Согласно последнему исследованию, наличие кристально чистых ледяных частиц в кольцах Сатурна не позволяет однозначно утверждать, что они образовались недавно. Новые расчеты указывают на возможность того, что эти частицы могли сохранять свое первоначальное состояние на протяжении миллиардов лет.
Начиная с XVII века, когда были открыты кольца Сатурна, и до середины XX века, общепринятой точкой зрения было мнение, что эти кольца существуют с момента формирования планеты, поскольку у исследователей не было возможности установить их возраст. Под вопросом древность сатурнианских колец оказалась лишь после миссии космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые в 1980 и 1981 годах соответственно приблизились к Сатурну».
Полученные ими изображения подтвердили давние подозрения: эти заметные кольца формируются из почти чистого водяного льда. В связи с этим ученые обратили внимание на то, что в межпланетном пространстве присутствует космическая пыль, которая со временем оседает на различные объекты. Следовательно, она должна прилипать и к льду колец Сатурна, что привело бы к их потемнению. Однако, учитывая видимое состояние этой обширной ледяной структуры, можно сделать вывод, что она не подверглась значительному запылению.
Окончательно в этом убедились благодаря работе зонда «Кассини», который почти тринадцать лет, с 2004 по 2017 год, исследовал систему Сатурна. Детальный анализ полученных данных выявил, что лед составляет не менее 95%, а возможно, и до 99% от общей массы колец. Это послужило причиной для разработки новой гипотезы, согласно которой Сатурн обзавелся своими кольцами относительно недавно, приблизительно несколько сотен миллионов лет назад. Следует отметить, что возраст всей Солнечной системы, включая все ее объекты, составляет 4,6 миллиарда лет.
Однако недавно астрофизики Григорио Рикерки и Орельен Крида из Обсерватории Лазурного берега в Ницце (Франция) выразили сомнения относительно общепринятой точки зрения на молодое происхождение колец Сатурна. Их объяснили в статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org.
По мнению исследователей, формирование представлений о возрасте колец связано с концепцией «возраста экспозиции» – гипотетического периода, в течение которого эти структуры подвергались воздействию микрометеоритов и накоплению темной пыли. Этот возраст определялся посредством формулы, отражающей силу гравитационного притяжения, воздействующего на мелкие космические частицы.
Астрофизики сообщили о допущенной ранее ошибке в расчетах, объяснив это использованием формулы, изначально предназначенной для вычисления гравитации планет или других сферических небесных тел. Поскольку кольца имеют плоскую структуру, исследователи разработали новую формулу для определения гравитационного воздействия плоского объекта.
Обозначенные кольца накапливают значительно меньшее количество пыли, чем предполагалось ранее, примерно в пять раз меньше. Это, в свою очередь, увеличивает оценку их возраста на аналогичную величину, что позволяет предположить, что кольцам Сатурна может быть до двух миллиардов лет.
По мнению исследователей, существующие представления о скорости движения пыли при приближении к Сатурну, оценивающиеся в 4,3 километра в секунду, являются неверными. Данные, полученные аппаратом «Кассини», послужили основой для этих расчетов, однако при их анализе не было учтено, что зонд лучше всего фиксировал медленно движущиеся частицы, а самые быстрые избегали его регистрации. Пересмотренные расчеты, учитывающие этот фактор, демонстрируют значительно более высокую скорость – 6,8 километра в секунду. Это также влияет на степень ее накопления в кольцах: более высокая скорость позволяет частицам легче преодолевать препятствия.
В заключение стоит отметить космическое выветривание – процесс медленного разрушения частиц под воздействием радиации. Ученые полагают, что этот процесс может выполнять роль своеобразной «самоочистки» колец Сатурна, позволяя им оставаться относительно «молодыми» на протяжении до пяти миллиардов лет, то есть с момента образования планеты.