Новая теория формирования колец Сатурна впервые позволила объяснить особенности современных спутников планеты и последние наблюдения автоматической исследовательской космической станции Cassini. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Автор теории – Робин Кануп, одна из руководителей Отдела космических исследований Юго-западного исследовательского института в США.
Впервые кольца Сатурна были обнаружены еще в XVI веке, но до самого последнего времени у астрономов не было теории, способной объяснить их природу и современное строение. Наиболее сложной загадкой для ученых был химический состав колец, состоящих более чем на 90% из водяного льда. Если бы источником колец был спутник планеты, разрушенный гравитационным взаимодействием Сатурна, то вещество колец должно было лишь наполовину быть представлено водой, тогда как остальную часть должны были составлять минералы, часто встречающиеся в метеорах или других твердых небесных телах Солнечной системы. Разработанная теория объясняет, почему химический состав колец отличается от предсказаний принятыми на сегодняшний день моделями формирования планет и их спутников.
Согласно новой модели, виной всему несколько последовательных поглощений Сатурном его спутников, миллиарды лет назад обращавшихся вокруг молодого газового гиганта. Расчеты Кануп показывают, что после формирования Сатурна, примерно 4,5 миллиарда лет назад, на заре Солнечной системы, вокруг него вращалось несколько крупных спутников, каждый из которых был в полтора раза больше Луны. Постепенно из-за гравитационного воздействия эти спутники один за другим «сваливались» в недра Сатурна. Из «первичных» спутников на сегодняшний день остался только Титан.
В процессе схода со своих орбит и вхождения в спиральную траекторию эти спутники разрушались. При этом легкая ледяная составляющая оставалась в космосе, тогда как тяжелые минеральные компоненты небесных тел поглощались планетой. Впоследствии лед захватывался гравитацией следующего спутника Сатурна, и цикл вновь повторялся. Когда произошел захват Сатурном последнего из своих «первичных» спутников, ставшего гигантским ледяным шаром с твердым минеральным ядром, вокруг планеты образовалось «облако» изо льда. Фрагменты этого «облака» имели от 1 до 50 километров в диаметре и сформировали первичное кольцо Сатурна. По массе это кольцо превышало современную систему колец в 1 тысячу раз, однако в течение последующих 4,5 миллиарда лет соударения образующих кольцо ледяных глыб привели к измельчению льда до размеров градин. При этом большая часть вещества была поглощена планетой, а также утрачена при взаимодействии с астероидами и кометами, многие из которых также стали жертвами гравитации Сатурна.
Эта теория позволяет объяснить природу современных спутников Сатурна, в частности Тетиса, который практически целиком состоит изо льда. Согласно модели Кануп, на достаточно больших дистанциях от планеты гравитационное взаимодействие ледяных градин и булыжников, образующих систему колец, становится достаточно велико, чтобы преодолеть силу гравитации Сатурна и агрегировать (собраться) в единое небесное тело.
«Эта модель показывает, что современная система колец и спутников Сатурна образовалась из-за событий, в результате которых Титан, один из «первичных» спутников планеты, остался единственным крупным спутником газового гиганта», – сказала Кануп
Впервые кольца Сатурна были обнаружены еще в XVI веке, но до самого последнего времени у астрономов не было теории, способной объяснить их природу и современное строение. Наиболее сложной загадкой для ученых был химический состав колец, состоящих более чем на 90% из водяного льда. Если бы источником колец был спутник планеты, разрушенный гравитационным взаимодействием Сатурна, то вещество колец должно было лишь наполовину быть представлено водой, тогда как остальную часть должны были составлять минералы, часто встречающиеся в метеорах или других твердых небесных телах Солнечной системы. Разработанная теория объясняет, почему химический состав колец отличается от предсказаний принятыми на сегодняшний день моделями формирования планет и их спутников.
Согласно новой модели, виной всему несколько последовательных поглощений Сатурном его спутников, миллиарды лет назад обращавшихся вокруг молодого газового гиганта. Расчеты Кануп показывают, что после формирования Сатурна, примерно 4,5 миллиарда лет назад, на заре Солнечной системы, вокруг него вращалось несколько крупных спутников, каждый из которых был в полтора раза больше Луны. Постепенно из-за гравитационного воздействия эти спутники один за другим «сваливались» в недра Сатурна. Из «первичных» спутников на сегодняшний день остался только Титан.
В процессе схода со своих орбит и вхождения в спиральную траекторию эти спутники разрушались. При этом легкая ледяная составляющая оставалась в космосе, тогда как тяжелые минеральные компоненты небесных тел поглощались планетой. Впоследствии лед захватывался гравитацией следующего спутника Сатурна, и цикл вновь повторялся. Когда произошел захват Сатурном последнего из своих «первичных» спутников, ставшего гигантским ледяным шаром с твердым минеральным ядром, вокруг планеты образовалось «облако» изо льда. Фрагменты этого «облака» имели от 1 до 50 километров в диаметре и сформировали первичное кольцо Сатурна. По массе это кольцо превышало современную систему колец в 1 тысячу раз, однако в течение последующих 4,5 миллиарда лет соударения образующих кольцо ледяных глыб привели к измельчению льда до размеров градин. При этом большая часть вещества была поглощена планетой, а также утрачена при взаимодействии с астероидами и кометами, многие из которых также стали жертвами гравитации Сатурна.
Эта теория позволяет объяснить природу современных спутников Сатурна, в частности Тетиса, который практически целиком состоит изо льда. Согласно модели Кануп, на достаточно больших дистанциях от планеты гравитационное взаимодействие ледяных градин и булыжников, образующих систему колец, становится достаточно велико, чтобы преодолеть силу гравитации Сатурна и агрегировать (собраться) в единое небесное тело.
«Эта модель показывает, что современная система колец и спутников Сатурна образовалась из-за событий, в результате которых Титан, один из «первичных» спутников планеты, остался единственным крупным спутником газового гиганта», – сказала Кануп
Обсуждения Предложена теория формирования колец Сатурна