Астронет: Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ Новый лакомый объект исследований в Солнечной системе? http://variable-stars.ru/db/msg/1226610

Автоматический космический аппарат "Кассини" изучает систему Сатурна, его кольца и спутника, начиная с 2004 года, поставляя впечатляющие картины и открытия. В журнале Science от 7 марта появилось сообщение, что аппарат обнаружил свидетельства, существования колец, вращающихся по орбите вокруг Реи, второй по размеру луны Сатурна. Что удивительно, так как это - первое случай, когда колеца обнаруживаются около спутника планеты.

До сих пор, были известны кольца только у планет, причем, у планет-гигантов. Но теперь Рея, очевидно, создает прецедент, - сказал Geraint Jones, специалист "Кассини" и один из авторов опубликованной статьи.

Рея - второй по размеру спутник Сатурна, имеет диаметр порядка 1 500 км. По внешнему виду представляет собой кусок льда, испещренный кратерами из-за столкновений с метеоритами, кометами и другими подобными телами в течение всего периода своего существования, и больше никаких интересных деталей она до сего момента не демонстрировала. Теперь же, это один из самых лакомых объектов для исследования в Солнечной системе. Значит, прав был Гомер, воспевший Рею в гимне:

         
Мать всех бессмертных богов и смертных людей восславь мне,
               
Дочерь великого Зевса, о звонкоголосая Муза!
              
Любы ей звуки трещеток и бубнов и флейт переливы,
               
Огненнооких рыканье львов, завывания волчьи,
               
Звонкие горы и лесом заросшие логи глухие 
              
Радуйся ж песне и ты, и с тобой все другие богини!         

Открытие оказалось совершенно неожиданным. Ученые даже не могли представить, что до наших дней могла сохраниться такая кольцевая система, вращающаяся вокруг одной из лун. Поэтому при подготовке космической миссии такая задача и не ставилось, в первую очередь необходимо было ответить на вопрос: есть ли у Реи разреженная атмосфера или нет, а также изучить взаимодействия спутника с магнитосферой Сатурна. В ходе миссии атмосфера обнаружена не была.

Но при приближении к спутнику прибор "Кассини" The Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) показал необычное снижение потока регистрируемых электронов. Спад регистрировался уже на расстоянии около 6 000 км от Реи, сопоставимым с размером сферы Хилла (область пространства, где сила притяжения от Реи больше сил притяжения от Сатурна). Несомненно, что нечто гравитационно связанное с Реей, взаимодействует с потоком электронов вокруг Сатурна. Это было интерпретировано, как пылевой диск.

С момента открытия, ученые провели массу модельных вычислений, чтобы определить может ли такой диск быть стабильным на орбите Реи, когда рядом находится столь массивное тело как Сатурн, а так же подвергаясь возможному гравитационному воздействию самого большого спутник Сатурна Титана. Модели показали, что гравитационное поле Реи, в сочетании с орбитальным движением вокруг Сатурна, допускает образование диска в плоскости экватора, представляющего собой, возможно, систему колец, которые могут существовать достаточно долгое время без разрушений. Частицы, составляющие этот диск, имеют размер от гальки до булыжника, т.е. могут иметь размер до 1 метра, а сами кольца более разрежены, чем кольца Сатурна.

Одно из объяснений этих колец: они являются остатками астероидов или комет, которые столкнулись с Реей в далеком прошлом. Такое взаимодействие может вызвать образование достаточно большого количества электронов и твердых частиц вокруг спутника. Когда же газ рассеялся, то весь оставшийся материал и образовал кольцо. Другие спутники Сатурна, такие как Мимас , демонстрируют свидетельства подобного катастрофического столкновения в прошлом, что чуть не привело к его полному разрушению.

Кольцо было обнаружено во время пролета аппарата "Кассини" вблизи Реи в ноябре 2005 года, когда исследовалось пространство вокруг спутника. Приборы не получали непосредственно картинку диска и колец. Детекторы исследовали атмосферу и пыль вокруг Сатурна. Существование обломков вещества было ожидаемо, т.к. спутники Сатурна постоянно испытывали на себе действие этих космических тел; из-за столкновений с частицами колец самого Сатурна мы и наблюдаем современный вид этих спутников, в частности, многочисленные кратеры на поверхности. Наблюдения с другими инструментами дали возможность понять, как спутник взаимодействовал с магнитосферой Сатурна и таким образом исключили возможность атмосферы на спутнике.

Прибор MIMI проанализировал состав вещества (ионов, фотонов, электронов) в магнитосфере Сатурна при прохождении рядом с Реей. Прибор измерял поток электронов около Сатурна. Обычно поток электронов достаточно резко спадает при покрытии спутником излучения от планеты и возрастает, когда спутник уходил с поля зрения детектора. Простое сравнение: если представить, что вы попали под проливной дождь, который выбивает шумную дробь по крыше вашей машины; когда вы въезжаете под мост, шум быстро стихает, и так же вновь начинается, когда вы выезжаете снова под дождь. Предполагалось получить примерно такую же картинку, как и при прохождении спутника около Тефии, другого спутника Сатурна. Для Тефии картинка очень ясная: поток практически постоянный до тех пор, пока "Кассини" не входит в тень спутника, когда происходит резкий спад потока. (на рисунке внизу). Но когда стали измерять поток электронов от Реи, то оказалось, что спад начался существенно раньше, на большем расстоянии, а также достиг своего максимального значения на большем расстоянии, чем ожидалось (см. рисунок сверху). Поэтому и было предположено, что есть нечто, что перехватывает излучение на пути к детектору.

Анализ данных MIMI выявил интригующую деталь (см. рисунок). Кроме очень четко прослеживаемой широкой абсорбции электронов (снижение регистрируемого потока электронов на 70%), наблюдалось шесть узких провалов в регистрируемом потоке Эти провалы расположены очень симметрично относительно спутника : на расстоянии 1,991, 1,784, и 1,615 км до сближения, и симметрично им на расстоянии 2,077, 1,841, и 1,615 км после сближения. Единственное возможное объяснение этой практически полной симметрии - что диск содержит три локальные концентрации, блокирующие поток электронов. Другими словами, диск Реи может содержать три кольца. Кольца Урана были найдены подобным образом в 1977 году, по мерцанию света от звезды при прохождении вблизи колец планеты.

Если Рея имеет кольца, почему мы не можем наблюдать их непосредственно? Ученые объясняют это тем, что кольца, если они есть, трудно обнаружимы, т.к. весьма разрежены, или материал, из которого они состоят, отражает свет не так эффективно, как пылевые кольца Сатурна. В противном случае, встреча космического аппарата с кольцами привела бы к печальным последствиям : ведь даже соударение с частицей в несколько сантиметров привела бы к досрочному прекращению миссии.

Небольшой размер кольцевой системы дает основания предполагать, что "Кассини" вряд ли обнаружит кольца, даже если они и есть. Наибольшее сближение аппарата с Реей ожидается 2 марта 2010 года, причем сближение произойдет в районе полярной области, приблизительно на широте 81 градус, что практически исключает обнаружение разреженного вещества в экваториальной области.

Таким образом, миссия "Кассини" ознаменовалась неубывающими открытиями. Каждая из лун Сатурна показала свой увлекательный мир, обнаружила уникальную геологию. Рея с ее испещренной поверхностью долго время не вызывала интереса, чего не скажешь о гейзерах Энцелада, или реках и морях метана на Титане, или структура Гипериона, напоминающая швейцарский сыр,или Япет с его странной двуцветной поверхностью. Но теперь Рея имеет все права претендовать на равные права: это первый спутник, имеющий свою систему колец.

"Кассини" продолжит исследования системы Сатурна, по крайне мере еще в течение 2-х лет, что дает основания для дальнейшего оптимизма исследователей.