Сатурн, шестата планета от Слънцето. Пръстените на Сатурн са система от плоски концентрични образувания от лед и прах, разположени в екваториалната равнина на планетата. Планетата има седем основни (A, B, C, D, E, F, G) и много малки пръстени.
Отварянето на пръстените на Сатурн
1610 - Галилео Галилей е първият, който вижда пръстените на Сатурн в телескопа си при 20-кратно увеличение, но не ги разпознава като пръстени.
1655 г. - Кристиан Хюйгенс, учен от Холандия, пръв разпознава пръстена в странните издатини, придружаващи Сатурн. Но само 4 години по-късно, убеден, че е прав, той каза от страниците на книгата „Сатурновата система“, че Сатурн „е заобиколен от тънък, плосък пръстен, който не се допира никъде, склонен към еклиптиката“.
1675 г. - директорът на Парижката обсерватория Джовани Доменико Касини открива черна ивица вътре в пръстена (по-късно наречена „Касини дивизия“). Тя го разряза на две части - те започнаха да се наричат пръстени А и В. Той пръв направи предположението, че пръстените се състоят от отделни частици.
Произходът на пръстените
Промоционално видео:
Сега хипотезите започнаха да се появяват една след друга. В продължение на няколко века мистериозните пръстени на Сатурн неизменно привличат вниманието на астрономите. Колкото по-съвършени ставаха телескопите, толкова по-сложна изглеждаше структурата на пръстените. В днешно време - с помощта на междупланетни сонди, които са били близо до Сатурн - знаем много за тях. В допълнение към основните, астрономите вече са преброили повече от 100 хиляди отделни пръстена, заобикалящи планетата. Те са различни по своя химичен състав и цвят. Произходът на пръстените все още поражда много въпроси. Изследователите продължават да излагат нови хипотези, обясняващи естеството на пръстените.
Хипотези
През 19 век френският астроном Едуар Албер Рош изказва хипотезата, че една от спътниците на Сатурн се е доближила толкова близо до планетата, че е била разкъсана от приливни сили и отломките й са образували пръстени, които сега обграждат Сатурн. Нито един сателит, преминал така наречената „граница на Рош“, не може да оцелее; рано или късно ще се разпадне, образувайки друг пръстен, който по-късно ще се установи на планетата. Както и да е, пръстените, според поддръжниците на тази хипотеза, са временни. Имаме късмета да живеем във време, когато няколко големи планети са заобиколени от тях наведнъж.
Според друга хипотеза пръстените са могли да се образуват след сблъсъка на една от спътниците на Сатурн с голям метеорит. Много отломки, осеяли околностите на планетата след сблъсъка, се превърнаха в материал, от който бяха образувани пръстените. Изчисленията показват, че възрастта им е не повече от 100 милиона години.
От какво са направени пръстените
Сега знаем, че пръстените на Сатурн са 90–95% воден лед. Но небесните тела, които биха могли да им служат като материал, са съставени поне наполовина от различни силикати и метали. Следователно пръстените на Сатурн също трябва да съдържат поне няколко десетки процента от тези материали. Само нови хипотези могат да разрешат това противоречие.
Но какво, ако пръстените на Сатурн, подобно на най-близките до него сателити, се образуват поради същата катастрофа? Тази версия беше представена през 2010 г. от американския астрофизик Робин Кануп. Той предположи, че в далечното минало около Сатурн се е въртял друг толкова голям спътник, колкото Титан. Сърцевината му се състоеше от силикати и желязо, а мощна ледена обвивка го покриваше. Приближавайки се до планетата на разстояние, равно на границата на Роше, под въздействието на приливните сили той изхвърли тази ледена обвивка и тя, постепенно разпадайки се на все по-малки части, започна да обикаля около Сатурн, образувайки множество пръстени. Що се отнася до желязната каменна сърцевина на спътника, тя се срути на Сатурн.
Според изчисленията пръстените на Сатурн някога са тежали хиляди пъти повече, отколкото сега. Въпреки това астероиди и комети, които понякога се блъскаха в тях, избиха част от материала. Може да е образувал вътрешните сателити на Сатурн - например Тетида. Междувременно силикатите и металите, съдържащи се в астероидите, попълниха материала на пръстените - така се появиха 5-10% от примесите, които бяха открити там.
Кога са се образували пръстените?
Тази хипотеза обаче, както и другите споменати, има същите недостатъци. Например след разрушаването на сателит се появяват фрагменти с различни размери - от кубчета лед до ледени планини, простиращи се на десетки километри. Всъщност нито една от ледените плочи, образували пръстените, не е дълга повече от 10 метра. Друг е въпросът дали пръстените на Сатурн са се появили заедно с планетата! Тогава - поради мощното противодействие на гравитацията - малки парченца лед не биха могли да се изгубят дори в бучки с големината на къща. Освен това унищожаването на спътника все още е инцидент и всички гигантски планети са заобиколени от пръстени, поради което не е много трудно да се повярва в случайността. Много астрономи вярват, че пръстените около планетите са се образували едновременно.
Означава ли това, че тези пръстени са направени от материя, която е оцеляла от възникването на Слънчевата система? По това време около Слънцето се въртя огромен диск от газ и прах, от материала на който планетите се раждат една след друга. Останките от космическите заготовки - всички тези частици лед и прах - сега се въртяха сред новоизсечените планети, като в крайна сметка се превърнаха в буци спътници. Но те могат да възникнат само на известно разстояние от планетата, в противен случай бързо ще се срутят. Следователно за известно време в близост до гигантските планети остават фрагменти от газопрахов диск, които впоследствие образуват отделни пръстени.
Поради честите сблъсъци помежду си, както и въздействието на мощни приливни сили, всички тези зърна и бучки никога не са съставлявали нито един спътник. Ако тази версия е вярна, материалът на пръстените непрекъснато се попълва с материя от повърхността на спътниците на Сатурн - в противен случай пръстените могат да се изпарят за няколкостотин милиона години.
Откриване на нови пръстени
Междувременно астрономите откриват нови пръстени на Сатурн. И така, преди време беше забелязан непознат досега огромен пръстен. По принцип пръстеновидните системи на гигантските планети са доста малки в сравнение със самите планети. Според астрономите радиусът им не надвишава 5-10 радиуса на планетата. И така, радиусът на най-големите известни доскоро пръстени на Сатурн - пръстени Е - не надвишава 10 радиуса на Сатурн (екваториалният му радиус е 60 хиляди км).
Наблюденията показват, че външните пръстени на Сатурн постоянно се захранват от прах, излизащ от повърхността на неговите спътници след сблъсъци с микрометеорити. Именно от него се състои пръстенът, открит едва през 2009 г. Радиусът му е от 100 до 200 радиуса на Сатурн и е образуван от прах, изхвърлен от повърхността на Фиби, най-отдалечения и най-тъмния спътник на планетата. Те успяха да открият новия пръстен благодарение на излъчваното от него инфрачервено лъчение. За разлика от други пръстени на Сатурн, той се намира не в екваториалната равнина на планетата, а в равнината на орбитата, по която се върти около Слънцето. Ъгълът между двете равнини е около 27 °.
Плътността на този пръстен е само 20 частици на кубичен километър (!). Според астронома Ан Вербискер от Университета на Вирджиния, ръководила изследването, "частиците на пръстена са толкова отдалечени, че ако влезете в него, дори не го забелязвате веднага". Освен това размерът на частиците често не надвишава няколко микрометра.
Изглежда, че праховите частици, които излитат от този пръстен, се отлагат върху повърхността на друг спътник на Сатурн, Япет, с лице към него. Това обяснява странната поява на тази луна. Ясно е разделена на две половини, светла и тъмна. Според експерти височината на праховия слой, покриващ едната му страна, варира от 20 сантиметра до няколко метра.
Препоръчва се за гледане: "Най-голямата загадка на астрономите - как са се появили пръстените на Сатурн."