Человечество существует в особое время в истории нашей Солнечной системы - эпоху колец Сатурна.
В следующие 100 миллионов лет кольца Сатурна полностью исчезнут, и, как показало новое исследование Science, ученые-планетологи поняли, что кольца Сатурна появились совсем недавно.
Во время последних месяцев миссии Кассини на Сатурне космический корабль НАСА совершил серию смелых витков в пространстве между верхними слоями облаков планеты и самым внутренним краем ее колец. Так называемый «Гранд-финал» сигнализировал о том, что конец зонда близок, и 15 сентября 2017 года он сгорел в атмосфере газового гиганта, положив конец захватывающим 13 годам научных исследований на орбите Сатурна.
У космического корабля было мало топлива, и, чтобы избежать случайного столкновения с одной из потенциально обитаемых лун Сатурна, таких как Энцелад или Титан, НАСА давно решило, что лучший способ избавиться от миссии - это сжечь ее. в верхних слоях атмосферы Сатурна. Агентство хотело избежать земного заражения этих нетронутых инопланетных сред.
Кольцо Дождя
Однако перед огненной смертью Кассини провел беспрецедентные измерения загадочной кольцевой щели, чтобы выявить удивительную динамику колец. Хотя ученые миссии ожидали обнаружить в этой «пустой» области несколько тонких элементарных газов, аппаратура частиц «Кассини» обнаружила шведский стол из элементов и молекул, «проливающихся дождем» из колец в атмосферу планеты. По их оценкам, около 10 тонн (9 072 кг) материала падает на Сатурн из колец в секунду, как пишет Меган Бартельс для Space.com.
Это означает, что кольца Сатурна в конце концов исчезнут, как показало исследование, проведенное в конце 2018 года.
«Кольцам осталось жить менее 100 миллионов лет. Это относительно мало по сравнению с возрастом Сатурна, составляющим более 4 миллиардов лет», - сказал Джеймс О'Донохью из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. декабрьское заявление.
Теперь, в исследовании Science, опубликованном сегодня (17 января), исследователи использовали погружения Кассини, чтобы оценить, когда Сатурн приобрел свои знаменитые кольца.
Когда «Кассини» промчался сквозь плоскость колец Сатурна, руководители миссии позволили планете, ее кольцам и спутникам гравитационно притянуть мчащийся космический корабль. Чрезвычайно легкие рывки привели к крошечным изменениям траектории зонда, которые можно было точно измерить. Эти изменения позволили ученым впервые провести очень точное измерение того, сколько массы заключено в кольцах Сатурна.
После анализа окончательного набора орбит в сентябре 2017 года, однако, степень отклонения траектории Кассини изначально не имела смысла. Это не соответствовало предсказаниям теоретических моделей. Выяснилось, что на движение «Кассини» дополнительно влияли массивные потоки материала внутри плотной атмосферы Сатурна на экваторе на глубине около 6 000 миль (9 656 километров). Эти массивные потоки движутся примерно на 4 процента медленнее, чем видимые верхние атмосферные облака, вызывая гравитационную аномалию, которую нельзя было предсказать.
«Открытие глубоко вращающихся слоев является удивительным откровением о внутренней структуре планеты», - заявила в своем заявлении ученый проекта «Кассини» Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения НАСА. «Вопрос в том, что заставляет более быстро вращающуюся часть атмосферы опускаться так глубоко, и что это говорит нам о внутренней части Сатурна».
Откровения Кольца
Решив эту загадку, ученые получили возможность измерить гравитационное влияние колец Сатурна. Исследователи подсчитали, что общая масса колец Сатурна составляет примерно 40 процентов от массы спутника Сатурна Мимаса. Учитывая, что Мимас в 2000 раз меньше земного спутника, в кольцах Сатурна определенно не так много материала.
Ученые ранее полагались на волны плотности, или рябь, через кольца, вызванные движением 62 лун по орбите Сатурна, для оценки массы колец. Хотя эти оценки также были низкими, астрономы всегда предполагали, что в больших блоках материи есть какая-то скрытая масса, которая оставалась невидимой. «Мы всегда подозревали, что в волнах есть какая-то скрытая масса, которую мы не могли увидеть», - добавил в своем заявлении планетолог Буркхард Милитцер из Калифорнийского университета в Беркли.
Теперь, благодаря точным измерениям последних орбит Кассини, мы знаем, что скрытой массы нет. Чем меньше масса, тем моложе кольца, а поскольку они преимущественно состоят из льда, если бы они были старше, материал колец был бы загрязнен межпланетным мусором, что сделало бы их тусклыми. Кольца Сатурна, как мы прекрасно знаем, очень яркие. Новая оценка возраста находится в пределах диапазона более ранних оценок волны плотности, что позволяет исследователям сделать более точную оценку их истинного возраста.
Предыдущие оценки возраста колец сильно разнились: от 4,5 миллиардов лет (остатки того времени, когда формировался сам Сатурн) до нескольких десятков миллионов лет. Но с этим новым открытием кажется, что кольца очень молодые - они образовались менее 100 миллионов лет назад, возможно, всего 10 миллионов лет назад.
Откуда они взялись? Что ж, вполне возможно, что ледяной объект из пояса Койпера или блуждающая комета запутались в гравитационном поле Сатурна и поддались мощным приливам планеты, разорвав их на части, в конечном итоге перемалывая их материал, чтобы создать кольцевые кольца, которые мы знаем и любим. сегодня.
Интересно
Несмотря на то, что кольца Сатурна исчезнут через 100 миллионов лет, это не означает, что дни нашей Солнечной системы, окруженные кольцами, ушли навсегда. Если Сатурн может их создавать, то мало причин, по которым Юпитер, Нептун или Уран не могут разрушить собственное ледяное тело, чтобы создать еще одну яркую планету с кольцами в отдаленном будущем.
Часто задаваемые вопросы о кольцах Сатурна
Сколько спутников у Сатурна?
Сатурн имеет 82 спутника.
Сколько колец у Сатурна?
У Сатурна семь колец.
Из чего сделаны кольца Сатурна?
НАСА утверждает, что кольца Сатурна состоят из миллиардов маленьких кусков льда и камней, покрытых пылью.
Сколько лет планете Сатурн?
Сатурну более 4 миллиардов лет.
В каком году исчезнут кольца Сатурна?
Кольцам осталось жить менее 100 миллионов лет.