Что представляют из себя кольца Сатурна?

Сатурн

Сатурн — одна из пяти планет Солнечной системы, которые можно наблюдать с Земли невооруженным глазом. А чтобы наблюдать кольца Сатурна, необходим телескоп диаметром не менее 15 мм.

Впервые кольца Сатурна увидел Галилео Галилей: наблюдая планету через телескоп в 1609-610 годах, Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. Но через два года он уже не обнаружил спутников. Теперь мы знаем, что при движении Сатурна вокруг Солнца угол наклона и видимый размер колец меняются, и кажется, что они наклоняются то в одну, то в другую сторону. Когда кольца видны нам с ребра, кажется, что они вообще исчезают. А на самом деле происходит вот что.
Когда Галилей впервые увидел кольца, он не смог рассмотреть их как следует из-за несовершенства своего телескопа. Они предстали перед ним в виде дисков. Позже кольца оказались направленными ребром к наблюдателю – и Галилею показалось, что они исчезли. Затем, по мере наклона оси вращения Сатурна, кольца появляются вновь.
В 1659 г. Гюйгенс с помощью более мощного телескопа выяснил, что «компаньоны» — это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся её. Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. Начиная с 1675 г., планету изучал Кассини. Он заметил, что кольцо состоит из двух колец, разделённых чётко видимым зазором —щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна: Япет,Тефию, Диону и Рею.
Сейчас известно, что вокруг планеты обращается 62 спутника. Титан - самый крупный из них.

Кольца

Кольца Сатурна

Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун в астрономии классифицируются как газовые гиганты. Ученые установили, что у всех этих планет есть кольца, но у Сатурна они самые заметные и самые красивые, их легче всего наблюдать. Как предполагал ещё Гюйгенс, кольца не являются сплошным твёрдым телом, а состоят из миллиардов мельчайших частиц, находящихся на околопланетной орбите. Это было доказано спектрометрическими наблюдениями А. А. Белопольского в Пулковской обсерватории и двумя другими учёными в 1895—1896 гг.
Существует три основных кольца и более тонкое четвёртое. Все вместе они отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Три основных кольца принято обозначать первыми буквами латинского алфавита. Кольцо В — центральное, самое широкое и яркое, оно отделяется от внешнего кольца А щелью Кассини шириной почти 4000 км, в которой находятся тончайшие, почти прозрачные кольца. Внутри кольца А есть тонкая щель, которая называется разделительной полосой Энке. Кольцо С, находящееся ещё ближе к планете, чем В, почти прозрачно.
Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра (хотя существуют на поверхности колец и своеобразные горы). Несмотря на свой внушительный вид, количество вещества, составляющего кольца, крайне незначительно. Если его собрать в один монолит, его диаметр не превысил бы 100 км. На изображениях, полученных зондами, видно, что на самом деле кольца образованы из тысяч колец, чередующихся со щелями; картина напоминает дорожки грампластинок. Частички, из которых состоят кольца, имеют размер от 1 сантиметров до 10 метров. По составу они на 93 % состоят изо льда с незначительными примесями, которые могут включать в себя сополимеры (разновидность полимеров), силикаты (минералы) и углерод. Общая масса обломочного материала в системе колец оценивается в 3x1019 килограммов.
Существует согласованность движения частиц в кольцах и спутников планеты. Некоторые из них, так называемые «спутники-пастухи», играют роль в удержании колец на их местах.

Происхождение колец

Происхождение колец Сатурна ещё не совсем ясно. По теории Эдуарда Роша (1849), кольца образовались вследствие распада жидкого спутника Сатурна под действием приливных сил. По другой теории — спутник распался из-за удара кометы или астероида.
Космический корабль «Вояджер» обнаружил, что каждое большое кольцо состоит из тысяч мелких колечек. Все кольца были обозначены буквами. Некоторые из них, например, кольцо F, перекручены и узловаты, как спутанные веревки. Другие не совсем симметричны относительно центра. Частицы, составляющие кольца, колеблются по своим размерам от крошечных пылинок до больших ледяных глыб.

Что представляют из себя кольца Сатурна?

Корабли «Вояджер» обнаружили также таинственные спицы, вращающиеся вокруг Сатурна внутри светлого кольца В. По-видимому, они состоят из тонкой пыли, которая поднимается над кольцами под действием магнитного поля планеты. Поскольку кольцо Сатурна не является единым телом и внутренние слои вращаются вокруг планеты быстрее внешних, то спицы должны быстро разрушаться, однако этого не происходит. Некоторые астрономы уже разглядели эти спицы в телескоп. Вид колец с Земли сильно зависит от расположения Сатурна на орбите вокруг Солнца и значительно в меньшей степени — от положения Земли на своей орбите (из-за того, что орбита Сатурна наклонена к плоскости эклиптики на 2,5 градуса). До 2016 года раскрытие колец будет увеличиваться, будет виден северный полюс Сатурна и обращённая к нему сторона его колец.