметров (Ka-, X- и S-диапазоны) были отправлены с космического корабля Cassini через кольца на Землю. (НАСА / Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института) 
Панорамный вид был создан путем объединения 165 изображений, снятых широкоугольной камерой Cassini в течение почти трех часов 15 сентября 2006 года. (NASA / Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института) 
Вид на Сатурн с четвертого года миссии Кассини в 2000 году. (NASA / Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института) Считается, что кольца возникли около 100 миллионов лет назад - настоящий юноша по сравнению с солнечной системой, возраст которой 4, 5 миллиарда лет. Но в 2014 году ученые из Колорадского университета в Боулдере, вооруженные данными Кассини, установили, что кольца были там с самого начала и им действительно от 4 до 5 миллиардов лет.
Они оценили возраст колец частично, исследуя ледяные гранулы, которые составляют основную их часть. Вайс говорит, что этот лед - это, прежде всего, вода с небольшим количеством метана и углекислого газа. Иногда лед покрывает некоторый скалистый материал, поскольку частицы со временем выветриваются, они теряют некоторую отражательную способность. Слой пыли также может накапливаться со временем. Таким образом, возраст можно оценить по отражательной способности, но исследования в Колорадо показали, что даже блестящие, отражающие частицы могут быть старыми.
«Мне бы очень хотелось, чтобы эти кольца всегда были вокруг Сатурна, но у меня нет другой причины для этого, кроме эстетики», - говорит Вайс. Не ясно, сохранятся ли результаты в Колорадо со временем, добавляет он.
Так как же частицы попали туда? Одна теория состоит в том, что кольца состоят из остатков лун, разрушенных метеоритами. Или они могут быть остатками кометы, которая распалась. Вайс говорит, что он не думает, что есть достаточно доказательств, чтобы сказать, что наиболее вероятно.
На данный момент астрономы насчитывают восемь основных колец. Когда они были обнаружены, каждому была присвоена буква алфавита (не совсем яркая номенклатура для такой внушающей страх планеты). Но они не появляются в алфавитном порядке. Начиная от Сатурна, первыми являются кольца C, B и A. Кольцо D слабое и ближе к планете. Кольцо F узкое и находится за пределами кольца A. Кроме того, есть два более слабых кольца, G и E. Между названными кольцами и промежутками внутри колец есть зазоры, которые увеличили количество колец до тысяч.
В целом, кольца простираются примерно на 175 000 миль от Сатурна - почти на расстояние между Землей и ее Луной. Но они различаются по ширине и высоте - некоторые имеют высоту всего 30 футов.
Корабль Кассини сделал несколько интересных открытий о кольцах, в том числе о том, что спутники Сатурна запустили волны в кольцах, и что небольшие «пропеллерные» объекты в кольцах изменяют их. Астрономы пристально следят за ними, надеясь увидеть, как они изменят свои орбиты и какое влияние они могут оказать в будущем.
Поскольку Cassini сворачивает свою миссию в 2017 году, инженеры прокладывают путь, который, как мы надеемся, будет безопасно маневрировать по кольцам без разрушения частицами, чтобы он мог снимать изображения внутри колец и промежутков. Затем корабль прекратит свою жизнь в пламени, когда попадет в атмосферу Сатурна - если он зайдет так далеко.
«Таким образом, когда он идет вниз, он будет звучать как лебединая песня», - говорит Вайс, который выразил некоторую печаль, созерцая гибель космического корабля.
Теперь ваша очередь спросить Смитсоновского института.
