Согласно результатам обработки информации, полученной в ходе миссии «Кассини», вокруг основных колец Сатурна обнаружено обширное пылевое «гало» — облако из микроскопических частиц минералов, аналогичных земным породам, которое простирается на сотни тысяч километров над и под плоскостью этих колец.
Миссия «Кассини — Гюйгенс», являющаяся одной из наиболее значимых в планетарных исследованиях Солнечной системы, была завершена в 2017 году. В ходе работы зонд подробно исследовал атмосферу газового гиганта, его магнитное поле, множество спутников и известные кольца – сложную структуру, состоящую из миллиардов частиц льда и камня, вращающихся вокруг планеты.
Стоит отметить, что между кольцами газового гиганта простираются расстояния, достигающие нескольких сотен тысяч километров. Благодаря высокому коэффициенту отражения, обусловленному преобладанием водяного льда (90-95% их массы), эти кольца видны с Земли. Помимо льда, в их состав входят примеси: пыль и фрагменты горных пород, представляющие собой остатки комет, спутников и астероидов, разрушенных гравитацией Сатурна. Точное определение возраста колец стало возможным в 2024 году, о чем Naked Science рассказывал ранее.
Ранее считалось, что кольца Сатурна – это стабильные и малоактивные образования, однако, как выяснилось, они выбрасывают в окружающее пространство вещество, создавая вокруг планеты «пылевой ореол», состоящий из мельчайших минеральных зерен. Этот вывод был сделан астрономами на основе данных, полученных с зонда «Кассини» в конце его миссии.
Результаты исследования, опубликованного в The Planetary Science Journal, показали, что на заключительном этапе своей работы приборы, установленные на аппарате «Кассини Cosmic Dust Analyzer зарегистрировал микроскопические частицы пыли, сталкивающиеся с детектором на скоростях до десятков километров в секунду. Проанализировав более 1600 таких частиц, ученые выяснили, что многие из них состоят из силикатов — минералов, обогащенных кремнием, магнием и кальцием. Расположились эти «каменные» пылинки на высотах до трех радиусов Сатурна над и под плоскостью колец — гораздо дальше, чем полагали астрономы.
Согласно результатам моделирования, эти частицы могли быть выброшены из кольцевой структуры в результате столкновений с метеоритами: при ударе о ледяную поверхность кольца происходило испарение вещества, формируя горячее облако пара. В процессе его быстрого охлаждения конденсировались мельчайшие частицы силикатов, которые могли подниматься на значительную высоту и создавать пылевое «гало».
Учитывая, что концентрация металла в частицах оказалась вдвое ниже, чем в метеоритах, ученые считают, что это связано с химическими изменениями, происходящими во время испарения и последующего осаждения вещества. В отдельных частицах были зафиксированы признаки наличия серы, вероятно, вследствие столкновений с межзвездной пылью.
Оказывается, кольца Сатурна – это не застывшая структура, а динамичная система, постоянно подверженная воздействию внешней среды: столкновение с микрометеоритами приводит к выбросу вещества, которое поднимается на сотни тысяч километров вверх, создавая невидимое пылевое облако. Это облако объединяет кольца, атмосферу и магнитосферу Сатурна в единую, постоянно меняющуюся систему.