Из чего состоят кольца Сатурна, сколько их на самом деле и как они образовались
Опубликовано: 10/10/2020
(Обновлено: 10/10/2020)

Планета Сатурн уверенно входит в “топ самых узнаваемых планет” Солнечной системы. Обычно все называют Марс (ну, кроме Земли, конечно) потому что про него много говорят и снимают фильм, и Сатурн, потому что… ну конечно потому, что у него есть кольца, причем такие яркие, что их неплохо видно с Земли в самый скромный телескоп!

Кольца Сатурна наблюдаемые в любительский телескоп

Кольца Сатурна наблюдаемые в любительский телескоп во время максимального раскрытия. Видно не все, но и увиденного хватает!

Сколько колец у Сатурна

На самом деле, кольца Сатурна не являются чем-то уникальным и особенным. Все газовые гиганты солнечной системы (Уран, Нептун, Сатурн и Юпитер) имеют собственные кольцевые системы, однако, именно кольца Сатурна выражены ярче других.

Кольца Сатурна расположены под углом приблизительно 28° к плоскости эклиптики и по этой причине с Земли они выглядят по-разному, в зависимости от взаимного положения планет. Для их наблюдения существует даже специальное название: “раскрытие колец” Сатурна, которое изменяется от максимального, когда наблюдателю они видны во всей красе, до минимального, когда с Земли они видны в виде тоненькой полоски. Максимальное раскрытие колец Сатурна приходится на пик зимы и лета этой планеты.

Кольца Сатурна состоят в основном из частичек льда. Они начинаются на высоте 6437 километров над экватором Сатурна и имеют толщину около 120700 километров. В ни есть множество зазоров, вызванных прохождением в этом районе одной из множества лун газового гиганта или же гравитационным воздействием других планет, в первую очередь завистливого соседа Сатурна, крупнейшей планеты Солнечной системы Юпитера.

Как предполагал ещё Гюйгенс, кольца не являются сплошным твёрдым телом, а состоят из миллиардов мельчайших частиц, находящихся на околопланетной орбите.

4 основных кольца Сатурна

4 основных кольца Сатурна

Все кольца вместе отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Три основных кольца принято обозначать первыми буквами латинского алфавита.

Внешнее кольцо А: внутри кольца А есть тонкая щель, которая называется разделительной полосой Энке.



Центральное кольцо B: самое широкое и яркое, оно отделяется от внешнего кольца А щелью Кассини шириной почти 4000 км, в которой находятся сразу несколько колец, но очень тонких и почти прозрачных.

Кольцо C: внутреннее кольцо, ближе всех расположенное к планете. В отличие от двух других, оно гораздо более слабое.

Кольцо D: На самом деле это ближайшее к планете кольцо не имеет буквенного индекса и мы приводим его просто для того, чтоб не нарушать порядок. Если первые три “большие” кольца видны в телескоп, четвертое с Земли так просто уже не разглядеть.

Кроме обозначенных выше, существуют ещё 3 более-менее явно выделяемых кольца Сатурна, но они слишком слабы по яркости, чтоб рассматривать их отдельно. Эти кольца (E, F, G) удалены от поверхности Сатурна дальше других и являются самыми внешними.

Фотография колец Сатурна и спутника Титан на их фоне, с исследовательского зонда «Кассини»

Фотография колец Сатурна и спутника Титан на их фоне, с исследовательского зонда «Кассини»

Как сформировались кольца Сатурна?

Однозначного ответа на этот вопрос мы дать не можем. Кольца Сатурна, согласно одной из теорий, довольно молоды (в космических масштабах времени, конечно, им всего-то несколько сотен миллионов лет). А согласно другой они такие же древние, как и сама планета и образовались вместе с ней около 4 миллиардов лет назад.

«Мы не знаем, как сформировались кольца и сколько им лет», – говорит Кэролин Порко, руководитель группы ученых, занимающихся анализом изображений Кассини и заведующая Центральное рабочей лабораторией обработки изображений Кассини в Институте космических наук в Болдере.

Ученые считают, что материал, из которого состоят кольца Сатурна, может иметь два происхождения. Это либо остатки разрушенной луны газового гиганта, в которую врезалась комета или которая просто не выдержала гравитационного воздействия своего управителя, либо остатки материала формирования самой планеты.

Понимание процессов, сопровождавших образование колец Сатурна, их структуры позволит разобраться в аналогичных ситуациях во Вселенной. Ведь кольца, похоже, являются обычным делом. Если у половины планет Солнечной системы они есть, то наверное ими могут похвастаться и многие экзопланеты. «Это самый близкий и удобный аналог любой системы колец, который мы имеет в нашей системе, – говорит Порко. – Это включает даже солнечные системы, образующиеся в миллиардах километров от нас и спиральные галактики, похожие на гигантские колеса газа и пыли».

Примерно так (художественное изображение) выглядят кольца Сатурна, если бы мы могли рассмотреть их вблизи

Примерно так (художественное изображение) выглядят кольца Сатурна, если бы мы могли рассмотреть их вблизи

Из чего состоят кольца Сатурна

Все же, большей частью информации о кольцах Сатурна мы располагаем, благодаря полетам автоматических космических станций. Вблизи они выглядят совсем не так, как кажется на расстоянии.

Во-первых, кольца Сатурна удивительно тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина в среднем не достигает и километра. Несмотря на внушительный вид, количество вещества, составляющего кольца, крайне незначительно. Если его собрать в монолит, его диаметр не превысил бы “комок” диаметром 100 км. Судя по данным предоставленным космическими станциями, кольца вовсе не сплошные, представляя собой скорее бесконечный поток разнородных частиц и обломков размером от 1 сантиметра до 10 метров.

По составу кольца Сатурна на 93 % состоят изо льда с незначительными примесями и на 7 % из углерода.

Довольно интересно, что движение и плотность вещества в кольцах Сатурна тесно связана со спутниками этой планеты. Есть даже специальный термин “спутники-пастухи”, касающийся  некоторых из них, оказывающих на кольца особое влияние.

Например, спутник Мимас, находится в резонансе 2:1 c щелью Кассини и как бы “вычищает” её от “лишнего” вещества, в то время как спутник Пан делает то же самое внутри разделительной полосы Энке.


Список источников литературы