В начале 1980-х аппараты Voyager 1 и Voyager 2, летавшие около Сатурна, обнаружили, что у газового гиганта есть маленькие спутники, которые находятся между колец. Это открытие вновь подтолкнуло к давним разговорам о том, что и эти луны, и знаменитые кольца газового гиганта возникли из-за некоторого катаклизма - какого-то одного или даже нескольких столкновений. Предположительно, существовали крупные спутники, которые, по неким причинам разрушившись, оставили после себя более мелкие части, а также облака пыли, которые затем собрались в кольца. Однако пара свежих исследований, опубликованных в журнале Science, основанных на наблюдениях аппарата Cassini, показали, что эволюция мелких спутников Сатурна несколько иная. Не исключено, что массивные куски, оставшиеся после той древней катастрофы, вполне могли стать большими спутниками. Вот только как минимум с парой членов сатурновой семьи явно что-то не то.

Сверху - Атлас, снизу - Пан.

    Атлас (Atlas) и Пан (Pan) были замечены как раз теми самыми "Вояджерами". Эти луны привлекают внимание своей формой - уж очень они напоминают летающие тарелки. Сами по себе они невелики: размер каждой из них порядка 20 километров. Но это если не считать странных горных хребтов на экваторе, по высоте достигающих величины радиуса спутника. Появление таких наростов сразу же попытались объяснить действием центробежной силы, возникающей из-за вращения этих тел и "оттягивающей" к периферии - экватору - их вещество. Но вскоре всем стало ясно, что такое истолкование вряд ли применимо. Ведь для такого эффекта требуется очень большая угловая скорость, а эти луны крутятся не очень сильно: их сутки длятся около 14 часов - для того чтобы на поверхности вырастали какие-то артефакты, этого маловато.
    Астрофизик из NASA Carolyn C. Porco, принявшая участие в обоих новых исследованиях, вместе со своими единомышленниками поняла, что у этих объектов все было по-другому. Исследователи выяснили, что поначалу эти тела зародились из обломков ранее существовавшего более крупного спутника. Затем вокруг них понемногу начал накручиваться материал из окружающего пространства - благо после катастрофы космического хлама и пыли вокруг летало предостаточно. Исследователи предполагают, что "налипание" пыли шло поэтапно: сначала происходило нарастание радиуса, а уже потом появился экваториальный хребет. В конце концов, верхние слои таких спутников очень пористые; как показало исследование, их плотность составляет всего половину плотности водяного льда. Что опять-таки надежно подтверждает то, что наружные слои "сделаны" из частичек, составляющих кольца. Астрономы добавляют, что, по всей видимости, эти луны не могли сформироваться исключительно из одного лишь стройматериала колец - иначе они были бы намного меньше.

Ученые точно выяснили, какая часть спутников состоит из материала, собранного из кольца. Если удалить эту "наросшую" часть у Атласа, его объем уменьшится на 25%, у Пана - на 10%.

    По словам Мэттью Тискарено, планетолога из университета Корнелла, эти работы интересны тем, что принцип описанного в них явления можно усмотреть во многих других явлениях, происходящих в космосе. И вообще, по мнению Мэттью, история таких спутников в общем виде очень напоминает эволюцию, например, Солнечной системы. Конечно, всем подряд аналогиям доверять вряд ли стоит. Однако даже Себастьен Чарноз, астроном, участвовавший в одном из этих исследований спутников задумался над тем, что аккреция - накручивание вещества вокруг небесных тел - встречается часто. Аккреционные диски можно обнаружить где угодно во Вселенной: вокруг черных дыр, вокруг звезд.

Возраст колец Сатурна

    Анализ новой удивительной информации, поступающей с космического аппарата Cassini, позволил исследователям сделать вывод, что кольца Сатурна в десятки раз старше, чем считали ученые до сих пор. Вопрос о возрасте колец не так прост, как кажется. Ниоткуда не следует, что кольца возникли вместе с планетой. Более того, предыдущие исследования Сатурна, начиная с визита к нему двух "Вояджеров" в начале 1980-х, склоняли астрономов к мысли, что кольца возникли всего 100 миллионов лет назад, при динозаврах. Вероятнее всего, в результате разрушения луны. Теперь Ларри Эспозито из университета Колорадо в Боулдере, один из ученых, работающих с данными с Cassini, провел анализ новых сведений, добытых ультрафиолетовым спектрометром американского зонда. Результат, по словам ученого, заставил в корне пересмотреть господствующее представление о возрасте колец - им может быть несколько миллиардов лет! Напомним, ранее Эспозито уже открыл, что астрономы неверно представляли себе строение колец. Они вовсе не выглядят как равномерные "поля" из мириад летящих каменных и ледяных частиц. Вместо этого частицы колец регулярно скапливаются в большие комья или крошечные луны, которые вскоре разрушаются, чтобы тут же дать материал новым микролунам, и так по кругу.

Кольца Сатурна - вид сверху.

    Известно это стало вот каким образом. Как сообщает JPL, во время одного из покрытий кольцами звезды Лари Эспозито и его коллеги открыли 13 объектов в кольце F, размером от 27 метров до 10 километров. Однако почти все эти тела оказались не настоящими сплошными лунами, а конгломератами из обычных частиц колец, держащихся вместе - через эти "луны" проходила большая часть света звезды. Эти диковинные объекты, по словам Ларри, получили имена кошек (Mittens и Fluffy), поскольку они "приходят и уходят, когда хотят, и имеют несколько жизней". Ранее астрономы выяснили еще массу любопытных деталей из жизни колец. Например, что, помимо возникающих и разрушающихся сообществ частиц, там рождаются и исчезают целые кольца, жизненный цикл которых измеряется всего-навсего считанными годами. Было открыто несколько новых колец.

Компьютерная симуляция финальной стадии роста скопления. В его основе - крошечная луна диаметром 61 метр. Она собрала на себе конгломерат из частиц кольца (черный цвет). Эти частицы имеют поперечник от сантиметра до нескольких метров. По осям отложены километры.

    Еще люди увидели там тонкие спиральные кольца, волны плотности и дымку, спицы, огромные спиральные волны и другие динамические образования. Также исследователи Сатурна узнали, что Энцелад пополняет кольцо Е, что кольцо G содержит огромную арку, в которой скрываются минилуны, питающие кольцо материалом, что спутник Прометей, напротив, ворует материал из колец, луны же Атлас и Пан так и вовсе благодаря "выпавшим в осадок" частицам колец превратились в летающие тарелки. Общий вывод Ларри таков: кольца выглядят молодыми (например, они мало загрязнены космической пылью) из-за постоянно обновляющейся своей природы. При этом, утверждает американский астроном, со времен "Вояджеров" массу колец пересматривали и теперь, по-видимому, ее следует оценивать как в три раза большую, чем считалось ранее. "А чем больше масса колец, - говорит Эспозито, - тем больше там материала для рециркуляции". Последняя распределяет пылевой материал по большому объему частиц (пыль попадает внутрь льда, вместо того чтобы оставаться веками снаружи), и потому кольца являются такими светлыми, что раньше ошибочно принимали за указание на небольшой их возраст. Впрочем, вопрос о точном возрасте и происхождении колец остается открытым. Вероятно, это все же было разрушение спутника (а материала в кольцах достаточно на 300-километровую луну), только случилось это намного раньше, чем думали ученые. Поскольку разбить вдребезги 300-километровое тело довольно проблематично, Эспозито предположил, что рождение колец относится ко времени примерно 4 миллиарда лет назад, в эпоху последней мощной бомбардировки планет Солнечной системы астероидами и кометами.