Кольца Сатурна — система плоских концентрических образований изо льда и пыли, располагающаяся в экваториальной плоскости Сатурна.
Галилео Галилей был первым, кто увидел кольца Сатурна, он наблюдал их в свой телескоп с 20-кратным увеличением в 1610 году, но не идентифицировал их как кольца. Он считал, что видит Сатурн «тройным», с двумя придатками неизвестной природы по бокам и зашифровал это в виде анаграммы smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras. Расшифровывалась она как лат. Altissimum planetam tergeminum obseruaui «Высочайшую планету тройною наблюдал»[1], расшифровка опубликована в письме Галилея Джулиано де Медичи 13 ноября 1610 года[2]. В 1612 году кольца были видны с ребра, поэтому они стали незаметны при наблюдении в телескоп, что озадачило Галилея. Позднее они появились вновь[3].
Христиан Гюйгенс стал первым человеком, который предположил, что Сатурн окружён кольцом. Он соорудил телескоп-рефрактор с 50-кратным увеличением, намного большим, чем телескоп Галилея, в который он наблюдал Сатурн. Результаты наблюдения он опубликовал 5 марта 1656 года в виде анаграммы[1] в своём сочинении «De Saturni Luna observatio nova»[4]. Расшифровку анаграммы Гюйгенс даёт в 1659 году в своём сочинении «Systema Saturnium»: лат. Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato[5] (Кольцом окружён тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклонённым[1]).
В 1675 году Джованни Доменико Кассини определил, что кольцо Сатурна состоит из двух частей, разделённых тёмным промежутком, который позднее был назван делением (или щелью) Кассини. В XIX веке В. Я. Струве предложил назвать внешнюю часть кольцом A, а внутреннюю — кольцом B[6].
В 1837 году Иоганн Франц Энке заметил промежуток в кольце A, который назвали делением Энке[6]. Через год Иоганн Готтфрид Галле обнаружил кольцо внутри кольца B,[7][8] однако его открытие не было принято всерьёз, и получило признание лишь после переоткрытия этого кольца в 1850 году У. К. Бондом, Д. Ф. Бондом и У. Р. Дейвсом,[9] его стали называть кольцом C, или креповым кольцом[10].
В своё время Лаплас предположил, что кольца Сатурна состоят из большого числа меньших цельных колечек[10]. В 1859 году Джеймс Клерк Максвелл показал, что Лаплас был не совсем прав, кольца не могут быть цельными твёрдыми, ибо тогда они оказались бы нестабильными и были бы разорваны на части. Он предположил, что кольца состоят из множества мелких частиц[10]. В своей единственной астрономической работе, опубликованной в 1885 году, Софья Ковалевская показала, что кольца не могут быть ни жидкими, ни газообразными[11]. Предположение Максвелла было доказано в 1895 году благодаря эффекту Доплера спектроскопическими наблюдениями колец, выполненными Аристархом Белопольским в Пулково и Джеймсом Эдуардом Килером в обсерватории Аллегени[12].
С начала космической эры 4 октября 1957 года по 2016 год в районе колец Сатурна пролетало четыре АМС. 1 сентября 1979 года АМС «Пионер-11» приблизилась к облачному покрову Сатурна на расстояние 20 900 км. По данным, переданным АМС «Пионер-11» были открыты кольцо F[13] и кольцо G[14]. Была измерена температура колец: -203 °C на Солнце и -210 °C в тени Сатурна[15]. 12 ноября 1980 года АМС «Вояджер-1» приблизилась к облачному покрову Сатурна на расстояние 64200 км[16]. По снимкам АМС «Вояджер-1» было установлено, что кольца Сатурна состоят из узеньких колечек, число которых измеряется сотнями[14]. С внешней и внутренней стороны кольца F открыты два спутника-«пастуха» (позднее им присвоили имена Прометей и Пандора), «пасущие» частицы кольца[17]. 26 августа 1981 года АМС «Вояджер-2» приблизилась к Сатурну на расстояние 161 000 км от его центра[18]. С помощью фотополяриметра, который не сработал на АМС «Вояджер-1», АМС «Вояджер-2» была способна наблюдать кольца с намного большим разрешением и открыть много новых колечек[19]. 1 июля 2004 года АМС «Кассини» приблизился к облачному покрову Сатурна на расстояние в 18 000 км и стал искусственным спутником Сатурна[20]. На 2016 год снимки АМС «Кассини» являются самыми детальными, по ним открыты новые колечки[21].
30 июня 2004 года исследовательский аппарат «Кассини» успешно пролетел через кольца Сатурна между двумя внешними кольцами F и G. Для защиты от микрометеоритов использовалась радиоантенна диаметром 4 метра. При пролёте аппарат получил более 100 тысяч ударов микрометеоритами, но серьёзно не пострадал.
В кольцах Сатурна наблюдаются необычные образования — «спицы», представляющие собой светлые и тёмные полосы, идущие поперёк колец. Впервые спицы были обнаружены аппаратами серии «Вояджер». Поскольку кольцо Сатурна не является единым телом и внутренние слои вращаются вокруг планеты быстрее внешних, то спицы должны быстро разрушаться, однако этого не происходит. Хотя спицы не являются долговечными образованиями, они могут существовать существенно дольше, чем можно было бы предположить, исходя из законов небесной механики[22]. Были высказаны гипотезы о влиянии электростатических либо гравитационных сил на формирование спиц.
В 2009 году было открыто ещё одно кольцо — кольцо Феба[23] диаметром более 13 миллионов километров. Также ученые предположили наличие системы колец у спутника Сатурна Реи — кольца Реи.
Плоскость обращения системы колец совпадает с плоскостью экватора Сатурна. Размер частиц материала в кольцах — от микрометров до сантиметров и (реже) десятков метров. Состав главных колец: водяной лёд (около 99 %) с примесями силикатной пыли. Толщина колец чрезвычайно мала по сравнению с их шириной (от 7 до 80 тысяч километров над экватором Сатурна) и составляет от одного километра до десяти метров. Общая масса обломочного материала в системе колец оценивается в 3×1019 килограммов[24].
Существует несколько гипотез:
Название | Расстояние до центра Сатурна, км | Ширина, км |
---|---|---|
Кольцо D | 67 000—74 500 | 7500 |
Кольцо C | 74 500—92 000 | 17500 |
Щель Коломбо | 77 800 | 100 |
Щель Максвелла | 87 500 | 270 |
Щель Бонда | 88 690—88 720 | 30 |
Щель Дейвса | 90 200—90 220 | 20 |
Кольцо B | 92 000—117 500 | 25 500 |
Деление Кассини | 117 500—122 200 | 4700 |
Щель Гюйгенса | 117 680 | 285—440 |
Щель Гершеля | 118 183—118 285 | 102 |
Щель Рассела | 118 597—118 630 | 33 |
Щель Джефриса | 118 931—118 969 | 38 |
Щель Койпера | 119 403—119 406 | 3 |
Щель Лапласа | 119 848—120 086 | 238 |
Щель Бесселя | 120 236—120 246 | 10 |
Щель Барнарда | 120 305—120 318 | 13 |
Кольцо A | 122 200—136 800 | 14600 |
Щель Энке | 133 570 | 325 |
Щель Килера | 136 530 | 35 |
Деление Роша | 136 800—139 380 | 2580 |
R/2004 S1 | 137 630 | 300[27] |
R/2004 S2 | 138 900 | 300[27] |
Кольцо F | 140 210 | 30—500 |
Кольцо G | 165 800—173 800 | 8000 |
Кольцо E | 180 000—480 000 | 300 000 |
Кольцо Феба[23] | ~4 000 000 – >13 000 000 | ? |
Поскольку плоскость колец совпадает с плоскостью экватора Сатурна, а он, в свою очередь, сильно наклонён к плоскости орбиты Сатурна — почти на 27 градусов, вид колец с Земли сильно зависит от расположения Сатурна на орбите вокруг Солнца[28] и в значительно меньшей степени — от положения Земли на своей орбите (из-за того, что орбита Сатурна наклонена к плоскости эклиптики на 2,5 градуса). Год на Сатурне длится 29,5 земных лет, на протяжении этого периода:
В каждый следующий год на Сатурне для земных наблюдателей с его кольцами происходит то же самое. На 2012 год последние максимальные раскрытия были в 1988 и 2002 гг., исчезновения — в 1995[28] и 2009 гг. До 2016 года раскрытие колец будет увеличиваться, будет виден северный полюс Сатурна и обращённая к нему сторона его колец[29].
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .