Сатурн часто называют самой красивой планетой Солнечной системой. Несомненно, газовый гигант заслужил этот титул благодаря своей системе колец. Конечно, у Юпитера, Урана и Нептуна также есть кольца, но они не идут ни в какой сравнение с сатурнианскими. Ширина основной части кольцевой системы шестой планеты составляет около 70 тыс. км, что почти в 6 раз больше диаметра Земли. Она обладает очень сложной структурой, состоящей из тысяч тоненьких колечек, разрывов, а также спутников-пастухов, чья гравитация удерживает частицы колец воедино и приводит к появлению в них различных образований («волн», «уплотнений», «петель», «борозд» и т.д).
Астрономы давно пытались ответить на вопрос, каков возраст колец Сатурна. Изначально преобладало мнение, что они образовались вместе с планетой. Это бы означало, что Сатурн всегда имел нынешний вид. Однако еще в 1980-е гг. аппараты Voyager собрали данные, косвенно свидетельствующие о том, что материал колец постепенно выпадает на планету. На это указывали вариации в ионосфере газового гиганта, неравномерная плотность колец и несколько темных полос, наблюдаемых в средних широтах северного полушария Сатурна.
Через некоторое время ученые выдвинули предположение, что темные полосы возникли из-за того, что заряженные частицы льда из колец постепенно «стекают» по линиям магнитного поля Сатурна. Приток вещества смывает стратосферную дымку на определенных широтах, из-за чего они кажутся более темными, чем соседние регионы.
Чтобы проверить эту теорию, астрономы осуществили ряд наблюдений Сатурна при помощи телескопов обсерватории Кека. Собранные ими данные подтвердили существование описанного механизма. Под действием солнечного излучения и/или микрометеоритной бомбардировки ледяные частицы колец приобретают электрический заряд. Далее они притягиваются магнитным полем Сатурна и засасываются в верхние слои атмосферы планеты. Образующаяся при таянии частиц вода вступает в реакцию с ионосферой газового гиганта, в результате чего в ней возникают светящиеся в инфракрасном диапазоне полосы, которые удалось обнаружить обсерватории Кека.
Также астрономы сумели отыскать светящуюся полосу на более высоких широтах в южном полушарии Сатурна. По их мнению, она возникла из-за попадания в атмосферу планеты частиц, выбрасываемых гейзерами Энцелада.
По словам исследователей, каждые полчаса на Сатурн выпадает достаточное количество воды, чтобы ею можно было заполнить олимпийский бассейн. С такой скоростью потери вещества кольца планеты полностью исчезнут за 300 млн лет. Но если добавить к этим цифрам данные аппарата Cassini, обнаружившего настоящий «дождь» из капель воды и частичек пыли в экваториальных широтах Сатурна, то окажется что газовый гигант лишится колец уже через 100 млн лет.
Это означает, что кольца Сатурна намного моложе, чем считалось ранее. По всей видимости, они образовались около 100 млн лет назад — скорее всего в результате разрушения крупного ледяного спутника. Таким образом, мы наблюдаем их в самой середине жизненного цикла. Не исключено, что в далеком прошлом Юпитер, Уран и Нептун могли обладать аналогичными по красоте кольцевыми системами, от которых со временем осталось лишь несколько темных, сложно различимых колечек.
По материалам: https://www.nasa.gov
