Ученые выяснили, как Сатурн стал "властелином колец"

Японские и французские планетологи пришли к выводу, что знаменитые кольца Сатурна представляют собой раздробленные осколки "зародыша" планеты, который планета-гигант "съела" во время путешествия к центру Солнечной системы в первые мгновения ее существования, говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus.

Сатурнианские кольца были открыты Галилео Галилеем в 1610 году, который посчитал их тремя крупными спутниками. В середине 17 века Христиан Гюйгенс выяснил, что "спутники" Галилея на самом деле являются кольцами, состоящими из мельчайших частичек пыли и льда. О природе этих колец ученые спорят до сих пор - часть планетологов полагает, что они возникли из осколков древней протопланеты, тогда как другие считают их продуктом недавних катаклизмов.

Споров добавляет и то, что недавно зонд "Кассини" обнаружил, что Сатурн постепенно "высасывает" воду из своих колец, что заставило планетологов искать возможный источник их пополнения. Им, вероятно, является Энцелад - другие наблюдения "Кассини" показали, что гейзеры луны Сатурна постоянно пополняют запасы льда в кольце Е, одном из крупнейших внешних колец газового гиганта.

Как отмечают ученые, отличительной чертой колец Сатурна является то, что они состоят почти полностью из воды - на лед приходится 95% их массы. По этой причине кольца Сатурна окрашены в белесый цвет, а кольца Урана и Нептуна, содержащие гораздо больше пыли и пород, окрашены в темные тона.

Этот факт заставляет многих планетологов сомневаться в том, что кольца представляют собой раздробленные луны Сатурна или планеты, так как в таком случае "темного" материала было бы гораздо больше.

Генда и его коллеги предположили, что в роли такой "космической жертвы" могла выступать не "нормальная" планета, а ее зародыш, аналогичный по своим размерам и свойствам Плутону, почти полностью состоящий из замороженной воды, азота и других летучих веществ.

Во времена эпохи так называемой "поздней тяжелой бомбардировки" на окраинах Солнечной системы существовали сотни подобных "зародышей" планет. Почти все они были, как сегодня считают планетологи, "катапультированы" в межзвездное пространство или поглощены Юпитером и Сатурном во время их миграции в сторону Солнца 4 миллиарда лет назад.

Они проверили эту идею при помощи компьютерной модели, просчитывавшей вероятность и последствия подобного "рандеву" между Сатурном и гипотетическим аналогом Плутона. Их расчеты показали, что шансы на подобное развитие событий действительно высоки, и раскрыли историю рождения колец Сатурна.

Как оказалось, кольца при размалывании таких протопланет возникают далеко не сразу. При встрече с Сатурном и попадании в его гравитационные "клещи" подобный "зародыш" распадается на несколько крупных кусков, которые начинают вращаться вокруг планеты-гиганта по очень вытянутым орбитам. Через несколько витков они тоже распадаются на части, и вокруг Сатурна начинают летать своеобразные "рои" из мелких и крупных астероидов. Их "сообщество будет похоже на своеобразный "бублик", вращающийся вокруг планеты-гиганта.

Орбиты этих потоков крупных "космических булыжников" будут крайне нестабильными, в результате чего они будут часто менять свой наклон по отношению к экватору Сатурна, зачастую пересекаясь с "трассами" других "роев" астероидов. Это приведет к массовым столкновениям между астероидами, их дальнейшему разрушению и образованию облаков из частиц льда и пыли, которые постепенно опустятся на экваториальную орбиту и образуют кольца.

Большая часть пыли и осколков горных пород, обладающих более высокой плотностью, чем лед, будет выброшена из системы или поглощена Сатурном или Титаном, что объясняет то, почему современные кольца "властелина колец" состоят в основном из водяного льда, и почему некоторые спутники Сатурна содержат в себе аномально много силикатных горных пород, которые, видимо, попали на них после разрушения "прародительницы" колец.