Как известно, кольца есть у каждой из четырех планет-гигантов Солнечной системы. Легко заметна только система колец Сатурна, что позволило открыть ее еще в 17 веке, а у Юпитера, Урана и Нептуна эти образования намного менее плотны и невидимы для большинства телескопов. Сравнительно недавно ученые обнаружили, что внешнее кольцо Сатурна (или "кольцо Е") окрашено в синий цвет - при том, что остальные кольца имеют красноватый оттенок. Кольца состоят из частиц замерзших газов и пыли. Цвет определяется размерами частиц, которые рассеивают солнечный свет. Поскольку диаметры микрочастиц сопоставимы по порядку величины с длиной световой волны, рассеяние происходит по-разному - для крупных частиц оттенок сдвигается в "красную" область, для мелких - в "синюю".

    Новые данные свидетельствуют о том, что орбиты спутников Урана быстро меняются во времени, а сама планета имеет две различные системы колец. Космический телескоп Хаббла передал на Землю снимки Урана, позволившие ученым обнаружить два новых спутника и два новых кольца планеты. Внешнее кольцо в два раза превышает диаметр других колец планеты. Новые кольца находятся на большом расстоянии от планеты и могут, по мнению ученых, считаться второй системой колец Урана. Телескоп Хаббла обнаружил также два небольших спутника, орбита одного из которых совпадает с новым кольцом. Тщательный анализ данных показывает, что орбиты других спутников Урана претерпели существенные изменения за последние десять лет. Все это указывает на то, что Уран обладает быстро меняющейся нестабильной системой спутников. Два небольших тела движутся по неправильным траекториям, пересекающимся с кольцами. Ученые подозревают, что последний спутник и является источником пыли, из которой они и состоят. Спутники хотят назвать Купидоном и Мэб - в честь древнеримского бога и английского фольклорного персонажа. 20-километровая Мэб, по всей видимости, состоит из не очень плотного вещества, которое легко рассеивается при метеоритной бомбардировке и становится частью колец. В свою очередь, при прохождении сквозь кольца на спутник осаждается пыль. Связанных с этим колебаний массы достаточно, чтобы орбита тела стала непостоянной. "Это случайный, или хаотический, процесс, участники которого обмениваются угловым моментом и веществом", - заявил один из исследователей. Ученые говорят, что для моделирования такой системы нужна не столько классическая небесная механика, сколько "нелинейная динамика" - наука об иррегулярных явлениях, которую научились применять к химическим и геологическим процессам.

Два новых внешних кольца - U2, R1 и два новых спутника - Cupid и Mab у Урана. Причем, орбита первого открытого спутника близка к кольцу U2, а второго - проходит точно по кольцу R1.

Два новых спутника - Cupid и Mab

    "Открытие новых колец неоспоримо показало, что у планеты Уран имеется молодая, динамичная система колец и спутников, - комментирует доктор Марк Шоуолтер (Mark Showalter) из института SETI. - До сих пор никто не предполагал, что в этом районе могут быть кольца - их там просто не должно быть..." Частички вещества внешнего кольца, получившего обозначение R/2003 U 1, должны непрерывно покидать его, уходя в открытое космическое пространство, так что оно должно непрерывно восполняться за счет какого-то источника вещества. По мнению д-ра Шоуолтера и его коллеги д-ра Джека Лиссауэра (Jack Lissauer) из исследовательского центра НАСА им. Эймса, кольцо непрерывно пополняется веществом спутника Мэб около 20 км в поперечнике, впервые обнаруженного в 2003 году с помощью телескопа Хаббла. Ученые отмечают, что Уран и его спутники заметно отличаются от других тел Солнечной системы. Так, например, сам Уран оказался единственной планетой, ось вращения которой лежит в плоскости ее орбиты. Кольца Урана - сверхтонкий пылевой слой, разделенный на несколько линий. Его, как и группу спутников, впервые сфотографировал в 1986 году Voyager 2 - единственный аппарат, побывавший вблизи планеты. "Новые" кольца также присутствовали на снимках, но их, по словам ученых, обнаружили там только сейчас.
    Метеоры, ударяясь о его поверхность, выбивают пылевые частицы, попадающие в кольцо Урана. В некотором роде динамику процессов имитирует проведенный в июле 2005 года эксперимент NASA Deep Impact, в ходе которого ударный модуль аппарата поразил ядро кометы Temple 1. При этом образовалось пылевое облако из вещества, выбитого с поверхности кометы. Быстрая изменчивость орбит спутников Урана была выявлена в ходе сравнений данных наблюдений с помощью космического телескопа Хаббла и межпланетной станции "Вояджер", по которым в 1994 году была построена их модель. Результат поразил ученых - орбиты спутников стремительно меняются.

Показаны снимки телескопа "Hubble", на которых были замечены новые кольца. Плоскость орбит спутников Урана почти перпендикулярна плоскости эклиптики в Солнечной системе.

Открыты два новых кольца Урана

    "Процесс явно случайный и хаотический - происходит постоянный обмен энергией и угловыми моментами между спутниками, - говорит д-р Лиссауэр. - Изменения за последние десять лет незначительные, но со временем они будут возрастать по экспоненте. Следовательно, система спутников Урана нестабильна". По мнению ученых, лишь через несколько миллионов лет спутники Урана начнут сталкиваться друг с другом. Это очень небольшой срок, если принять во внимание, что возраст системы Урана - 4,5 млрд. лет. Самым нестабильным спутником является крошечный Купидон (Cupid), отстоящий от спутника Белинда (Belinda) на 800 км. Это может свидетельствовать в пользу гипотезы об "ураганной" (по космическим меркам) скорости процессов на планетах-гигантах - ранее было высказано мнение о том, что процесс образования планеты-гиганта занимает не порядка 1 млн, а всего лишь несколько сотен лет.
    Ученые предположили, что особенности внутреннего из двух открытых колец свидетельствуют в пользу того, что столкновения между спутниками являются причиной изменений в системе Урана. Это второе кольцо находится между орбитами двух спутников, но спутника с непосредственно совпадающей с ним орбитой зарегистрировать не удалось, поэтому неясно, за счет какого объекта происходит пополнение вещества кольца. "Наличие второго кольца свидетельствует о том, что в этой области существует невидимый пояс небесных тел от нескольких метров до нескольких километров в поперечнике", - предполагает д-р Шоуолтер. По мнению ученого, второе кольцо представляет собой пылевое облако, образовавшееся при разрушении одного из спутников Урана. После обнаружения колец на снимках 2004 года с телескопа Хаббла астрономы выявили их менее четкие изображения на снимках, сделанных годом ранее. На сентябрьских снимках 2005 года кольца видны особенно отчетливо. Кольца видны и на изображениях, переданных "Вояджером 2" в 1986 году. Первые 9 колец Урана были открыты в 1977 году. Впоследствии "Вояджер 2" обнаружил еще два внутренних кольца и 10 новых спутников Урана. Но два внешних кольца остались незамеченными до последнего времени из-за низкой их яркости, а также большого их удаления от планеты. Д-ру Шоуолтеру удалось их отыскать, тщательно проанализировав более 100 изображений планеты, переданных зондом "Вояджер".

Вблизи Урана было обнаружено ярко-синее кольцо. Кольцо состоит из наночастиц и возникло, вероятно, благодаря одному из спутников. Ученые отмечают, что и у Сатурна, и у Урана синее кольцо соприкасается с орбитой одного из спутников - в первом случае это Энцелад, во втором - Мэб. Кольцо рядом с орбитой Энцелада объясняли геологической активностью спутника - как выяснилось недавно, вблизи полюсов планеты есть гигантские "гейзеры", способные выбрасывать жидкую воду в пространство. Что касается Мэб, то ее размеры (25 километров в диаметре по сравнению с 500-километровым Энцеладом) исключают геологические процессы внутри. Тем не менее, астрономы пока не готовы объяснить происхождение кольца как-либо иначе.