Главная ТеорияОбъекты Солнечной системы Кольца Сатурна — уникальная достопримечательность Солнечной системы

Кольца Сатурна — уникальная достопримечательность Солнечной системы

by Юрий
13 просм.

Все знают про существование планеты Сатурн. И хотя многие не могут сказать толком, где она находится и каковы её основные характеристики, все могут назвать основную достопримечательность Сатурна – его кольца. Да, ни одна другая планета Солнечной системы не имеет такого шикарного украшения, делающего её похожей на сомбреро.

Наверняка вы задумывались, что такое эти кольца, откуда они появились и из чего состоят. Пришло время узнать ответы на эти вопросы и рассказать про это своим детям.

Что представляют собой кольца Сатурна

Если посмотреть на Сатурн в телескоп, кольца выглядят, как сплошной диск. Мало того, они выглядят так же и на фотографиях с космических зондов, пролетавших вблизи. На самом деле, конечно, они не могут быть сплошными.

Кольца Сатурна представляют собой огромное количество мелких частиц, вращающихся вокруг планеты в её экваториальной плоскости. Размеры этих частиц разные – от микрометров до сантиметров. То есть, по сути, это пыль и мелкие камни, но не простые, а в основном ледяные. Встречаются там и более крупные камни, размером в несколько метров, и даже глыбы в десятки метров.

Кольца Сатурна вблизи.

Вблизи кольца Сатурна выглядели бы примерно так.

Кольцо Сатурна состоит из множества отдельных колец разной ширины. Они отличаются толщиной, составом. У каждого есть собственное обозначение. Самое крайнее обозначено буквой E.

Ширина колец огромна – внешний край последнего кольца E находится на расстоянии 480 000 км от центра планеты, а только его ширина достигает 300 000 км. Но есть и еще более широкие, хотя они настолько разреженные, что заметить их почти невозможно. Так, кольцо Феба, открытое в 2009 году имеет диаметр 13 миллионов километров!

При этом толщина колец очень мала по сравнению с их шириной – от десятка метров до километра. Поэтому они довольно прозрачные – через них могут просвечивать звёзды.

В некоторых местах между отдельными кольцами есть пустые промежутки разной ширины. У них есть названия – деление Энке, щель Кассини и прочие. В этих промежутках количество частиц гораздо меньше.

Открытие колец Сатурна

Первым кольца Сатурна увидел Галилео Галилей в 1610 году, воспользовавшись своим 20-кратным телескопом. Но он не понял, что это кольца – качество изображения его телескопов было далёким от идеального. Поэтому Галилей решил, что видит по бокам от планеты непонятные «придатки», и она «тройная». Он написал:

«Высочайшую планету тройную наблюдал».

В 1612 году Галилей был озадачен, не увидев у Сатурна ничего – в то время кольца были расположены ребром к Земле и были невидимы. Но потом они снова стали видны.

Галилео Галилей, первооткрыватель колец Сатурна.

Галилео Галилей, первооткрыватель колец Сатурна.

А вот первым человеком, увидевшим кольца Сатурна вполне отчётливо, стал нидерландский астроном Христиан Гюйгенс. Он наблюдал их в 50-кратный телескоп собственного изготовления и хорошо рассмотрел. Результаты наблюдений он опубликовал 5 марта 1656 года.

«Кольцом окружен тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклоненным».

Однако Гюйгенс не мог рассмотреть детали в свой маломощный телескоп. Поэтому он и решил, что кольцо всего одно, твёрдое и тонкое. В принципе, так оно и выглядит при увеличении 50 крат. Учитывая, что до этого никто еще не видел такого невероятного образования, ничего удивительного в выводах Гюйгенса нет.

Дальше последовали более детальные исследования – Джованни Кассини в 1675 году обнаружил промежуток в кольце, названный потом в его честь щелью Кассини. В 1859 году Джеймс Максвелл высказал теорию, что кольца Сатурна не могут быть сплошными, и должны состоять из множества мелких частиц. Через 10 лет эта версия подтвердилась спектрографическими наблюдениями.

Кольца Сатурна со времени открытия их Галилеем оказались очень необычным явлением, озадачившим многих учёных. В течении нескольких веков их природа оставалась непонятной. Много учёных приложили руку к установлению их истинной природы. Сейчас, когда кольца были довольно детально изучены и вблизи, с помощью космических зондов, мы знаем о них немало.

Происхождение колец Сатурна

Многим интересно, почему у Сатурна есть кольца, а у других планет их не наблюдается. На самом деле они есть у всех планет – гигантов – у Юпитера, Урана и Нептуна. Но они очень слабые и с Земли их нельзя увидеть. Их обнаружили лишь в непосредственной близости с помощью космических зондов.

Насчёт происхождения колец Сатурна существовало немало теорий, но наиболее новой и вероятной представляется одна. Согласно ей, кольца образовались из-за поглощения Сатурном своих крупных спутников. Когда планеты только сформировались, 4.5 миллиардов лет назад, у Сатурна было несколько крупных спутников, каждый из которых был больше Луны. Постепенно они приближались к планете, разрушались и их тяжелые минеральные обломки падали на планету.

Но много их мелких частей, преимущественно из ледяной оболочки, оставались на орбите. Их начальные размеры составляли 1-50 км. Всё больше дробясь из-за многочисленных столкновений, они образовали ту мелкую ледяную пыль, из которой и состоят кольца сейчас.

Образование колец Сатурна

Кольза Сатурна появились после разрушения нескольких крупных спутников.

В 2006 году стало понятно, что внешнее кольцо Е образовалось благодаря спутнику Энцеладу, орбита которого как раз там и находится. На Энцеладе есть такое явление, как ледяные гейзеры, когда вода выбрасывается из его недр через трещины в коре. Эти гейзеры могут достигать высоты до 500 км, выбрасывая 250 кг водяного пара в секунду. Эта замёрзшая вода формирует кольцо Е.

Первоначальная масса колец Сатурна была в 1000 раз больше современной. Со временем планета поглотила большую часть вещества, которое непрерывно оседает в атмосфере. За миллиарды лет мимо пролетело и немало астероидов и комет, которые увлекли за собой немало вещества из колец. А некоторые из них сами стали жертвой Сатурна и пополнили кольца своим веществом.

Любопытно, что спутник Сатурна Титан, по-видимому, относится как раз к тем первичным спутникам, которые и породили кольца. Титан — последний из них и единственный, который не разрушился. Все остальные исчезли, а их разрушенные ледяные оболочки образовали те самые великолепные кольца Сатурна, которые мы видим сейчас. Хотя пару миллиардов лет назад они были гораздо более впечатляющими.

Сколько колец у Сатурна

Сейчас у Сатурна известно 7 колец более-менее широких. Самые большие обозначаются в таком порядке от планеты – D, C, B, A, F, G, и E. Это довольно крупные образования, которые видны в крупный телескоп с Земли. Лишь кольцо E невидимо с Земли, так как слишком разреженное и было обнаружено зондами.

Кольца С, B и A хорошо видны в любительские телескопы – именно в таком порядке они расположены от центра планеты. Между кольцами B и A расположена щель Кассини – большой промежуток, также хорошо заметный в любительские телескопы.

Кольца Сатурна

Кольца Сатурна — область вблизи планеты.

Кольца Сатурна

Кольца Сатурна — удалённая от планеты область.

Но на самом деле никто не знает, сколько колец у Сатурна в действительности. Дело в том, что эти 7 крупных колец разбиты на неимоверное количество более тонких, как грампластинка, содержащая множество отдельных дорожек. Количество этих узких колец огромно и подсчитать их все практически невозможно. Особенно учитывая, что само кольцо простирается на миллионы километров и не все его части видимы в оптическом диапазоне.

Так что мы можем выделить лишь 7 крупных колец, которые явно отличаются цветом или разделены промежутками, а сколько в них содержится более узких – неизвестно. Причём эти узкие кольца при приближении сами делятся на еще более узкие. Ширина некоторых составляет всего 10 метров, а других – 1 км.

Обозначение колец Сатурна

Как вы уже заметили, кольца обозначаются буквами латинского алфавита, начиная с буквы A. Расположены они не по порядку. Самые заметные и крупные обозначены A, B, и C, если смотреть снаружи по направлению к планете. Их и открыли первыми.

Расположение колец Сатурна

Расположение колец Сатурна.

Другие кольца были открыты позже, как ближе к планете, чем кольцо C, так и дальше кольца A. Поэтому кольца, обозначенные другими буквами, расположены в разных местах. Так, кольца D ближе к планете, а F – на окраине.

Размер, состав и масса колец Сатурна

Как уже говорилось, размер колец – понятие условное. Ведь не все они видны визуально. Так, кольцо Феба, обнаруженное в 2009 году, простирается на расстояние до 13 миллионов километров от центра планеты. Конечно, оно довольно разреженное. Возможно, что мелкие частицы можно обнаружить и на большем удалении.

В составе колец в основном пыль и водяной лёд. Размеры частиц составляют в основной массе от микрометров до нескольких сантиметров. Конечно, встречаются и более крупные глыбы, размером в несколько метров, и даже десятков метров, но их немного в общей массе.

В ходе миссии «Кассини» было сделано любопытное открытие – в самом внутреннем кольце D были обнаружены органические вещества – замёрзший аммиак, метан, и некоторые другие.

Кольца Сатурна и спутник Титан. Фото зонда "Кассини".

Кольца Сатурна и спутник Титан. Фото зонда «Кассини».

Несмотря на всю грандиозность, в кольцах сейчас не очень много вещества. Если его собрать, то получится кучка размером со спутник Сатурна Мимас, диаметр которого всего лишь около 400 км. Сатурн миллиарды лет поглощает вещество колец, и они постепенно уменьшаются.

Любопытно, что кольца вращаются вокруг планеты с разной скоростью – чем дальше от центра, тем медленнее. То есть их движение похоже не на вращение твёрдой грампластинки, а напоминает движение воды. Это и неудивительно, ведь кольца состоят из мириадов отдельных частиц.

Согласно данным зонда «Кассини», потери вещества из колец активнее всего идут в близких к планете кольцах. Сатурн поглощает из них примерно 40 тонн вещества в секунду. Уже через несколько миллионов лет кольца будут напоминать кольца Юпитера – станут очень тонкими и незаметными.

В кольцах расположено несколько спутников, которые движутся по своей орбите вместе с самим кольцом. Самые крупные из них расчистили себе путь своей гравитацией.

Внутренние спутники Сатурна

Некоторые спутники Сатурна расположены внутри колец.

Наблюдение колец Сатурна

Кольца расположены в экваториальной плоскости Сатурна, а он сам наклонён под углом около 27 градусов к эклиптике. Поэтому в разное время мы видим кольца под разным углом наклона. Иногда они становятся к Земле ребром и тогда вообще невидимы, так как очень тонкие. Так произошло в 1612 году, когда Галилей не смог их обнаружить.

Кольца исчезают, когда на Сатурне наступает равноденствие, затем в течении 7 лет они раскрываются всё шире, а потом 7 лет угол уменьшается до нуля. Затем процесс повторяется снова.

Наблюдать кольца Сатурна можно даже в небольшой телескоп с диметром объектива 60-70 мм. При обладании отличным зрением их можно обнаружить даже в бинокль, конечно, без деталей, как небольшие выступы сбоку от планеты.

В телескоп же можно увидеть гораздо больше деталей и кольца видны совершенно чётко. При их хорошем раскрытии можно без особого труда увидеть щель Кассини. Если использовать голубой фильтр, в кольцах проявится больше деталей.

Так выглядит Сатурн и его кольца в телескоп Sky-Watcher BK909.

Так выглядит Сатурн и его кольца в любительский телескоп Sky-Watcher BK909.

Лучше всего наблюдать кольца Сатурна, его поверхность и спутники во время его противостояний, когда расстояние до этой планеты минимально. Ближайшие противостояния:

  • 21 июля 2020 года.
  • 2 августа 2021 года.
  • 14 августа 2022 года.
  • 27 августа 2023 года.

Если у вас есть хотя бы небольшой телескоп, обязательно направьте его на Сатурн. Вид его колец никого не оставляет равнодушным. Пользуйтесь моментом, что живёте в эпоху, когда они всё еще выглядят впечатляюще, ведь существовать им осталось каких-то несколько миллионов лет).

Комментариев нет
1

Рекомендуем:

Оставьте своё мнение