Планетарні кільця – цікаве явище. Одне лише згадування цих двох слів викликає у голові образи Сатурна з його великою барвистою системою кілець, які утворюють диск, що обертається. Але насправді кілька інших планет нашої Сонячної системи мають кільця. Просто, на відміну від Сатурна, їхні системи менш помітні і, можливо, менш красиві для споглядання.
Завдяки дослідницьким зусиллям, проведеним протягом останніх кількох десятиліть, коли космічні зонди були відправлені до зовнішньої Сонячної системи, ми зрозуміли, що всі газові гіганти – Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун – мають власні кільцеві системи. І це ще не все! Насправді кільцеві системи можуть бути більш поширеними, ніж вважалося раніше...
Кільця Юпітера:
У 1979 році кільця з Юпітер були виявлені, коли космічний зонд «Вояджер-1» здійснив обліт планети. Вони також були ретельно досліджені в 1990-х роках орбітальним апаратом Galileo. Оскільки кільцева система складається переважно з пилу, її можна спостерігати лише в найпотужніші телескопи або зблизька за допомогою орбітального космічного корабля. Проте протягом останніх двадцяти трьох років його багато разів спостерігали із Землі, а також Космічний телескоп Хаббл .
Схема кільцевої системи Юпітера, що показує чотири основні компоненти. Авторство: NASA/JPL/Корнельський університет
Кільцева система складається з чотирьох основних компонентів: товстий внутрішній тор з частинок, відомий як «кільце гало»; відносно яскраве, але надзвичайно тонке «головне кільце»; і два широких, товстих і слабких зовнішніх «павутинчастих кільця». Ці зовнішні кільця складаються з матеріалу супутників Амальтеї і Фів і названі на честь цих супутників (тобто «Кільце Амальтеї» та «Кільце Фів»).
Основне і гало-кільця складаються з пилу, що викидається з супутників Метиса, Адрастея та інших неспостережуваних материнських тіл у результаті високошвидкісних ударів. Вчені вважають, що навколо місяця на орбіті Гімалії навіть могло існувати кільце, яке могло утворитися, коли в нього врізався інший маленький місяць і спричинив викид матеріалу з поверхні.
Кільця Сатурна:
Кільця з Сатурн , тим часом, відомі століттями. Хоча Галілео Галілей став першою людиною, яка спостерігала за кільцями Сатурна в 1610 році, у нього не було достатньо потужного телескопа, щоб розпізнати їх справжню природу. Лише в 1655 році Крістіан Гюйгенс, голландський математик і вчений, став першою людиною, яка описала їх як диск, що оточує планету.
Подальші спостереження, які включали спектроскопічні дослідження кінця 19 століття, підтвердили, що вони складаються з менших кілець, кожне з яких складається з крихітних частинок, які обертаються навколо Сатурна. Розмір цих частинок варіюється від мікрометрів до метрів, які утворюють згустки, що обертаються навколо планети, і які майже повністю складаються з водяного льоду, забрудненого пилом і хімічними речовинами.
Сатурн і його кільця, як видно згори планети космічним кораблем «Кассіні». Авторство: NASA/JPL/Інститут космічних наук/Гордан Угаркович
Всього Сатурн має систему з 12 кілець з 2 поділками. Вона має найбільш розгалужену систему кілець з усіх планет нашої Сонячної системи. Кільця мають численні зазори, де щільність частинок різко падає. У деяких випадках це пов’язано з тим, що супутники Сатурна вбудовані в них, що викликає дестабілізуючий орбітальний резонанс.
Однак у кільце Титана та кільці G орбітальний резонанс із супутниками Сатурна має стабілізуючий вплив. Далеко за основними кільцями знаходиться кільце Фібі, яке нахилено під кутом 27 градусів до інших кілець і, як і Фібі, обертається по орбіті ретроградно.
Кільця Урана:
Кільця з Уран вважаються відносно молодими, їм не більше 600 мільйонів років. Вважається, що вони виникли в результаті зіткнення кількох супутників, які колись існували навколо планети. Після зіткнення супутники, ймовірно, розпалися на численні частинки, які збереглися у вигляді вузьких і оптично щільних кілець лише в строго обмежених зонах максимальної стабільності.
Уран має 13 кілець, які спостерігалися досі. Усі вони дуже слабкі, більшість з них непрозорі та лише кілька кілометрів завширшки. Кільцева система складається здебільшого з великих тіл діаметром від 0,2 до 20 м. Кілька кілець оптично тонкі і виготовлені з дрібних частинок пилу, що ускладнює спостереження за допомогою наземних телескопів.
Позначені кільцеві дуги Нептуна, як видно з нещодавно оброблених даних. Авторство: М. Шоуолтер/Інститут SETI
Кільця Нептуна:
Кільця з Нептун були відкриті лише в 1989 році, поки космічний зонд «Вояджер-2» не здійснив обліт планети. У системі було помічено шість кілець, які найкраще описати як слабкі та слабкі. Кільця дуже темні і, ймовірно, складаються з органічних сполук, оброблених випромінюванням, подібних до тих, що містяться в кільцях Урана. Так само, як Уран і Сатурн, чотири супутники Нептуна обертаються в межах системи кілець.
Інші органи:
Ще в 2008 році було висловлено припущення, що магнітні ефекти навколо сатурніанського супутника Реї можуть свідчити про наявність у нього власної кільцевої системи. Однак подальше дослідження показало, що спостереження, отримані під час місії Cassini, припускають, що за магнітні ефекти відповідальний якийсь інший механізм.
За роки до Нові горизонти зонд відвідав систему, астрономи припустили, що Плутон також може мати систему кілець . Однак, провівши історичний обліт системи в липні 2015 року, зонд New Horizons не знайшов жодних доказів кільцевої системи. Хоча карликова планета мала багато супутників, крім найбільшого ( Харон ), уламки з усієї планети не об’єдналися в кільця, як було припущено.
Враження художника від космічного корабля New Horizons на орбіті навколо Плутона (на задньому плані видно Харона). Авторство і права: NASA/JPL
Мала планета с Чарікло – астероїд, який обертається навколо Сонця між Сатурном і Ураном – також має два кільця, які обертаються навколо нього. Можливо, це пов’язано зі зіткненням, яке спричинило утворення ланцюга уламків на орбіті навколо нього. Оголошення про ці кільця було зроблено 26 березня 2014 року і було засновано на спостереженнях, зроблених під час зоряного потьоріння 3 червня 2013 року.
За цим послідували висновки, зроблені в 2015 році це вказувало на те, що Хірон 2006 року – ще один великий кентавр – міг мати власне кільце. Це призвело до подальших припущень, що в нашій Сонячній системі може бути багато малих планет, які мають систему кілець.
Коротше кажучи, чотири планети нашої Сонячної системи мають складну систему кілець, а також мала планета Чарікло і, можливо, навіть багато інших менших об’єктів. У цьому сенсі кільцеві системи здаються набагато більш поширеними в нашій Сонячній системі, ніж вважалося раніше.
Ми написали багато статей про планети з кільцями для Universe Today. Ось стаття про склад кілець Сатурна , а ось стаття про планети з кільцями .
Якщо ви хочете більше інформації про планети, перегляньте Сторінка дослідження Сонячної системи NASA , а ось посилання на Симулятор Сонячної системи NASA .
Ми також записали серію епізодів Astronomy Cast про кожну планету Сонячної системи. Починай тут, Епізод 49: Меркурій .
