08.03.2008
У спутника Сатурна найдена собственная система колец.

Если верить приборам аппарата Cassini, у спутника Сатурна Реи есть собственная система колец, а возможно и несколько собственных крупных спутников. Впрочем, это только результаты косвенного анализа. Непосредственно увидеть ни то, ни другое, пока не удалось.
Кольца Сатурна были открыты в XVII веке, вскоре после изобретения телескопа и долгое время считались уникальной особенностью шестой и последней, на тот момент, планеты Солнечной системы. Лишь в 1960 году профессор Киевского университета Сергей Всехсвятский высказал предположение, что кольцо есть у Юпитера, однако подтвердилось оно только в 1979 году, когда мимо крупнейшей планеты пролетал космический аппарат Voyager 1. Позднее кольца были открыты и у двух других планет-гигантов – Урана и Нептуна.

Открытие колец Урана – особенный случай. Их впервые заметили как раз не с космического аппарата, а с Земли, хотя и с борта самолета. Изучая покрытие звезды планетой в 1977 году, ученые увидели резкие провалы в кривой блеска, симметрично окаймлявшие главный минимум блеска, во время которого звезда скрылась за твердым телом Урана. Астрономы поняли, что таким образом в кривой блеска оставили след тонкие кольца камней и льда, окружающие планету.

Открытие кольца Реи чем-то напоминает работу 1977 года. Только в этом случае кольца перекрывают не свет, а электрический ток в радиационных поясах Сатурна. Обрабатывая данные, полученные при пролете космического аппарата Cassini мимо спутника Сатурна Рея в 2005 году, международная команда ученых наткнулась на совершенно непонятный феномен. Поток высокоэнергичных электронов при приближении к Рее начал падать совсем не так, как это происходит у всех других спутников. Вместо резкой «тени», которую отбрасывают Титан, Тефия и другие обращающиеся вокруг Сатурна тела, астрономы заметили плавное падение потока.

Одновременно другая аппаратура зафиксировала значительное количество пылевых частичек размером более одного микрона. Наличие такой пыли неизбежно, поскольку спутник все время бомбардируют микрометеориты, выбивая с поверхности пыль и мелкие кусочки льда. Однако в случае с Реей плотность этой пыли была особенно велика, что сразу насторожило ученых.

Как оказалось, большое количество пыли – не самое интересное. Cassini пролетал строго перпендикулярно к направлению движения Реи и большей части электронов и чуть южнее его экватора. Примерно за две минуты до захода в область тени поток электронов резко и очень ненадолго упал в несколько раз. Такие же резкие падения повторились еще через 20 и 50 секунд после первого, а самое главное – когда космический аппарат вышел из электронной тени Реи, произошли еще три сброса, расположенные строго симметрично относительно первого.
По словам ведущего автора работы Герэйнта Джоунса из Университетского колледжа Лондона, симметричность расположения этих минимумов заставила ученых поверить, что перед ними – первая известная науке система колец у спутника планеты; ничего подобного прежде не наблюдалось.

И это еще не все сюрпризы. Судя по кривой зависимости потока электронов от времени, кольца оказались очень узкими – не более десятка километров в ширину. Оценить толщину колец сложно, однако она наверняка гораздо меньше и измеряется в метрах. У планет за образование таких узких колец всегда отвечают спутники – так называемые спутники-пастухи, своим притяжением сгоняющие пыль и глыбы камней и льда в узкие зоны, где им не угрожает разрушение приливными силами спутника. Кроме того, сами спутники часто являются и источникам материала для колец.

Ученые полагают, что примерно также образуются и узкие кольца вокруг Реи, а значит это небесное тело – первый известный человечеству спутник планеты, у которого есть своя система естественных спутников!
Происхождение колец остается загадкой. По расчетам ученых, они должны состоять из достаточно крупных камней или льдин размерами от сантиметров до нескольких метров. Пыль сама по себе не могла бы так хорошо перекрывать поток электронов. Скорее всего, это вещество было когда-то выброшено с поверхности самой Реи при столкновении с достаточно крупным телом, и с тех пор удерживается ее притяжением. И кольца, и большая часть избыточной пыли находятся внутри так называемой поверхности нулевой скорости, или внутренней поверхности Хилла, в пределах которой частицы, на которые действуют лишь силы тяготения Реи и Сатурна, могут сколь угодно долго оставаться в окрестности Реи.

Тем не менее, коллеги Джоунса сомневаются в реальности такого сценария, и еще более – в устойчивости всей системы. По их мнению, такие кольца возможны, но слишком маловероятны. Хотя поверхности Хилла точно описывают систему из двух точечных тел, в реальности Сатурн громаден, а вокруг него движется огромное число различных спутников; кроме того, на частицы кольца и пылевой оболочки должны действовать и другие силы – например, электромагнитные, ведь орбита Реи проходит внутри радиационных поясов планеты. Сохранить в таких условиях материал в кольцах в течении долгого времени кажется очень сложным.

А главный аргумент против наличия на орбите вокруг окольцованной планеты окольцованного спутника со своими спутниками остается то обстоятельство, что увидеть ни то, ни другое, до сих пор не удалось.
Как заметил Джозеф Бернс из Корнельского университета в комментарии к работе Джоунса и его коллег, количество пыли и более крупных обломков, которое может присутствовать вокруг Реи, очень сильно ограничено оптическими приборами того же самого Cassini. Булыжники можно было бы заметить по отраженному ими свету, указывает Бернс, а пыль – по рассеянию солнечных лучей, из-за которого спутник со стороны казался бы окружен едва заметным сиянием. Ничего подобного Cassini, неоднократно фотографировавший Рею, не видел.

В любом случае, никаких других объяснений измерениям электронного потока, кроме колец, пока нет. Так что, каким бы неправдоподобным ни было это объяснение, пока оно остается единственным.

Источник: gazeta.ru

Другие новости по теме

Космическая зима длиной в семь лет

Иней на Япете