У каких планет есть кольца?
Из восьми планет нашей солнечной системы Сатурн, по-видимому, единственная, окруженная системой колец. Кольцевая система Сатурна - вот что делает его такой популярной и красивой планетой. Без колец Сатурн был бы больше похож на разбавленную версию Юпитера. Хотя Сатурн обладает самой впечатляющей кольцевой системой в Солнечной системе, он не единственная планета, у которой есть кольца. Интересно, что у каждого из четырех газовых гигантов есть кольца. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун обладают своей собственной системой колец. Даже у Земли в далеком прошлом была небольшая кольцевая система, и Марс, возможно, получит ее в далеком будущем. Какие планеты в настоящее время имеют кольца? На каких планетах они могли быть в прошлом? Будут ли в будущем образовываться кольца вокруг какой-либо из планет?
Сатурн
Любое обсуждение колец должно начинаться с Сатурна. В конце концов, кольца Сатурна были обнаружены первыми, и большая часть того, что известно о кольцах в Солнечной системе, исходит от Сатурна. Кольца Сатурна - самые заметные кольца в Солнечной системе, их можно увидеть даже в небольшой телескоп или бинокль. Кольца были впервые замечены в 1610 году Галилео Галилеем, однако его телескоп был недостаточно мощным, чтобы разглядеть их полную форму. Галилей полагал, что он обнаружил две большие луны по обе стороны от Сатурна. В 1655 году астроном Христиан Гюйгенс стал первым ученым, заявившим что Сатурн был окружен большим диском. В то время знаний о кольцах Сатурна не хватало, поскольку ранние астрономы не имели возможности определить их размер, массу и состав. Большинство астрономов предполагали, что кольцо Сатурна было твердым. В 1675 году Джованни Кассини обнаружил, что большое кольцо вокруг Сатурна на самом деле состоит из множества меньших колец. Вместо того, чтобы быть окруженным одним кольцом, Сатурн был окружен целой системой колец с большими промежутками, разделяющими их. Однако вера в то, что кольца Сатурна твердые, все еще была широко распространена, и только в 1800-х годах ученые начали понимать истинную структуру колец Сатурна. В 1859 году Джеймс Клерк Максвелл показал, что сплошного кольца вокруг Сатурна просто не может существовать. Если бы кольца были твердыми, гравитационное притяжение Сатурна исказило бы их форму и в конечном итоге разбило бы на куски. Максвелл утверждал, что кольца состоят из бесчисленного множества частиц, большинство из которых не крупнее песчинки.
Большая часть того, что известно о кольцах Сатурна, получена из четырех роботизированных миссий, которые успешно посетили Сатурн вблизи. В 1979 году "Пионер-11" стал первой миссией к Сатурну и предоставил ученым самые первые снимки Сатурна и его колец вблизи. Pioneer 11 подтвердил гипотезу Максвелла о том, что кольца состояли из бесчисленных крошечных частиц, большинство из которых состоят из водяного льда. В 1980 году "Вояджер-1" завершил свое самое близкое сближение с Сатурном. Через год после "Вояджера-1" "Вояджер-2" завершил свое самое близкое сближение с Сатурном. Космические аппараты "Вояджер" сделали снимки Сатурна и его колец с самым высоким разрешением на тот момент, предложив ученым невиданный ранее вид Сатурна и его колец. Хотя "Пионер-11" и два "Вояджера" раскрыли огромное количество информации о кольцах Сатурна, большая часть того, что известно, исходит от миссии "Кассини". В отличие от предыдущих миссий, "Кассини" вышел на орбиту вокруг Сатурна и оставался на орбите более 13 лет.
За последние несколько десятилетий ученые обнаружили множество колец вокруг Сатурна. В настоящее время известно, что Сатурн имеет семь основных колец, а также ряд меньших колец. Кольца обозначены буквами от A до G, их названия указаны в порядке их открытия. Например, вместо того, чтобы быть в порядке от A до G, кольца называются в следующем порядке: D, C, B, A, F, G, E. D-кольцо было обнаружено первым, в то время как E-кольцо было обнаружено последним. По размеру кольца просто гигантские. Главные кольца покрывают расстояние в 45 700 миль (73 000 километров) от Сатурна. Это приличное расстояние, но сами кольца не слишком толстые. Хотя их толщина варьируется, обычно они имеют толщину от 32 футов (десяти метров) до 0,6 мили (одного километра). Водяной лед составляет более 99% состава кольца, причем большинство частиц льда имеют размер всего в пару дюймов.
Юпитер
При взгляде на изображения Юпитера невозможно разглядеть наличие каких-либо колец. На самом деле ученые понятия не имели, что у Юпитера вообще есть кольца, до 1979 года, когда "Вояджер-1" пролетел мимо Юпитера. Кольца Юпитера настолько слабые, что их могут видеть только самые большие телескопы на Земле. Большинство наблюдений за кольцами Юпитера производятся с помощью космического телескопа "Хаббл". Кольцевая система Юпитера состоит из четырех колец: Главного кольца, кольца Гало, кольца Паутинки и кольца Гималии. Несмотря на свою слабость, кольца Юпитера находятся на расстоянии 226 000 километров от Юпитера. Что касается толщины, то каждое из колец варьируется на заметную величину. Кольцо гало имеет толщину 7 767 миль (12 500 километров), в то время как основное кольцо имеет толщину всего 18,6 миль (30 километров). Как и кольца Сатурна, кольца Юпитера состоят из бесчисленных частиц диаметром всего несколько дюймов, большинство из которых состоят из водяного льда. Однако на самом деле в кольцах Юпитера содержится гораздо большее количество пылевых частиц, чем в кольцах Сатурна.
Уран и Нептун
Подобно Юпитеру и Сатурну, Уран и Нептун также имеют свои собственные кольцевые системы. Уран окружен 13 известными кольцами, в то время как Нептун окружен пятью кольцами. С помощью наземных обсерваторий кольца Урана были обнаружены в 1977 году и были замечены вблизи "Вояджером-2" во время его облета Урана в 1986 году. В отличие от кольцевых систем Юпитера и Сатурна, кольца Урана заметно потемнели. Точный состав колец Урана до сих пор остается загадкой. Учитывая, насколько они темные, маловероятно, что они состоят из водяного льда, как кольца Сатурна. Скорее всего, вполне возможно, что они состоят из молекул на основе углерода. Кольца Нептуна похожи на кольца Урана тем, что они исключительно темные и содержат очень мало водяного льда. Кольца Нептуна были открыты в 1984 году наземными обсерваториями и более подробно изучены во время облета Нептуна "Вояджером-2" в 1989 году.
Прошлое и будущее Кольца
Если бы вы стояли на Земле 4,5 миллиарда лет назад, то, скорее всего, увидели бы кольцо, окружающее новообразованную планету. Хотя она и близко не была бы такой большой или великолепной, как у Сатурна, у Земли действительно была кольцевая система в течение короткого периода времени. 4,5 миллиарда лет назад Земля подверглась столкновению с планетой размером с Марс под названием Тейя. Столкновение почти уничтожило молодую Землю, но, к счастью, оно произошло под правильным углом и разрушило лишь часть Земли. Огромное количество обломков было выброшено на орбиту Земли и образовало большое кольцо вокруг нашего мира. Само кольцо просуществовало недолго, и в конце концов весь материал объединился, образовав Луну. Учитывая, что столкновения планет были обычным явлением в ранней солнечной системе, вполне возможно, что все внутренние скалистые миры в какой-то момент имели кольца. Интересно, что в далеком будущем Марс действительно может образовать кольцевую систему. Одна из марсианских лун, Фобос, постепенно падает в сторону Марса. Орбита Фобоса медленно уменьшается, и в результате он медленно приближается к Красной планете. Примерно через 70 миллионов лет Фобос окажется так близко к Марсу, что гравитация планеты разорвет Фобос на части. Обломки Фобоса выйдут на орбиту вокруг Марса и сформируют систему колец.
