Кільця Сатурна отримали новую історію

Кассіні над кільцями Сатурну

Дослідники з лабораторії реактивного руху NASA (JPL) нещодавно опублікували роботу, у якій проаналізували дані, отримані від космічного апарата Кассіні під час його останніх витків навколо планети.

Нові дані пролили світло на внутрішню будову планети, але щобільше – вказали на вік знаменитих кілець Сатурна.

Плоди “Великого фіналу Кассіні”

У вересні 2017 року світ з захопленням спостерігав за завершенням 20-річної місії міжпланетної станції Кассіні, космічного апарата, що досліджував Сатурн та його супутники. Перш ніж назавжди зникнути в атмосфері газового гіганта, аппарат до останнього моменту передавав дані на Землю. Це дозволило завершити багаторічну місію справді “Великим фіналом” – 22 обертами станції між планетою та внутрішнім краєм її кілець.

Дослідники з NASA продовжували аналізувати ці дані та опублікували роботу, яка містить досить цікаві висновки. По-перше, близький проліт біля Сатурна дозволив оцінити, з якою швидкістю обертаються різні шари його атмосфери біля екватора. Виявилося, що навколо усього екватора Сатурна пролягає потужний атмосферний потік, який досягає в глибину 9 000 кілометрів, тобто становить три чверті діаметра Землі. У цьому велетенському об’ємі щільні хмари сатурніанської атмосфери обертаються приблизно на 4 відсотки швидше, ніж шари, що лежать під ними.

Сатурн у розрізі
Внутрішня будова Сатурна. Джерело: JPL/NASA

Більшу частину маси Сатурну складають водень та гелій. Але гравітація планети дуже сильно впливає на те, як ці гази поводять себе на різній глибині. Досі вважалося, що шар, у якому ці речовини ще поводять себе як гази, достатньо тонкий і не має чіткої межі з більш глибокими шарами. Однак виявилося, що Сатурн має достатньо сильне розшарування по глибині. За новими оцінками, маса силікатного (кремнієвого) ядра Сатурна є приблизно такою самою, як і вважалося раніше – 15-18 мас Землі.

Молоді кільця

Але ще цікавішими виявилися дослідження впливу гравітації самих кілець на траєкторію Кассіні. Досі вчені оцінювали масу кілець, виходячи зі спостережень так званих спиць – лінійних утворень, що час від часу виникають поперек кілець планети. Вони являють собою хвилі перерозподілу маси часток, із яких складаються кільця планети. Виходячи з цих достатньо неточних оцінок, спеціалісти NASA попередньо розрахували, як буде впливати гравітація кілець на станцію.

Шипи на B-кільці Сатурна. Джерело: JPL/NASA
Шипи на B-кільці Сатурна. Джерело: JPL/NASA

Досі вважалося, що маса кілець Сатурну складає близько 3×1019 кілограм. Дослідники вважали, що кільця утворилися ще на світанку Сонячної системи. Нова ж оцінка розкриває іншу історію – їхня маса принаймні удвічі менша та складає близько 1,54×1019.

Оскільки частинки з кілець постійно падають дощем на Сатурн, така їхня маса може свідчити про те, що насправді вони утворилися усього кілька сотень, а то й кілька десятків мільйонів років тому в результаті розпаду якогось відносно невеликого тіла.

Нове дослідження у черговий раз доводить, що наші уявлення про Всесвіт як про статичну структуру є хибними. Планети-гіганти – це не просто велетенські газові бульбашки. У їхніх глибинах вирують велетенські та складні газові потоки. Колір планет може змінюватися в залежності від купи факторів, а супутники планет гігантів можуть розпадатися, утворюючи вражаючі системи кілець, які згодом теж зникають в динамічних процесах.

Science (2019), doi: 10.1126/science.aat2965.

Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Олександр Бурлака
  • 72 записів
  • 0 дописів
Олександр займається популяризацією науки, веде блоги та працює викладачем у Харківському національному технічному університеті сільського господарства ім. Петра Василенка. Має ступінь кандидата технічних наук.