Книга: Новая занимательная астрономия

Кольца планет-гигантов

Кольца планет-гигантов

Среди планет Солнечной системы своим необычным видом выделяется Сатурн. Он окружен удивительным и необычайно красивым образованием — кольцами, состоящими из множества мелких ледяных частиц и ледяных глыб размером до нескольких десятков метров, обращающихся вокруг основного тела планеты.

На протяжении длительного времени кольца Сатурна считались уникальным образованием в семье планет. Однако в 1976 г. с помощью наземных наблюдений несколько колец было обнаружено и вокруг седьмой планеты Солнечной системы Урана. А спустя некоторое время космическая станция «Вояджер-1» зарегистрировала наличие слабого кольца и у планеты Юпитер. Его толщина около 1 км. А образовано оно частицами, поперечник которых заключен в пределах от микрометра до нескольких метров.

Что же касается колец Сатурна, то, исходя из многолетних наблюдений, полученных наземными обсерваториями, астрономы полагали, что их четыре. Кольца обозначили большими буквами латинского алфавита А, В, С и D, начиная от четвертого кольца, которое в свое время считалось самым внешним. Поэтому, когда было обнаружено пятое, еще более удаленное от Сатурна кольцо, ему присвоили индекс Е.

Новая эпоха в Изучении колец была открыта благодаря исследованиям Сатурна с борта американских межпланетных станций «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1979–1981 гг. В частности, «Пионер-11» обнаружил самое дальнее кольцо, обозначенное буквой F, а «Вояджер-1» передал на Землю изображение колец D и Е, существование которых вызывало определенные сомнения. Более того, анализ снимков, полученных с «Вояджера-1,» привел ученых к выводу о возможном существовании еще одного — седьмого кольца.

Рис. 9. Кольца Сатурна. (Снимок получен космическим аппаратом «Вояджер-1».).

Но поистине сенсационным было другое. Оказалось, что — Сатурн окружен не шестью-семью широкими кольцами, а несколькими сотнями концентрических узких колец По оценкам специалистов их число составляет от 500 до 1000! На фотографиях «Вояджера-2» видно, что эти узкие кольца в свою очередь распадаются на еще более тонкие «колечки» или «пряди». Не менее удивительно и то, что далеко не все узкие кольца обладают правильной формой. Так, например, ширина одного из них изменяется от 25 до 80 км.

Чем объяснить подобную структуру колец? Наиболее интересным представляется предположение, согласно которому расслоение колец на многочисленные нити происходит благодаря гравитационному воздействию спутников Сатурна, в том числе и малых, открытых в самое последнее время с помощью космических аппаратов.

Обращает на себя внимание и сравнительно небольшая ширина кольца F. Скорее всего она также объясняется влиянием двух ранее неизвестных небольших спутников Сатурна с поперечниками около 200 км. Один из них расположен у внешнего края кольца F, другой — у внутреннего. Как показывают расчеты, эти спутники своим воздействием «загоняют» частицы внутрь кольца. В связи с этим их образно назвали «пастухами» — они как бы сторожат структуру кольца.

Еще одна удивительная особенность колец Сатурна — «спицы», странные образования, тянущиеся через кольца в радиальных направлениях на расстояние нескольких тысяч километров. Подобно спицам колеса, они вращаются вокруг планеты и прослеживаются на протяжении нескольких оборотов. Но если бы «спицы» являлись составной частью колец, то они должны были бы быстро разрушаться, так как частицы колец, расположенные на разных расстояниях от планеты, движутся с различными угловыми скоростями. Тщательный анализ фотографий, переданных космическими станциями, показал, что время полного оборота «спиц» в точности соответствует периоду осевого вращения самого Сатурна. В связи с этим высказано предположение, что «спицы» образованы мелкими частицами, расположенными над плоскостью колец и удерживаемыми электростатическими силами. А их вращение объясняется тем, что они увлекаются магнитным полем Сатурна.

И еще одна загадка: в кольце F были обнаружены утолщения и даже переплетения отдельных нитей. Явление труднообъяснимое с точки зрения законов обычной механики! Скорее всего оно также связано с электромагнитными воздействиями.

Открытие колец Юпитера и Урана говорит о том, что существование подобных структур закономерно для планет-гигантов. Судя по всему, их образование является результатом незавершившегося процесса формирования спутников планеты из частиц допланетного облака на близком расстоянии от нее. Впрочем, существуют и другие предположения.