Кільця Сатурна майже повністю складаються з чистого льоду

Три нещодавні дослідження, проведені вченими з Науково-дослідного центру Еймса НАСА в Кремнієвій долині Каліфорнії, вивчають дані місії НАСА Кассіні та надають докази того, що кільця Сатурна одночасно молоді та ефемерні – в астрономічних термінах, звичайно.

Нове дослідження вивчає масу кілець, їхню «чистоту», швидкість додавання сміття та те, як це впливає на те, як кільця змінюються з часом.

Майже чистий лід

Кільця майже повністю складаються з чистого льоду. Менше кількох відсотків їхньої маси становить некрижане «забруднення», що надходить від мікрометеороїдів, таких як фрагменти астероїдів, менші за піщинку.

Вони постійно стикаються з частинками кільця та вносять уламки в матеріал, що обертається навколо планети. Важко визначити вік кілець, оскільки вчені ще не встановили кількісну оцінку цього бомбардування, щоб підрахувати, як довго воно мало тривати.

Тепер одне з трьох нових досліджень дає краще уявлення про загальну швидкість надходження некрижаного матеріалу і, таким чином, про те, наскільки він повинен був «забруднити» кільця з моменту їх утворення.

Час кілець

Аналіз також показує, що мікрометеороїди надходять не так швидко, як вважали вчені, що означає, що гравітація Сатурна може більш ефективно втягувати матеріал у кільця.

Ці докази стверджують, що кільця не могли бути піддані цьому космічному граду більше ніж кілька сотень мільйонів років. Це складає невелику частку віку Сатурна та Сонячної системи – 4,6 мільярда років. ​

Цей висновок підтверджується другою статтею , яка розглядає постійні удари кілець крихітними космічними каменями під іншим кутом зору. Автори дослідження виявили дві речі, якими в основному нехтували в дослідженнях. Зокрема, вони досліджували фізику, яка керує довгостроковою еволюцією кілець, і виявили, що два важливі елементи – це бомбардування мікрометеоритами та те, як уламки від цих зіткнень розподіляються всередині кілець.

Врахування цих факторів показує, що кільця могли досягти своєї поточної маси лише за кілька сотень мільйонів років. Результати також показують, що, оскільки вони такі молоді, вони, швидше за все, утворилися, коли нестабільні сили тяжіння в системі Сатурна знищили деякі з його крижаних супутників.​

Таким чином, Сатурн міг існувати більше 4 мільярдів років, перш ніж прийняти свій нинішній вигляд.

Дрейф з кілець

Місія Кассіні виявила, що кільця швидко втрачають масу, оскільки матеріал із найглибших областей потрапляє на планету. Третя стаття вперше кількісно визначає, наскільки швидко матеріал кільця дрейфує в цьому напрямку, і метеороїди, знову ж таки, відіграють певну роль.

Їх зіткнення з існуючими частинками кільця та те, як отримані уламки викидаються назовні, створюють своєрідний конвеєр руху, що переносить матеріал кільця до Сатурна. Розрахувавши, що вся ця штовханина частинок означає для їх остаточного зникнення на планеті, дослідники дійшли до важких новин для Сатурна. Він може втратити свої кільця в найближчі кілька сотень мільйонів років.

Результати говорять про те, що постійне бомбардування стороннім сміттям не тільки забруднює планетарні кільця, воно також має зменшити їх з часом. Так вважає Пол Естрада, дослідник з Ames і співавтор усіх трьох досліджень:

«Можливо, мініатюрні та темні кільця Урана та Нептуна є результатом цього процесу. Тому те, що кільця Сатурна є порівняно масивними та крижаними, свідчить про їхню молодість».