Кільця планет

Кільця планет Сонячної системи спершу викликали лише захоплення їхньою красою. Але потім стало ясно, що вони відіграють важливу роль в утворенні планет і можуть допомогти розкрити загадки походження нашого Всесвіту. Своїм незвичайним виглядом виділяється Сатурн. Він оточений дивовижною і надзвичайно красивим утворенням – кільцями Сатурна з безлічі дрібних крижаних частинок і крижаних брил розміром до кількох десятків метрів, які обертаються навколо основного тіла планети. Протягом тривалого часу кільця Сатурна вважалися унікальним явищем у сім'ї планет. Однак у 1976 р. за допомогою наземних спостережень кілька кілець було виявлено навколо сьомої планети Сонячної системи Урану. А через деякий час космічна станція "Вояджер-1" зареєструвала наявність слабкого кільця і у планети Юпітер. Його товщина близько 1 км. А утворено воно частинками, діаметр яких укладений у межах від мікрометра до кількох метрів. Що ж до кілець Сатурна, то, виходячи з багаторічних спостережень, отриманих наземними обсерваторіями, астрономи вважали, що їх чотири. Кільця позначили великими літерами латинського алфавіту А, В, С і D, починаючи від четвертого кільця, яке свого часу вважалося зовнішнім. Тому, коли було виявлено п'яте, ще більш віддалене від Сатурна кільце, йому дали індекс Е.

Особливо сильно кільця планет почали вивчатися завдяки дослідженням Сатурна з борту американських міжпланетних станцій "Піонер-11", "Вояджер-1" та "Вояджер-2" у 1979-1981 роках. Зокрема, "Піонер-11" виявив найдальше кільце, позначене буквою F, а "Вояджер-1" передав на Землю зображення кілець D та Е, існування яких викликало певні сумніви. Більше того, аналіз знімків, отриманих з "Вояджера-1", навів учених до висновку про можливе існування ще одного – сьомого кільця Сатурна. Але справді сенсаційним було інше. Виявилося, що планета оточена не шістьма-сімома широкими кільцями, а кількома сотнями концентричних вузьких кілець. За оцінками фахівців, їхня кількість становить від 500 до 1000! На фотографіях "Вояджера-2" видно, що ці вузькі кільця Сатурна у свою чергу розпадаються на ще тонші "кільця" або "пасма". Не менш дивно і те, що далеко не всі вузькі кільця планети мають правильну форму. Так, наприклад, ширина одного з них змінюється від 25 до 80 км.

Чим пояснити подібну структуру кілець планети Сатурн? Найбільш цікавим видається припущення, згідно з яким розшарування кілець планети на численні нитки відбувається завдяки гравітаційному впливу супутників Сатурна, в тому числі і малих, відкритих останнім часом за допомогою космічних апаратів. Привертає увагу і порівняно невелика ширина кільця F. Швидше за все, вона також пояснюється впливом двох раніше невідомих невеликих супутників Сатурна з діаметрами близько 200 км. Один із них розташований у зовнішнього краю кільця F, інший – у внутрішнього. Як показують розрахунки, ці супутники своїм впливом "заганяють" частки всередину кільця. У зв'язку з цим їх образно назвали "пастухами" – вони ніби стережуть структуру кільця. Ще одна дивовижна особливість кілець планети Сатурн – "спиці", дивні утворення, що тягнуться через кільця в радіальних напрямках на відстань кількох тисяч кілометрів. Подібно до спиць колеса, вони обертаються навколо планети і простежуються протягом декількох обертів. Але якби "спиці" були складовою частин кілець Сатурна, то вони повинні були швидко руйнуватися, так як частинки кілець, розташовані на різних відстанях від Сатурна, рухаються з різними кутовими швидкостями. Ретельний аналіз фотографій, переданих космічними станціями, показав, що час повного обороту "спиць" точно відповідає періоду осьового обертання самого Сатурна. У зв'язку з цим висловлено припущення, що "спиці" утворені дрібними частинками, розташованими над площиною кілець Сатурна і утримуються електростатичними силами. А їхнє обертання пояснюється тим, що вони захоплюються магнітним полем Сатурна.

І ще одна загадка: у кільці Сатурна F було виявлено потовщення і навіть переплетення окремих ниток. Явище важко зрозуміле з погляду законів звичайної механіки! Швидше за все, воно також пов'язане із електромагнітними впливами.

Кільця планет Юпітера та Урану говорять про те, що існування подібних структур є закономірним для планет-гігантів. Судячи з усього, їх утворення є результатом процесу формування супутників планети з частинок допланетної хмари на близькій відстані від неї. Втім, є й інші припущення.