Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://ggreen.chat.ru/kolza.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Sat Apr 9 22:27:35 2016
Кодировка: Windows-1251
Поисковые слова: rings
С Земли в телескоп хорошо видны три кольца: внешнее, средней
яркости кольцо А; среднее, наиболее яркое кольцо В и внутреннее, не-
яркое полупрозрачное кольцо С, которое иногда называется креповым.
Кольца чуть белее желтоватого диска Сатурна. Расположены они в плос-
кости экватора планеты и очень тонки: при общей ширине в радиальном
направлении примерно 60 тыс.км. они имеют толщину менее 3 км. Спект-
роскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как
твердое тело, - с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Более то-
го, каждая точка колец имеет такую скорость, какую имел бы на этом
расстоянии спутник, свободно движущийся вокруг Сатурна по круговой
орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна по существу представляют собой
колоссальное скопление мелких твердых частиц, самостоятельно обраща-
ющихся вокруг планеты. Размеры частиц столь малы, что их не видно не
только в земные телескопы, но и с борта космических аппаратов.
Характерная особенность строения колец - темные кольцевые про-
межутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них
(3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется "делением Кас-
сини" в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При ис-
ключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно
свыше десяти.Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кас-
сини - это область орбит, в которой период обращения каждой частицы
вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника
Сатурна - Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением
как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и и в конце
концов выбрасывает их оттуда.
Бортовые камеры "Вояджеров" показали, что с близкого расстояния
кольца Сатурна похожи на граммофонную пластинку: они как бы расслое-
ны на тысячи отдельных узких колечек с темными прогалинами между ни-
ми. Прогалин так много, что объяснить их резонансами с периодами об-
ращения спутников Сатурна уже невозможно.
Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномер-
ное распределение частиц по плоскости колец механически неустойчиво.
Вследствие этого возникают круговые волны плотности - это и есть
наблюдаемая тонкая структура.
Помимо колец А,В и С "Вояджеры" обнаружили еще четыре: D,E,F и
G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом
видны с Земли при особо благоприятных условиях; кольца F и G обнару-
жены впервые.
Порядок обозначения колец объясняется историческими причинами,
поэтому он не совпадает с алфавитным. Если расположить кольца по ме-
ре их удаления от Сатурна, то мы получим ряд: D,C,B,A,F,G,E.
Особый интерес и большую дискуссию вызвало кольцо F. К сожале-
нию, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не уда-
лось, так как наблюдения двух "Вояджеров" не согласуются между со-
бой. Бортовые камеры "Вояджера-1" показали, что кольцо F состоит из
нескольких колечек общей шириной 60 км., причем два из них перевиты
друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение,
что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два неболь-
ших новооткрытых спутника, движущихся непосредственно вблизи кольца
F, - один из внутреннего края, другой - у внешнего (чуть медленнее
первого, так как он дальше от Сатурна). Притяжение этих спутников не
дает крайним частицам уходить далеко от его середины, то есть спут-
ники как бы "пасут" частицы, за что и получили название "пастухов".
Они же, как показали расчеты, вызывают движение частиц по волнистой
линии, что и создает наблюдаемые переплетения компонентов кольца. Но
"Вояджер-2", прошедший близ Сатурна девятью месяцами позже, не обна-
ружил в кольце F ни переплетений, ни каких-либо других искажений фор-
мы, - в частности, и в непосредственной близости от "пастухов". Та-
ким образом, форма кольца оказалась изменчивой. Для суждения о причи-
нах и закономерностях этой изменчивости двух наблюдений, конечно,
мало. С Земли же наблюдать кольцо F современными средствами невоз-
можно - яркость его слишком мала. Остается надеяться, что более тща-
тельное исследование полученных "Вояджерами" снимков кольца прольет
свет на эту проблему.
Кольцо D - ближайшее к планете. Видимо, оно простирается до
самого облачного шара Сатурна. Кольцо E - самое внешнее. Крайне раз-
ряженное, оно в то же время наиболее широкое из всех - около 90 тыс.
км. Величина зоны, которую оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов плане-
ты. Плотность вещества в кольце E возрастает по направлению к орбите
спутника Сатурна Энцелада. Возможно, Энцелад - источник вещества
этого кольца.
Частицы колец Сатурна, вероятно, ледяные, покрытые сверху ине-
ем. Это было известно еще из наземных наблюдений, и бортовые приборы
космических аппаратов лишь подтвердили правильность такого вывода.
Размеры частиц главных колец оценивались из наземных наблюдений в
пределах от сантиметров до метров (естественно, частицы не могут
быть одинаковыми по величине: не исключается также, что в разных
кольцах типичный поперечник частиц различен).
Когда "Вояджер-1" проходил вблизи Сатурна, радиопередатчик кос-
мического аппарата последовательно пронизывал радиолучом не волне
3,6 см. кольцо А, деление Кассини и кольцо С. Затем радиоизлучение
было принято на Земле и подверглось анализу. Удалось выяснить, что
частицы указанных зон рассеивают радиоволны преимущественно вперед,
хотя и несколько по-разному. Благодаря этому оценили средний попе-
речник частиц кольца А в 10 м, деления Кассини - в 8 м и кольца С -
в 2 м.
Сильное рассеяние вперед, но на этот раз в видимом свете, обна-
ружено у колец F и E. Это означает наличие в них значительного коли-
чества мелкой пыли (поперечник пылинки около десятитысячных долей
миллиметра).
В кольце В обнаружили новый структурный элемент - радиальные
образования, получившие названия "спиц" из-за внешнего сходства со
спицами колеса. Они также состоят из мелкой пыли и расположены над
плоскостью кольца. Не исключено, что "спицы" удерживаются там силами
электростатического отталкивания. Любопытно отметить: изображения
"спиц" были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в
прошлом веке. Но тогда никто не придал им значения.
Исследуя кольца, "Вояджеры" обнаружили неожиданным эффект -
многочисленные кратковременные всплески радиоизлучения, поступающего
от колец. Это не что иное, как сигналы от электростатических разря-
дов - своего рода молнии. Источник электризации частиц, по-видимому,
столкновения между ними.
Кроме того6 была открыта окутывающая кольца газообразная атмос-
фера из нейтрального атомарного водорода. "Вояджерами" наблюдалась
линия Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафиолетовой части спектра. По ее
интенсивности оценили число атомов водорода в кубическом сантиметре
атмосферы. Их оказалось примерно 600. Нужно сказать, некоторые ученые
задолго до запуска к Сатурну космических аппаратов предсказывали
возможность существования атмосферы у колец Сатурна.
"Вояджерами" была также сделана попытка измерить массу колец.
Трудность состояла в том, что масса колец по крайней мере в миллион
раз меньше массы Сатурна. Из-за этого траектория движения космичес-
кого аппарата вблизи Сатурна в громадной степени определяется мощным
притяжением самой планеты и лишь ничтожно возмущается слабым притяже-
нием колец. Между тем именно слабое притяжение и необходимо выявить.
Лучше всего для этой цели подходила траектория "Пионера-11". Но ана-
лиз измерений траектории аппарата по его радиоизлучению показал, что
кольца ( в пределах точности измерений) на движение аппарата не пов-
лияли. Точность же составила 1,7 х 10 массы Сатурна. Иными словами,
масса колец заведомо меньше 1,7 миллионных долей массы планеты.
На главную страницу