Защо Сатурн има пръстени около него?

Сатурнпоразителните пръстени го правят един от най-красивите предмети, които звездите могат да избират в небето. Великолепната пръстенова система се вижда дори през малък телескоп, макар и не с много подробности. Най-добрите гледки са от космически кораби, като Вояджърс и мисии Касини. От тези близки срещи планетарните учени са спечелили много информация, която помага да се осветли произхода, движенията и еволюцията на пръстените на Сатурн.

Ключови заведения

Чрез телескоп пръстените на Сатурн почти изглеждат солидни. Някои ранни астрономи, като Жан-Доминик Касини, успяха да идентифицират какво прилича на "пропуски" или счупвания в пръстените. Най-големият от тях е кръстен на известния астроном, дивизия Касини. Отначало хората смятали, че почивките са празни области, но изгледите на космически кораби от 20-ти век показват, че те също са пълни с материал.

Има шест основни региона на пръстена. Основните са пръстените A, B и C. Другите, D (най-близкият), E, ​​F и G са много по-бледи. Карта на пръстените ги показва в следния ред, започвайки точно над повърхността на Сатурн и се придвижвайки навън: D, C, B, Cassini Division, A, F, G и E (най-отдалечените). Има също така наречен пръстен „Фийби“, който е на същото разстояние като този луна Фийби. Пръстените са кръстени по азбучен ред според реда, в който са открити.

Пръстените са широки и тънки, като най-широкият се простира до 282 000 километра (175 000 мили) от планетата, но само на няколко десетки крака на повечето места. В системата има хиляди пръстени, всеки съставен от милиарди бита лед, които обикалят около орбитата на планетата. Частиците на пръстена са направени до голяма степен от много чисти вода лед. Повечето парчета са сравнително малки, но някои са с размер на планини или дори малки градове. Можем да ги видим от Земята, защото са ярки и отразяват много слънчева светлина.

Частиците на пръстена се задържат на място чрез гравитационни взаимодействия помежду си и с малки луни, вградени в пръстените. Тези "овчарски спътници" карат стадо по частиците на пръстена.

Докато учените винаги са знаели, че Сатурн има пръстени, те не знаят колко дълго са съществували пръстените и кога са възникнали. Има две основни теории.

В продължение на много години учените предполагаха, че планетата и нейните пръстени са възникнали в началото на историята на слънчева система. Те вярвали, че пръстените са създадени от съществуващи материали: прахови частици, скални астероиди, комети и големи ледени камъни.

Тази теория властваше до първите проучвания на космически кораби, извършени от мисиите Voyager в началото на 1981 г. Изображенията и данните показват промени в пръстените, дори за кратки периоди от време. Мисията Касини предостави допълнителна информация, която учените все още анализират, показвайки, че частиците на пръстена се губят за кратки периоди от време. Друга улика за възрастта на пръстените идва от много чистия водно-леден грим на частиците. Учените твърдят, че това означава, че пръстените са много, много по-млади от Сатурн. По-старите частици лед с времето ще потъмнеят от прах. Ако това е вярно, тогава пръстените, които виждаме сега, може да не датират от произхода на Сатурн.

Алтернативно, настоящата пръстенна система може би е била създадена, когато луната с размерите на Мимас се е отклонила твърде близо до Сатурн преди около 200 милиона години и се е разпаднала, поради огромната сила на Сатурн земно притегляне. След това получените парчета щяха да попаднат в орбита около Сатурн, създавайки пръстените, които виждаме днес. Възможно е този сценарий за разпадане на луната да е играл многократно през 4,5 милиарда години живот на планетата. Пръстените, които виждаме днес, са само най-новият набор, според тази теория.

Възможно е също много ранен свят, подобен на титан, да е участвал в създаването на пръстените, образувайки система, много по-голяма и по-масивна от тези, които се виждат днес.

Знаеше ли?

Колкото и да са се образували, пръстените на Сатурн продължават да се променят с течение на времето, придобивайки материал, тъй като по-малките предмети се приближават твърде близо. Въз основа на данните, събрани по време на Мисия Касини, учените смятат, че пръстените привличат междупланетен прах, който помага за попълване на материали, които се губят с течение на времето. Активността вътре в пръстените от овчарските луни също причинява промени в пръстените.

Учените имат редица теории как настоящите пръстени могат да се разсеят, но повечето са съгласни, че те вероятно няма да продължат много дълго. Нови пръстени биха се образували само ако нещо е достатъчно близо, за да се разкъса. Други по-малки частици, макар да бъдат хвърлени от близките луни, може да се разпространят в космоса и да бъдат изгубени в системата. Докато самите луни мигрират навън, частиците на пръстена, които "стадо", ще се разпространят.

Частиците могат да "валят" в Сатурн или да се разсеят в пространството. В допълнение, бомбардировки и сблъсъци с Метеорити може да избие частици от орбита. С течение на времето тези действия могат да доведат до това, че пръстените губят маса и в крайна сметка напълно да изчезнат. Данните на Касини сочат идеята, че настоящите пръстени могат да бъдат най-много няколкостотин милиона години. Те могат да продължат само още сто милиона години, преди да се разсеят в космоса или на планетата. Това означава, че пръстените на Сатурн са ефимерни в сравнение със самата планета и че планетата е можела да има много комплекти пръстени, тъй като по-малките светове се скитат твърде близо през живота на Сатурн.

Едно нещо, с което учените са съгласни - времето означава различни неща за целия живот на една планета и ние ще можем да оценим зашеметяващите пръстени на Сатурн за още хилядолетия.

Гросман, Лиза. „Пръстените на Сатурн могат да бъдат раздробени луни.“ Научни новини за студенти, 24 януари 2018 г.

"Колко дебели са пръстените на Сатурн?" Справочно бюро, Hubblesite.

"Сатурн". НАСА, 25 април 2019 г.

Steigerwald, Бил. „Научните изследвания на НАСА разкриват, че Сатурн губи пръстените си със скорост„ Най-лош сценарий “.“ Нанси Джоунс, НАСА, 17 декември 2018 г., Грийнбелт, Мериленд.