Согласно новому исследованию, легендарных ледяных колец Сатурна может не быть рядом, чтобы будущие наблюдатели за небом могли взглянуть на них в свои телескопы.
Новый анализ данных, полученных в ходе миссии НАСА «Кассини», которая вращалась вокруг газового гиганта в период с 2004 по 2017 год, позволил получить новое представление о том, как долго существуют кольца и когда они могут исчезнуть из поля зрения. Результаты были представлены в трех исследованиях, опубликованных в мае.
Наша Солнечная система и ее планеты сформировались около 4,6 млрд лет назад, и ученые уже давно спорят о возрасте и происхождении колец Сатурна. Некоторые астрономы утверждают, что яркие ледяные кольца должны быть моложе, чем ожидалось, потому что они не подверглись эрозии и не потемнели в результате взаимодействия с метеороидами на протяжении миллиардов лет.
Данные «Кассини» привели к новому открытию, поддержавшему теорию о появлении колец спустя долгое время после первоначального образования Сатурна. Дополнительные исследования пришли к аналогичным выводам.
«Наш неизбежный вывод заключается в том, что кольца Сатурна должны быть относительно молодыми по астрономическим стандартам, им всего несколько сотен миллионов лет», сказал ведущий автор обоих исследований, почетный профессор астрономии в Университете Индианы в Блумингтоне Ричард Дурисен. «Если вы посмотрите на спутниковую систему Сатурна, там есть и другие намеки на то, что за последние несколько сотен миллионов лет там произошло что-то драматическое. Если кольца Сатурна не так стары, как планета, это означает, что что-то произошло, чтобы сформировать их невероятную структуру, и это очень интересно изучать».
По мнению исследователей, вероятно, семь колец еще формировались, когда по Земле уже бродили динозавры.
Кольца Сатурна в основном состоят из льда, и лишь небольшой процент принадлежит каменистой пыли, созданной в космосе осколками астероидов и микрометеороидами. Кусочки, похожие на песчинки, сталкиваются с частицами в кольцах Сатурна и создают плавающие обломки, когда материал кольца вращается вокруг планеты.
Во время «Большого финала» «Кассини», когда космический корабль совершил 22 витка, по которым он прошел между Сатурном и его кольцами, исследователи смогли получить данные о том, сколько метеороидов загрязняют кольца, каковы масса самих колец и скорость, с которой материал из кольца падает на планету. Все данные, казалось, указывали на один и тот же вывод о более молодом возрасте колец Сатурна.
Исследователи смогли оценить, сколько космической пыли, которая регулярно перемещается через нашу Солнечную систему, накопилось на ледяных кольцах. За 13 лет ковшообразный анализатор космической пыли «Кассини» смог собрать 163 пылинки, возникшие из-за пределов системы Сатурна, когда они вращались вокруг газового гиганта. Кольца были на удивление «чистыми», что предполагало, что они, должно быть, не существовали достаточно долго, чтобы накопить избыток космической пыли.
Форма и оттенок спиц различаются – они могут казаться светлыми или темными, в зависимости от угла обзора, а иногда больше похожи на капли. Предполагается, что это кольцевой материал, который временно заряжается и левитирует за счет взаимодействия между магнитным полем Сатурна и солнечным ветром, но эта гипотеза не подтверждена.
Между тем, когда метеороиды проникают в кольца, они с большой скоростью толкают материал внутри самых внутренних колец к Сатурну. Кассини заметил, что кольца теряют много тонн массы в секунду, а это означает, что у колец осталось не так много времени, с астрономической точки зрения. По оценкам исследователей, кольца будут существовать не более нескольких сотен миллионов лет.
«Мы показали, что массивные кольца, подобные кольцам Сатурна, не существуют долго», сказал соавтор всех трех исследований, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса НАСА в Маунтин-Вью, Калифорния, Пол Эстрада.
«Можно предположить, что относительно маленькие кольца вокруг других ледяных и газовых гигантов в нашей Солнечной системе – это остатки колец, которые когда-то были массивными, как кольца Сатурна. Возможно, когда-нибудь в не столь отдаленном будущем, с астрономической точки зрения, после того как кольца Сатурна будут измельчены, они будут больше похожи на разреженные кольца Урана».
Но что в первую очередь создало кольца Сатурна? Ученые до сих пор не знают наверняка, но вполне возможно, что гравитационная нестабильность уничтожила некоторые из ледяных лун, вращающихся вокруг планеты-гиганта, создав достаточно материала, чтобы его можно было втянуть в кольца, окружающие Сатурн.
«Идея о том, что знаковые главные кольца Сатурна могут быть недавней особенностью нашей Солнечной системы, была спорной, но наши новые результаты дополняют тройной результат измерений Кассини, из-за чего этого открытия трудно избежать», сказал главный исследователь в НАСА Эймс, соавтор исследовательской статьи о Сатурне, опубликованной в журнале Science Advances, Джефф Куцци.
«Если мы сможем узнать, что произошло в этой системе несколько сотен миллионов лет назад, чтобы сформировать кольца, мы можем просто в конечном итоге обнаружить, почему спутник Сатурна Энцелад извергает из своего глубокого океана шлейфы воды, льда и даже органического материала», сказал профессор Дурисен. «Возможно, мы даже найдем строительные блоки самой жизни на Энцеладе».
