Сатурн теряет кольца со скоростью «худшего сценария»
Новое исследование NASA подтверждает, что Сатурн теряет свои кольца с максимальной скоростью, что следует из наблюдений Voyager 1 и 2, сделанных десятилетия назад.
Кольца притягиваются к Сатурну под действием силы тяжести как пыльный дождь из ледяных частиц под воздействием магнитного поля Сатурна. «По нашим оценкам, этот «кольцевой дождь» выделяет такое количество воды, которое может заполнить бассейн олимпийского размера за полчаса, - сказал Джеймс О'Донохью из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. - Из-за этого вся кольцевая система исчезнет через 100-300 миллионов лет.
Ученые долго задавались вопросом, был ли Сатурн сформирован с кольцами или планета приобрела их позже в течение своей жизни. Новое исследование склоняется к последнему сценарию, указывая на то, что они вряд ли могут быть старше 100 миллионов лет, поскольку ученые предполагают, что они когда-то были плотными.
«Нам повезло находиться рядом, чтобы видеть кольцевую систему Сатурна, которая, кажется, находится в середине жизни. Однако, если кольца временны, возможно, мы просто упустили возможность увидеть гигантские кольцевые системы Юпитера, Урана и Нептуна, которые имеют только тонкие локоны сегодня!» - добавил О'Донохью.
Были предложены различные теории происхождения колец. Если планета получила их в более позднем возрасте, кольца могли образоваться при столкновении маленьких ледяных спутников на орбите вокруг Сатурна, возможно, потому что их орбиты были нарушены гравитационным рывком проходящего астероида или кометы.
Первые намеки на то, что существовал кольцевой дождь, были получены из наблюдений Вояджера, казалось бы, не связанных между собой явлений: своеобразные вариации электрически заряженной верхней атмосферы (ионосферы) Сатурна, вариации плотности в кольцах Сатурна и трио узких темных полос, окружающих планету в северных средних широтах. Эти темные полосы появились на изображениях туманной верхней атмосферы Сатурна (стратосферы), сделанной миссией NASA Voyager 2 в 1981 году.
В 1986 году Джек Коннерни из NASA опубликовал статью в «Геофизических исследовательских письмах», в которой предположил, что эти узкие темные полосы связаны с формой огромного магнитного поля Сатурна и что электрически заряженные частицы льда из колец Сатурна стекают по невидимым линиям магнитного поля, сбрасывая воду.
Кольца Сатурна - это, в основном, куски водяного льда размером от микроскопических частиц пыли до валунов в несколько метров в поперечнике. Кольцевые частицы оказываются уравновешенными силой притяжения Сатурна, которая хочет вернуть их обратно на планету, и их орбитальной скоростью, которая хочет выбросить их наружу в космос. Крошечные частицы могут получить электрический заряд от ультрафиолетового излучения Солнца или от плазменных облаков, исходящих от бомбардировки колец микрометеороидами. Когда это происходит, частицы могут взаимодействовать с магнитным полем Сатурна. Когда частицы заряжены, баланс сил резко меняется, и гравитация Сатурна притягивает их вдоль линий магнитного поля в верхние слои атмосферы.
Оказавшись там, частицы ледяного кольца испаряются, и вода может химически реагировать с ионосферой Сатурна. Одним из результатов этих реакций является увеличение продолжительности жизни электрически заряженных частиц, называемых ионами H3 +, которые состоят из трех протонов и двух электронов. Под действием солнечного света ионы H3 + светятся в инфракрасном свете, что наблюдалось командой О'Донохью с помощью специальных инструментов и телескопа Keck в Мауна-Кеа, Гавайи.
