"Снимки с космического аппарата «Кассини» помогают не только узнать многое о Сатурне, но и понять, как формировалась солнечная система

Вот уже шесть лет вращается вокруг Сатурна космический аппарат «Кассили», В отличие от своего предшественника, который лишь ненадолго сблизился с этой планетой по дороге к краю Солнечной системы, «Кассини» год за годом посылает нам ее поразительно детальные фотографии.
Эти изображения необходимы тем, кто интересуется загадками Сатурна. — его кольцами и спутниками. Но «Кассини» помогает узнать не только о кольцевой системе планеты. «Эта информация позволила нам по-новому взглянуть на то, как формировалась Солнечная система», — рассказывает Карл Мюррей, член команды ученых, изучающих снимки с «Кассини» в Колледже королевы Марии (Великобритания).
Кольцевая система Сатурна очень похожа на то облако пыли и камней, которое породило Землю и другие планеты 4,55 миллиарда лет назад. Протопланетный диск обрел свою форму, когда сферическое облако, состоящее из ультрахолодного газа и пыли, начало коллапсироватъ за счет гравитационного притяжения. Вращаясь вокруг новорожденного Солнца, облако уплощалось и постепенно принимало форму диска, «После того как исчез весь газ, диск из вращающегося мусора стал внешне напоминать диск кольцевой системы Сатурна», —говорит Мюррей.
Затем из пыли начали образовываться большие тела. Они постепенно росли, собирая материал из окружающего пространства. Иногда между телами возникало «соревнование» — победитель поглощал проигравшего.
Для образования планет потребовались сотни тысяч лет и сложные цепочки событий, и мы пока мало знаем о происходивших процессах, «Теория формирования планет находится еще в зачаточном состоянии», — говорит Рену Малхотра из Лунной и планетарной лаборатории, расположенной в Тусоне (штат Аризона, США). Но на помощь нам приходят кольца Сатурна. «То невероятное разнообразие сложных структур, которые мы видим в кольцах, может многое поведать о процессе формирования планет», — считает Мюррей.
Самым удивительным открытием стали образования, внешне похожие на авиапропеллеры. Их порождают рассекающие ледяную пыль спутники Сатурна. В кольце А диаметром 14 тысяч километров и толщиной 10 метров было замечено несколько дюжин таких образований. Сами спутники очень маленькие [некоторые из них не смог увидеть даже «Кассини») — их диаметр составляет от нескольких сот метров до нескольких километров, но порожденные ими волны в форме пропеллеров могут достигать в длину нескольких тысяч километров. За некоторыми из этих образовании, вращающихся вокруг Сатурна, наблюдают уже несколько лет.
Создаются такие волны вследствие воздействия гравитации спутника, втягивающей находящийся вокруг материал. Пыль внутри орбиты спутника находится ближе к Сатурну, соответственно, она движется быстрее, аза счет возмущений формируется длинная и тонкая волна впереди спутника — передняя лопасть пропеллера, Пыль же за орбитой спутника движется медленнее, образуя заднюю лопасть. Я уверен, что подобные пропеллеры были первыми структурами, создавшимися в процессе формирования планет», — говорит Мюррей.
Более крупные спутники Сатурна представляют собой следующую стадию в эволюции планет: У этих растущих небесных тел гравитация достаточна для того, чтобы втянуть в себя окружающий материал и образовать промежутки в кольцах—тоже самое происходило и при развитии планет, когда они росли, образовавшись из протопланетного диска. Спутник Сатурна Мимас— средний по размеру, 400 километров в диаметре. Он подобрал не только вещество со своей орбиты, но и пыль с резонансных орбит. Например, частицы на резонансной орбите 2:1 делают один оборот вокруг Сатурна зато время, в течение которого Мимас делает два оборота. Спутник, проходя мимо них, втягивает их в себя.
Конечно, за один проход спутник вбирает не так уж много частиц, но за множество циклов в кольце формируется промежуток. Гравитационное воздействие Мимаса образовало самую известную дыру в кольцах Сатурна—щель Кассини шириной 4700 километров,
Зоркий глаз «Кассини» обнаружил также, что спутник Прометей в кольце F порождает в пыли волны. Этот спутник втягивает окружающий материал в себя, но к тому времени когда пыль достигает положения Прометея, спутник оказывается далеко впереди. Освободившийся от гравитации материал разлетается, создавая в кольце колебательные движения, У этого процесса есть далеко идущие последствия: волны уплотняют пыль, которая начинает вести себя подобно твердому телу, «В данном случае мы наблюдаем спутник, помогающий образоваться телу, которому не хватает гравитации, чтобы сформироваться самостоятельно», — считает Мюррей. Если подобные процессы происходили в протопланетнам диске, то растущие тела, например зарождающийся Юпитер, могли помочь образоваться планетам, которые иначе бы не возникли.
И это не единственный способ влияния дискового облака на формирование планет, Линду Спилкер, которая работает над проектом «Кассини» в Лаборатории реактивного движения в Пасадине (штат Калифорния, США), удивило та, что орбиты пропеллеров постоянно изменяются, «Мы следим за большими пропеллерами вот уже четыре года, и было замечено, что они иногда приближаются к планете, а иногда удаляются от нее», — говорит она.
О чем молчит Сатурн
Возможно, материал в кольце бьет спутники, выталкивая их наружу. А может, гравитационное взаимодействие с этим веществом вытягивает энергию из спутника, и Сатурн его притягивает. Эта теория позволила бы объяснить существование в других звездных системах так называемых горячих юпитеров — газовых планет-гигантов, расположенных очень близко к звезде. Поскольку возле самой звезды недостаточно материала для образования планеты, такие горячие юпитеры должны были образоваться вдали от звезды и постепенно к ней приблизиться. «Возможно, именно этот процесс мы н наблюдаем в кольцах Сатурна», —полагает Мюррей.
Малхотра уверена, что нам еще многое предстоит узнать, ведь «кольца и спутники Сатурна — уникальная природная лаборатория, позволяющая нам глубже понять физические процессы».
Но даже Сатурн не расскажет нам всего об образовании планет. «Мы можем наблюдать только ранние стадии зарождения планет, про поздние этапы нам пока ничего не известно», — говорит Мюррей, Дело в том, что ледяная пыль колец Сатурна не сможет сформировать спутники — подобно тому, как из протопланетного диска образовались планеты. Расстояние от колец до Сатурна в 300 раз меньше, чем расстояние от Меркурия до Солнца, то есть гравитация планеты разорвет любой достаточно большой спутник.
В кольцах Сатурна силы разрушения всегда играли ведущую роль. Но мы все равно не перестаем восхищаться прекрасными снимками «Кассини» и тем, что они рассказывают нам о Вселенной."
Источник: http://techno-progress.net/?p=56
Я же это прочла в журнале NewScientist №3(5) март 2011