Сатурн і його кільця - сторінка 1 з 3
Летить, син Нікого
Летить, син Нікого
2
Вперше виявив кільця у планети італійський астроном Галілео Галілей. Спочатку було висловлено припущення, що планету оточують хмари газу. Через кілька десятиліть Гюйгенс за допомогою вже більш досконалих інструментів визначив, що це було кільце. Звичайно ж, рівень розвитку астрономії тоді не дозволяв більш детально розглянути будову кільця. Дійсно, в той час кільце здавалося однорідним. Лише через два століття з'ясувалося, що кільце насправді складається з мільйонів дрібних частинок. Згодом з'ясувалося, що навколо планети не одне, а кілька кілець.
Нарешті, в минулому столітті на орбіті Сатурна побували космічні зонди «Піонер-2» (1979), «Вояджер-1» (1980) і «Вояджер-2» (1981) які допомогли зблизька роздивитися таємничі кільця.
Існує 3 основних кільця, названих A, B і C. Вони помітні без особливих проблем із Землі. Є і більш слабкі кільця - D, E, F. При найближчому розгляді кілець виявляється безліч. Між кільцями існують щілини, де немає часток. Та з щілин, яку можна побачити в середній телескоп із Землі (між кільцями А і В), названа щілиною Кассіні. У ясні ночі можна навіть побачити менш помітні щілини. Внутрішні частини кілець обертаються швидше зовнішніх.
Кільце Сатурна настільки широко, що по ньому, будь таке можливо, міг би котитися Нептун або Уран. Або обидва відразу. Ширина кільця складає 137 000 км. У той же час, кільце має в товщину всього кілька десятків метрів.
Всі кільця складаються з окремих шматків льоду різних розмірів: від пилинок до декількох метрів в поперечнику. Ці частинки рухаються з практичних однаковими швидкостями (близько 10 км / с, їх швидкості так добре зрівняні, що сусідні частинки здаються нерухомими по відношенню один до одного), іноді стикаючись один з одним. Під дією супутників кільце трохи вигинається, перестаючи бути плоским: видно тіні від Сонця. Все ж частинки повільно переміщаються в різних напрямках - зі швидкістю 1-2 мм / с.
Зовнішній вигляд кілець змінюється від року до року. Це обумовлено нахилом площини кілець до площини орбіти планети. Площина кілець нахилена до площини орбіти на 26 °. Тому протягом року ми бачимо їх максимально широкими, після чого їх видима ширина зменшується, і, приблизно через 15 років, вони перетворюються в слабо помітну рису.
3
«Вояджер 1» дозволив докладніше розглянути структуру кілець. Безліч щілин, крім уже відомої давно щілини Кассіні, спонукали вчених висунути гіпотезу про наявність маленьких супутників, орбіти яких лежать всередині цих щілин, і, вважалося, що такі супутники, як би, збирають всі частинки на своєму шляху. Однак, «Вояджер 2», який проводив систематичний пошук таких супутників, нічого не виявив. Не дивлячись на те, що деякі з астрономів і раніше припускають знайти подібне співіснування супутника і щілини, численні дослідження привели до висновку про те, що винуватцями освіти багатьох щілин дійсно є супутники, але тільки ті, чиї орбіти лежать за межами кілець. Та й механізм утворення щілин зовсім інший.
І частки, і супутники обертаються навколо Сатурна, підкоряючись законам Кеплера, з яких, зокрема, випливає, що чим далі знаходиться тіло від центру, навколо якого воно звертається, тим більше період його звернення. Це означає, що і всередині кілець період обертання частинок навколо Сатурна залежить тільки від відстані до планети. Для будь-якого супутника знайдеться таке кільце, для якого більший період обертання супутника виявиться кратним періоду обертання частинок, що знаходяться в цьому кільці. Скажімо, період обертання супутника виявиться майже точно в три рази більше, ніж період обертання частинок. Цей супутник через рівні проміжки часу змінює рух всіх таких частинок, і ті покидають, з часом, свою орбіту, утворюючи тонку щілину, майже вільну від частинок. Таким чином, за кожною щілиною варто вплив певного супутника, «особистість» якого легко з'ясовується. Астрономи говорять, що цю щілину супутник пасе. Тут слово «пасе» використовується як термін, а супутники, що наглядають за щілинами в кільці Сатурна, називають «пастухами».
4
Уже перші знімки кілець, передані АМС «Вояджер-1», показали невеликі колірні варіації в кільцях, щілину в кільці С, наявність речовини в розподілі Кассіні і зміни в розподілі і яскравості речовини в кільцях С і В. Найбільш цікавими деталями на перших знімках були «спиці» - радіальні темні утворення, що перетинають деякі ділянки яскравого кільця В. Іноді «спиці» спостерігалися протягом декількох годин, хоча внутрішній край кільця біля основи «спиці» обертається навколо планети з більшою швидкістю, ніж зовнішній край у вершини «спиці»,ці утворення повинні б були зруйнуватися.
Пізніше були отримані знімки «спиць» при розсіюванні сонячного світла вперед. На цих знімках області спиць світлі, а не темні, як на перших знімках, зроблених при розсіюванні світла назад. Це дозволило припустити, що області «спиць» містять дуже дрібні пилоподібні частки. Область, де спостерігаються «спиці», перекриває зону кільця, що обертається навколо Сатурна з такою ж швидкістю, як його магнітне поле. Це, на думку деяких вчених, може пояснити стійкість спиць, незважаючи на різну швидкість руху частинок. Вчені припустили, що в результаті взаємодії між цими могшіх частинками і електростатичними силами частки можуть концентруватися в певних областях або підніматися над площиною кілець.
