Кольца Сатурна пожалуй единственное явление, которое можно наблюдать и рассмотривать в мощные телескопы с Земли. Почти все обсерватории могут это делать. Почему они так хорошо видны и как вообще они появились?
Феномен колец Сатурна – одно из самых красивых явлений в нашей Солнечной системе. Прежде чем его рассмотреть, сделаем пару отступлений для пояснения важных физических процессов и их деталей.
Почему большая часть планет в Солнечной системе так сильно различается?
Принято считать, что наша система образовалась из газо-пылевого облака, оставшегося от ранее произошедших взрывов сверхновых звёзд - оценки показывают, что Солнце является звездой "в третьем поколении". Если до формирования Солнца это облако было достаточно однообразным и унылым местом, то "загоревшаяся" в центре молодая звезда сразу же изменила "правила игры": из центра во все стороны пошёл мощный поток светового излучения и "солнечного ветра" (потока плазмы из солнечных гелия и водорода - наша звезда сейчас теряет ~миллион тонн вещества с этим потоком каждую секунду!). Эти потоки испарили и буквально "выдули" большую часть легколетучих компонент (газов и воды) подальше от Солнца, оставив в основном металлы и твёрдые породы, из которых сформировались небольшие "внутренние" планеты Солнечной системы, включая Землю. Однако "сдутое" наружу вещество не пропало даром - оно в итоге сконденсировалось во "внешние" планеты-гиганты и их спутники.
Что такое "ограничение Роша" (предел Роша)?
Возьмём детское пластиковое ведёрко, насыплем туда немного песка и привяжем верёвочку - а затем как следует раскрутим. Получившаяся система - очень грубая аналогия системы Солнце-планета или планета-спутник, где верёвочка - сила гравитации (притяжения), не дающая объекту улететь куда-то в космос. Однако если раскрутить ведёрко очень сильно, то его дужка не выдержит и ведёрко разломится. Это же верно и для планет и спутников: если достаточно крупное тело слишком приблизится к тому объекту, вокруг которого вращается, то гравитационные силы "порвут" его на мелкие части - и такая круговая орбита называется пределом Роша (по фамилии учёного Эдуарда Роша, впервые сделавшего такие расчёты в 1848-ом году).
Кольца Сатурна
Впервые кольца Сатурна как объект были обнаружены Галилеем ещё в 1610-ом году с помощью первого телескопа (заинтересовавшимся этой и другими "астрономическими" историями порекомендуем обратиться к выдающейся популярной книге Б.А. Воронцова-Вельяминова "Очерки о Вселенной").
Последующие астрономы убедились, что речь идёт о целой системе колец, расположенной в экваториальной области Сатурна - но оставался вопрос об их составе и механизме образования и поддержания внутренней структуры. Работа Роша наглядно показала механизм образования таких колец из частиц силикатной пыли и обломков льда за счёт "пожирания" Сатурном одного (или нескольких) из своих ледяных спутников, оказавшихся к нему слишком близко. Современные компьютерные расчёты показывают, что эти события имели место порядка четырёх-пяти миллиардов лет назад, а изначальное кольцо было минимум в тысячу раз массивнее, но его элементы за это время из-за взаимных столкновений буквально "растёрлись в пыль" и постепенно рассеялись в пространстве.
Структура колец
Наблюдения в мощные телескопы и с помощью пролетающих рядом с Сатурном космических станций показали наличие больших и малых "щелей" между кольцами.
Их образование и поддержание обеспечивается за счёт гравитационного взаимодействия материала колец как с остальными "большими" спутниками Сатурна, так и с наличием малых спутников-"пастухов" внутри существующих "щелей" кольца. Любопытно отметить что, в принципе, "слабенькие" кольца открыты и у других планет-гигантов нашей Солнечной системы (например, у Урана и Юпитера) однако только у Сатурна они столь велики и величественны - так что нам очень повезло, что мы живём в то время, когда кольца Сатурна ещё существуют и их можно наблюдать.
