Если бы во времена динозавров была развита астрономия, то у тогдашних ученых была возможность увидеть нечто удивительное — Сатурн без его колец. Увы, но людей тогда не существовало. Однако будущие жители Земли смогут вновь увидить планету без ее фирменных "аксессуаров".
Три недавних исследования ученых из Исследовательского центра Эймса NASA в Силиконовой долине Калифорнии изучают данные миссии Cassini (Кассини) и предоставляют доказательства того, что кольца Сатурна молодые и стремительно разрушаются — конечно, в астрономических масштабах. Новое исследование рассматривает массу колец, их "чистоту", скорость добавления поступающего мусора и то, как это влияет на изменение колец с течением времени. Соедините эти элементы вместе, и вы сможете лучше понять, как долго они существуют и сколько времени у них осталось.
Кольца почти полностью состоят из чистого льда. Менее нескольких процентов их массы составляют неледяные "загрязнения", исходящие от микрометеороидов, таких как фрагменты астероидов размером меньше песчинки. Они постоянно сталкиваются с кольцевыми частицами и вносят свой вклад в материал, вращающийся вокруг планеты. Возраст колец было трудно определить, потому что ученые еще не провели количественную оценку этой бомбардировки, чтобы рассчитать, как долго она должна была продолжаться.
Хотя у всех четырех планет-гигантов есть системы колец, у Сатурна, безусловно, самая массивная и впечатляющая. Ученые пытаются понять почему, изучая, как сформировались кольца и как они эволюционировали с течением времени.
Первое из трех новых исследований дает лучшее представление об общей скорости прибытия не ледяного материала и, следовательно, о том, насколько он должен был "загрязнить" кольца с момента их образования. Это исследование, проведенное Университетом Колорадо в Боулдере, также указывает на то, что микрометеороиды не прибывают так быстро, как думали ученые, а это означает, что гравитация Сатурна может более эффективно втягивать материал в кольца. Эти ряды свидетельств в сумме говорят о том, что кольца не могли подвергаться воздействию этого космического града в течение более чем нескольких сотен миллионов лет — небольшая часть возраста Сатурна и Солнечной системы в 4,6 миллиарда лет.
Подтверждат этот вывод вторая статья, подготовленная Университетом Индианы. Авторы исследования определили две вещи, которые в значительной степени игнорировались в исследованиях. В частности, они изучали физику, определяющую долгосрочную эволюцию колец, и обнаружили два важных элемента — бомбардировку микрометеороидами и то, как обломки этих столкновений распределяются внутри колец. Принятие во внимание этих факторов показывает, что кольца могли достичь своей нынешней массы всего за несколько сотен миллионов лет. Результаты также предполагают, что, поскольку они такие молодые, они, скорее всего, образовались, когда нестабильные гравитационные силы в системе Сатурна разрушили некоторые из его ледяных спутников.
Таким образом, Сатурн, возможно, существовал более 4 миллиардов лет, прежде чем принял свой нынешний вид. Но как долго еще он сможет носить красивые кольца, которые мы знаем сегодня?
Миссия Кассини обнаружила, что кольца быстро теряют массу, поскольку материал из самых внутренних областей падает на планету. В третьей статье, также под руководством Университета Индианы, впервые количественно определяется, насколько быстро материал колец дрейфует в этом направлении, и метеороиды, опять же, играют свою роль. Их столкновения с существующими кольцевыми частицами и то, как образующиеся обломки выбрасываются наружу, объединяются, чтобы создать своего рода конвейерную ленту движения, несущего материал кольца к Сатурну. Подсчитав, что означает все это столкновение частиц для их возможного исчезновения на планете, исследователи пришли к неприятным новостям для Сатурна: он может потерять свои кольца в ближайшие несколько сотен миллионов лет.
Возможно, крошечные и темные кольца Урана и Нептуна — результат этого процесса. Следовательно, кольца Сатурна сравнительно массивные и ледяные, что указывает на их молодость.
