Откуда у Сатурна кольца?

Японские и французские планетологи пришли к выводу, что знаменитые кольца Сатурна представляют собой раздробленные осколки зародыша планеты, который планета-гигант “съела” во время путешествия к центру Солнечной системы в первые мгновения ее существования. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus, передает РИА Новости.

Сатурнианские кольца в 1610 году открыл Галилео Галилей, который посчитал их тремя крупными спутниками. В середине XVII века Христиан Гюйгенс выяснил, что “спутники” Галилея на самом деле являются кольцами, состоящими из мельчайших частичек пыли и льда. О природе колец ученые спорят до сих пор — часть планетологов полагает, что они возникли из осколков древней протопланеты, тогда как другие считают их продуктом недавних катаклизмов.

Споров добавляет и то, что недавно зонд “Кассини” обнаружил, что Сатурн постепенно высасывает воду из своих колец, что заставило планетологов искать возможный источник их пополнения. Им, вероятно, является Энцелад – другие наблюдения “Кассини” показали, что гейзеры луны Сатурна постоянно пополняют запасы льда в кольце Е, одном из крупнейших внешних колец газового гиганта.

Сатурн, пожирающий своих детей

Хиденори Генда (Hidenori Genda) из Технологического института Токио (Япония) и его коллеги, построив модель формирования колец Сатурна при помощи суперкомпьютера, пришли к выводу, что справедливым был первый сценарий.

Как отмечают ученые, отличительной чертой колец Сатурна является то, что они состоят почти полностью из воды – на лед приходится 95% их массы. По этой причине кольца Сатурна окрашены в белесый цвет, а кольца Урана и Нептуна, содержащие гораздо больше пыли и пород, окрашены в темные тона.

Этот факт заставляет многих планетологов сомневаться в том, что кольца представляют собой раздробленные луны Сатурна или планеты, так как в таком случае темного материала было бы гораздо больше.

Генда и его коллеги предположили, что в роли такой “космической жертвы” могла выступать не нормальная планета, а ее зародыш, аналогичный по размерам и свойствам Плутону и почти полностью состоящий из замороженной воды, азота и других летучих веществ.

Во времена эпохи так называемой “поздней тяжелой бомбардировки” на окраинах Солнечной системы существовали сотни подобных зародышей планет. Почти все они были, как сегодня считают планетологи, катапультированы в межзвездное пространство или поглощены Юпитером и Сатурном во время их миграции в сторону Солнца четыре миллиарда лет назад.

Космическая “ледомолка”

Авторы статьи предположили, что одно такое тело (или несколько) могло сблизиться с Сатурном так, что временно стало его спутником на крайне нестабильной орбите, где было в конечном итоге разорвано на части приливными силами планеты-гиганта.

Ученые проверили эту идею при помощи компьютерной модели, просчитывавшей вероятность и последствия подобного рандеву между Сатурном и гипотетическим аналогом Плутона. Их расчеты показали, что шансы на такое развитие событий действительно высоки, и раскрыли историю рождения колец Сатурна.

Как оказалось, кольца при размалывании протопланет возникают далеко не сразу. При встрече с Сатурном и попадании в его гравитационные “клещи” зародыш распадается на несколько крупных кусков, которые начинают вращаться вокруг планеты-гиганта по очень вытянутым орбитам. Через несколько витков они тоже распадаются на части, и вокруг Сатурна начинают летать своеобразные рои мелких и крупных астероидов. Их сообщество будет похоже на своеобразный “бублик”, вращающийся вокруг планеты-гиганта.

Орбиты этих потоков крупных “космических булыжников” будут крайне нестабильными, в результате чего они будут часто менять свой наклон по отношению к экватору Сатурна, зачастую пересекаясь с трассами других роев астероидов. Это приведет к массовым столкновениям между астероидами, их дальнейшему разрушению и образованию облаков из частиц льда и пыли, которые постепенно опустятся на экваториальную орбиту и образуют кольца.

Большая часть пыли и осколков горных пород, обладающих более высокой плотностью, чем лед, будет выброшена из системы или поглощена Сатурном или Титаном, что объясняет то, почему современные кольца “властелина колец” состоят в основном из водяного льда и почему некоторые спутники Сатурна содержат в себе аномально много силикатных горных пород, которые, видимо, попали на них после разрушения “прародительницы” колец.