Космічний апарат Cassini вже давно перестав функціонувати і впав на Сатурн. Однак його дані продовжують використовуватися для здійснення нових відкриттів. Цього разу науковці з’ясували, що кільця шостої планети не закінчуються там, де здається.
Зразки пилу
Зонд Cassini здійснив свої останні орбіти, відомі як «Гранд Фінальні Орбіти» (GFOs), у 2017 році, перш ніж зануритися в атмосферу Сатурна. Під час цих орбіт зонд зібрав зразки пилу над і під кільцями Сатурна для аналізу за допомогою свого Аналізатора Космічного Пилу (CDA). Тепер дослідники опублікували нове дослідження в журналі The Planetary Science Journal, в якому показали, що ці дані вказують на те, що знамениті кільця Сатурна простягаються набагато далі над і під площиною кілець, ніж тонкі кільця, які ми бачимо через телескоп.
За 20 орбіт Cassini зібрав 1690 спектрів пилу, які були проаналізовані. З них 155 були чітко визначені як мінеральні (або силікатні) частинки. Частинки були зібрані на відстані, що приблизно дорівнює трьом радіусам Сатурна (RS) над і під площиною кільця в приблизно рівній кількості, утворюючи «ореол».
Після аналізу складу команда виявила, що силікати у високих широтах майже ідентичні за складом тим, що розташовані поблизу кілець. Частинки як поблизу, так і далеко від кілець переважно складаються з магнію та кальцію, подібно до космічних зерен. Також з’ясувалося, що в пилових частинках суттєво знижений вміст заліза, що відповідає складу матеріалу, виявленого поблизу кілець. Автори дослідження називають це «вражаючою схожістю складу».
«Ми робимо висновок, що в межах точності методу ці мінеральні пилові зерна мають ідентичний склад, що свідчить про те, що силікати, які досліджувалися в цьому дослідженні, також походять із головних кілець, досягаючи широт >3RS відносно площини кілець Сатурна», — пишуть автори дослідження.
Механізм вилітання частинок із кілець
Щоб визначити, як могло виникнути таке розподілення частинок, команда провела серію динамічних моделювань. Вони встановили, що такі частинки можуть досягати широт, де вони були виявлені, якщо вони вилітають з кілець зі швидкістю понад 25 км/с і мають розмір менш ніж 20 нанометрів. Команда стверджує, що це може відбуватися, якщо частинки в кільцях потрапляють під удар мікрометеоритів, яких там відносно багато.
Спостережуване збільшення щільності частинок зі зменшенням відстані до площини кілець узгоджується з викидом після удару мікрометеоритів як домінуючим механізмом утворення частинок. Очікується, що більшість викинутих частинок або знову зіткнуться з основними кільцями, або впадуть на Сатурн, і лише невелика частина, як припускається, успішно вийде з кілець.
Нові запитання
На думку дослідників, найімовірнішим механізмом є конденсація швидких парових шлейфів після удару мікрометеоритів об кільця. Це призвело б до утворення наносилікатів, які спостерігаються в даних, а також до спостережуваного виснаження заліза.
Дослідники також розглянули альтернативну теорію, згідно з якою частинки притягувалися гравітаційним фокусуванням і таким чином потрапляли в систему Сатурна ззовні. Однак вони вважають, що це менш імовірно, оскільки склад пилу не відповідає екзогенним пиловим зернам, спостереженим CDA в інших частинах системи Сатурна.
Оскільки зіткнення мікрометеоритів є досить поширеним явищем, дослідження підіймає питання про те, чи можуть системи кілець інших планет також простягатися далі або чи можуть вони мати інші ефекти від динаміки пилу, які нелегко помітити за допомогою звичайних методів.
За матеріалами phys.org
