У Сатурна сложная система колец, разделяемых расстояниями до нескольких сотен тысяч километров. В 2017 году зонд Cassini передал данные о газовом гиганте, позволившие рассчитать возраст колец. Выяснилось, что они достаточно молодые. Астрономы из Японии оспорили выводы коллег и провели новый анализ. По его результатам, кольца могли образоваться примерно в то же время, что и сама планета.
Кольца Сатурна достаточно яркиеДля того чтобы их можно было видеть с Земли, состав играет роль: 90-95 процентов составляют ледяные образования, обладающие высокой отражательной способностью. альбедоЛед в кольцах разного размера — от маленьких льдинок до глыб длиной несколько метров. В состав колец входят примеси: пыль и породы, возможно, образовавшиеся при разрушении комет, астероидов или спутников под действием гравитации газового гиганта.
В течение большей части XX века учёные считали, что кольца Сатурна возникли одновременно с планетой приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Однако когда к газовому гиганту приблизился зонд Cassini, учёные засомневались в этой оценке. Перед завершением миссии в 2017 году аппарат предоставил астрономам наиболее точные сведения о структуре и физических свойствах колец, на основе которых… исследователи рассчитали их возраст.
Специалисты считают: если бы кольца Сатурна были миллиардами лет старыми, как предполагалось раньше, пыли на них должно было накопиться гораздо больше. Анализ показал обратное – пыли значительно меньше ожидаемого. Это означает, что кольца гораздо моложе и, возможно, образовались всего 10-100 миллионов лет назад – примерно в то же время, когда вымерли динозавры.
По темпу потемнения льда удалось оценить возраст колец Сатурна. Если считать, что кольца образованы чистым льдом и рассчитать поток метеоритов, приближающихся к планете, можно определить время накопления примесей. С течением времени лед должен был бы темнеть из-за скопившейся космической пыли, однако кольца остаются необычайно яркими, что говорит о их «молодости».
В 2023 году учёные уточнили возраст колец Сатурна, проанализировав скорость загрязнения космической пылью частиц колец, оседающей на водяной лед. пришли к выводу, что кольцам от 100 до 400 миллионов лет.
Группа астрономов во главе с Рюки Хёдо из Франции и Японии… Ryuki HyodoКоманда из Института космических и астронавтических наук опровергла данные о загрязнении колец Сатурна. Учёные посчитали, что кольца гораздо устойчивее к загрязнению космической пылью, поэтому водяной лед в их составе может оставаться «чистым» долгое время. Хёдо и его коллеги не рассчитали новый возраст колец, но предположили, что они такие же старые, как и Сатурн — около 4,5 миллиарда лет. Об открытии астрономы рассказали в статье. опубликованной в журнале Nature.
Исследователи сначала моделировали столкновения космической пыли с кольцами Сатурна под действием гравитации планеты. Анализ показал, что такие столкновения вызывают экстремальные температуры, при которых пыль испаряется. Образующийся пар распределяется в виде облака, которое затем остывает и конденсируется, превращаясь в заряженные частицы, подобные тем, которые зафиксировал зонд Cassini.
Команда Хёдо смоделировала движение этих частиц в магнитном поле Сатурна и выяснила, что лишь некоторая часть начнет оседать на кольца, а остальная часть либо погрузится в атмосферу Сатурна, либо вернется в космос под действием гравитации газового гиганта.
Новые исследования показали, что кольца Сатурна выглядят «молодыми» потому что не подвержены загрязнениям и сохраняют свой первоначальный вид продолжительное время.
Астрономы уже отреагировали на новое исследование и оценили возраст колец Сатурна в несколько сотен миллионов лет. Специалисты подчеркнули, что в работе использовался более сложный метод, чем у группы Хёдо, а выводы получились более практичными, так как основаны на данных аппарата Cassini.
Модель, предложенная группой Хёдо, предполагает, что кольца Сатурна состоят только из твердых льдинок. На самом деле эти кольца образованы более «мягкими» структурами с меньшей прочностью и большей податливостью по сравнению с твердыми частицами. Такие «мягкие» частицы могут разрушаться, деформироваться или соединяться друг с другом при столкновении, создавая более сложные и динамичные взаимодействия, чем твердые ледяные кристаллы. Поэтому результаты исследований будут существенно различаться. пояснил американский астроном Саша Кемпф (Sascha KempfОдин из авторов исследования о возрасте колец Сатурна, проведенного в 2023 году, работает в Колорадском университете в Боулдере.