Одно из колец Сатурна появилось в результате столкновения спутников

Вопрос происхождения колец Сатурна, как и у других планет Солнечной системы, по сей день остается открытым, что подстегивает ученых строить новые теории.

Так сказать, общепринятыми являются три гипотезы, объясняющие происхождение колец Сатурна. Однако в последнее время все больше специалистов склоняется в пользу последней из них, которая была разработана Робином Канупом из Юго-западного исследовательского института США, согласно которой система колец возникла в результате последовательного поглощения Сатурном подавляющего большинства своих первичных крупных спутников, которые падая по спиральной орбите на газовый гигант не выдерживали мощных нестабильных гравитационных резонансов и сбрасывали поверхностные слои. Сброшенное вещество захватывалось притяжением следующего крупного спутника и постепенно отдалялось от планеты, цикл повторялся и вокруг Сатурна формировались концентрические сектора из обломков частично поглощенных лун.

Данная модель способна неплохо объяснить особенности современных спутников планеты и свойства самих колец, но к сожалению не лишена недостатков. Но главная заслуга г-на Канупа в том, что он первым показал - система колец была сформирована не сразу, процесс проходил поэтапно, а каждое кольцо может иметь свое происхождение. Работая в этом русле команда ученых из Японии и Франции построила новую и довольно вразумительную теорию происхождения внешнего кольца F и его «пастухов», спутников Пандоры и Прометея.

Кольца Сатурна и спутник Прометей

Фотография кольца F и Прометея. Здесь хорошо заметны гравитационные волны, растягивающие кольцо по направлению к Сатурну. Пандора осталась за кадром. Фото: АМС Кассини, 2010 год.

Кольцо F, удаленное на 140 тыс км от центра Сатурна, является самым узким, его ширина колеблется от 30 до 500 км, в то время как счет размеров 7 других секторов идет на тысячи, десятки и сотни тысяч км. Вторая особенность данного кольца заключается в наличии двух так называемых спутников-пастухов, которые вращаются вдоль сектора F по внешнему и внутреннему радиусу. Воздействие Пандоры и Прометея постоянно видоизменяет структуру кольца, растягивая или сжимая его.

В попытках объяснить неоднозначные свойства кольца F французско-японская группа провела компьютерное моделирование в рамках гравитационной задачи N-тел, результаты которого показали, что данное кольцо и оба его «пастуха» могли сформироваться в результате столкновения по касательной двух более крупных тел, находящихся на орбите планеты. Крупные остатки (возможно ядра) этих тел, собственно, стали Пандорой и Прометеем, мелкие - частицами кольца.

Отметим также, что попытки решения подобных задач предпринимались и ранее, однако, вероятно, по причине недостаточной проработки к таким результатам никто не пришел: в большинстве случаев тела, участвующие в столкновении, либо выбрасывались за пределы системы, либо разбивались в пыль.

Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в издании Science.

Евгений Мартыненко