Кольца Сатурна образуют гигантский пыльный пончик, опоясывающий планету.

Обычно считается, что кольца Сатурна плоские, но измерения, проведенные космическим аппаратом «Кассини», показывают, что некоторые из их частиц пролетают сотни тысяч километров над и под тонкими главными дисками.

Частички пыли из колец Сатурна, по-видимому, находятся гораздо дальше над и под планетой, чем считали ученые, что позволяет предположить, что кольца больше похожи на гигантский пыльный пончик.

Основная структура колец Сатурна чрезвычайно тонкая, простираясь наружу на десятки тысяч километров, но вертикально всего на 10 метров, что и создает поразительный вид планеты при наблюдении с Земли. Однако существуют некоторые вариации этой формы, например, более объемное внешнее кольцо E, питаемое спутником Сатурна Энцеладом, который выбрасывает лед из своего подводного океана.

Теперь Франк Постберг из Свободного университета Берлина и его коллеги проанализировали данные, полученные космическим аппаратом НАСА «Кассини» за 20 витков в 2017 году, в последний год миссии, когда он двигался по чрезвычайно крутым траекториям через кольца, начиная с расстояний, в три раза превышающих радиус Сатурна над планетой, и продвигаясь на такие же расстояния ниже.

Спектрометр «Кассини», анализатор космической пыли, обнаружил сотни мельчайших каменистых частиц вблизи верхней точки траектории «Кассини», имеющих схожий химический состав с частицами главного кольца, которые содержат мало железа. «Это действительно уникальный спектральный тип, который мы никогда не видим больше нигде в системе Сатурна», — говорит Постберг.

«Вблизи плоскости кольца находится гораздо больше объектов, но всё равно удивительно, что мы видим эти частицы кольца так высоко, как выше, так и ниже плоскости кольца», — говорит он.

Чтобы подняться так высоко, более чем на 100 000 километров от главного кольца, Постберг и его команда подсчитали, что частицам потребуется скорость более 25 километров в секунду, чтобы преодолеть гравитационное и магнитное воздействие Сатурна.

Неясно, какой именно процесс мог бы обеспечить им такую скорость, говорит Постберг. Самое простое объяснение заключается в том, что крошечные метеориты врезаются в кольца и разбрасывают частицы, но это не привело бы к образованию достаточно быстрых осколков.

Однако, согласно недавнему исследованию, столкновение микрометеоритов с кольцами Сатурна может привести к образованию температур, достаточно высоких для испарения породы, что свидетельствует о том, что кольца Сатурна намного старше, чем считалось ранее. Постберг и его коллеги предполагают, что эта испарившаяся порода может вылетать из колец со скоростью, значительно превышающей скорость шрапнеля, и впоследствии конденсироваться на больших расстояниях от планеты.

Обнаружение пыли так далеко от главного кольца удивительно, говорит Франк Шпан из Потсдамского университета в Германии, который не принимал участия в исследовании. Это связано с тем, что частицы в главном кольце Сатурна малы, поэтому они сталкиваются редко, и липкие, так что столкновения больше похожи на удары снежков друг о друга, чем на удары бильярдных шаров, поясняет он.

Столкновения микрометеоритов происходят по всей Солнечной системе, поэтому то же самое может происходить и на других планетах с кольцами, таких как Уран. «Если происходят высокоскоростные столкновения с ледяными кольцами, то этот процесс может быть универсальным. Можно ожидать аналогичных пылевых гало над и под другими кольцами», — говорит Постберг.

Журнал планетологии DOI: 10.3847/PSJ/ae18c1

Мировая столица астрономии: Чили

Откройте для себя астрономические достопримечательности Чили. Посетите одни из самых технологически продвинутых обсерваторий мира и полюбуйтесь звездами под одним из самых чистых небес на Земле.

Узнать больше

Источник: www.newscientist.com