Cine a descoperit inelele lui Saturn. De ce există inele în jurul lui Saturn? Sateliți minusculi ai lui Saturn

Saturn, a șasea planetă de la Soare. Inelele lui Saturn sunt un sistem de formațiuni concentrice plate de gheață și praf situate în planul ecuatorial al planetei. Planeta are șapte inele principale (A, B, C, D, E, F, G) și multe inele mici.

Descoperirea inelelor lui Saturn

1610 - Galileo Galilei a fost primul care a văzut inelele lui Saturn cu telescopul său la o mărire de 20x, dar nu le-a recunoscut ca fiind inele.

1655 - Omul de știință olandez Christian Huygens a fost primul care a recunoscut un inel în proeminențele ciudate care îl însoțeau pe Saturn. Dar numai 4 ani mai târziu, fiind convins că are dreptate, el a spus din paginile cărții „Sistemul Saturn” că Saturn „este înconjurat de un inel subțire, plat, care nu se atinge nicăieri, înclinat spre ecliptică”.

1675 - directorul Observatorului din Paris, Giovanni Domenico Cassini, a descoperit o dungă neagră în interiorul inelului (mai târziu va fi numită „divizia Cassini”). Ea a tăiat-o în două părți - au început să fie numite inele A și B. El a fost primul care a sugerat că inelele constau din particule individuale.

Originea inelelor

Acum au început să apară ipoteze una după alta. Timp de câteva secole, inelele misterioase ale lui Saturn au atras invariabil atenția astronomilor. Cu cât telescoapele deveneau mai avansate, cu atât structura inelelor părea mai complexă. În zilele noastre, cu ajutorul sondelor interplanetare care au vizitat Saturn, știm multe despre ele. Pe lângă cele principale, astronomii au numărat deja peste 100 de mii de inele individuale care înconjoară planeta. Ele diferă prin compoziția lor chimică și culoare. Originea inelelor ridică încă multe întrebări. Cercetătorii nu încetează să propună noi ipoteze care explică natura inelelor.

Ipoteze

În secolul al XIX-lea, un astronom din Franța, Edouard Albert Roche, a emis ipoteza că unul dintre lunile lui Saturn s-a apropiat atât de mult de planetă încât a fost sfâșiat de forțele mareelor, iar resturile sale au format inelele care înconjoară acum Saturn. Niciun satelit care a depășit așa-numita „limită Roche” nu poate supraviețui; mai devreme sau mai târziu se va dezintegra, formând un alt inel, care ulterior se va stabili pe planetă. Oricum ar fi, inelele, potrivit susținătorilor acestei ipoteze, sunt un fenomen temporar. Avem norocul să trăim într-o perioadă în care mai multe planete mari sunt înconjurate de ele.

Conform unei alte ipoteze, inelele s-ar fi putut forma după o coliziune a uneia dintre lunile lui Saturn cu un meteorit mare. Multe fragmente care au împânzit împrejurimile planetei după ciocnire au devenit materialul din care s-au format inelele. Calculele au arătat că vârsta lor nu depășește 100 de milioane de ani.

Din ce sunt făcute inelele?

Acum știm că inelele lui Saturn sunt 90-95% gheață de apă. Dar corpurile cerești care le-ar putea servi drept material sunt cel puțin jumătate compuse din diverși silicați și metale. Prin urmare, inelele lui Saturn ar trebui să conțină, de asemenea, cel puțin câteva zeci de procente din aceste materiale. Numai ipotezele noi pot rezolva această contradicție.

Ce se întâmplă dacă inelele lui Saturn, ca și cei mai apropiați sateliți ai săi, s-ar fi format din cauza aceleiași catastrofe? Această versiune a fost prezentată în 2010 de către astrofizicianul american Robin Kanup. El a sugerat că, în trecutul îndepărtat, un alt satelit la fel de mare ca Titan orbită Saturn. Miezul său era format din silicați și fier și era acoperit cu o coajă puternică de gheață. Apropiindu-se de planetă la o distanță egală cu limita Roche, sub influența forțelor mareelor, a aruncat această coajă de gheață, iar aceasta, despărțindu-se treptat în părți din ce în ce mai mici, a început să se rotească lângă Saturn, formând numeroase inele. În ceea ce privește miezul de piatră de fier al satelitului, acesta s-a prăbușit pe Saturn.

Conform calculelor, inelele lui Saturn cântăreau cândva de mii de ori mai mult decât acum. Cu toate acestea, asteroizii și cometele care s-au prăbușit ocazional în ei au eliminat o parte din material. Din el ar putea fi formați sateliții interiori ai lui Saturn - de exemplu, Tethys. Între timp, silicații și metalele conținute în asteroizi au completat materialul inelelor - așa au apărut cele 5-10% din impuritățile care s-au găsit acolo.

Când s-au format inelele?

Totuși, această ipoteză, ca și celelalte menționate, are aceleași neajunsuri. De exemplu, după distrugerea unui satelit, apar resturi de diferite dimensiuni - de la cuburi de gheață la munți de gheață care se întind pe zeci de kilometri. De fapt, niciunul dintre sloturile de gheață care au format inelele nu are mai mult de 10 metri lungime. Este o altă problemă dacă inelele lui Saturn au apărut împreună cu planeta! Apoi, din cauza contracarării puternice a gravitației, bucăți mici de gheață nu s-ar putea strânge nici măcar în bulgări de mărimea unei case. În plus, distrugerea unui satelit este încă un accident, iar toate planetele gigantice sunt înconjurate de inele, așa că nu este foarte greu să crezi într-un accident. Mulți astronomi cred că inelele din jurul planetelor s-au format în același timp cu ele.

Deci aceste inele sunt făcute din materie care s-a păstrat încă de la originea sistemului solar? În acel moment, în jurul Soarelui se învârtea un disc uriaș de gaz și praf, din materialul căruia planetele s-au născut una după alta. Rămășițele pregătirilor spațiale - toate aceste bucăți de gheață și bucăți de praf - se învârteau acum printre planetele nou făcute, în cele din urmă rostogolindu-se în pâlcuri de sateliți. Dar ele pot apărea doar la o anumită distanță de planetă, altfel se vor prăbuși rapid. Prin urmare, în apropierea planetelor gigantice, au rămas o vreme fragmente din discul de gaz și praf, care ulterior au format inele separate.

Din cauza ciocnirilor frecvente între ele, precum și a influenței forțelor puternice de maree, toate aceste boabe și bulgări nu au format niciodată un singur satelit. Dacă această versiune este corectă, materialul inelelor este în mod constant umplut cu materie de pe suprafața sateliților lui Saturn - altfel inelele s-ar putea evapora în câteva sute de milioane de ani.

Detectarea inelelor noi

Între timp, astronomii descoperă din ce în ce mai multe inele ale lui Saturn. Deci, cu ceva timp în urmă, a fost observat un inel uriaș necunoscut anterior. În principiu, sistemele inelare ale planetelor gigantice sunt destul de mici în comparație cu planetele în sine. Potrivit astronomilor, raza lor nu depășește 5-10 raze ale planetei. Astfel, raza celui mai mare inel al lui Saturn cunoscut până de curând - inelul E - nu a depășit 10 raze ale lui Saturn (raza lui ecuatorială este de 60 mii km).

După cum au arătat observațiile, inelele exterioare ale lui Saturn sunt alimentate în mod constant de praful care zboară de pe suprafața sateliților săi după ciocniri cu micrometeoriți. În asta constă inelul, descoperit abia în 2009. Raza lui este de la 100 la 200 de raze ale lui Saturn și este format din praful aruncat de pe suprafața lui Phoebe, cel mai îndepărtat și întunecat satelit al planetei. Ei au reușit să detecteze noul inel datorită radiației infraroșii emanate de acesta. Spre deosebire de alte inele ale lui Saturn, acesta nu este situat în planul ecuatorial al planetei, ci în planul orbitei în care se învârte în jurul Soarelui. Unghiul dintre cele două plane este de aproximativ 27°.

Densitatea acestui inel este de numai 20 de particule pe kilometru cub (!). Potrivit astronomului Anne Verbisker de la Universitatea din Virginia, care a condus cercetarea, „particulele inelului sunt situate atât de departe, încât dacă ai fi în el, nici măcar nu l-ai observa imediat”. În plus, dimensiunea particulelor nu depășește adesea câțiva micrometri.

Se pare că particulele de praf care zboară din acest inel se așează pe suprafața altui satelit al lui Saturn, Iapetus, în fața lui. Aceasta explică aspectul ciudat al acestei luni. Este clar împărțit în două jumătăți, lumină și întuneric. Potrivit experților, înălțimea stratului de praf care acoperă una dintre laturile sale variază de la 20 de centimetri la câțiva metri.

Ele sunt una dintre cele mai izbitoare caracteristici ale sistemului solar. Ele înconjoară a șasea planetă de la soare în configurații ciudate, fiecare cu o lățime de o mie de mile, dar cu o grosime de doar câțiva metri.

Din ce sunt făcute inelele lui Saturn?

Inelele lui Saturn sunt compuse în mare parte din gheață cu unele roci. Oamenii de știință au o înțelegere mai bună a dinamicii decât oricând, datorită sondei spațiale Cassini, care își încheie misiunea vineri (15 septembrie) cu o cufundare în atmosfera lui Saturn după 13 ani de orbită în jurul planetei. În acest timp, Cassini a trimis înapoi pe pământ fotografii nevăzute până acum ale inelelor lui Saturn, oferind cercetătorilor o privire mai atentă asupra unora dintre structurile ciudate găsite printre gheață.

Inelele au fost descoperite pentru prima dată în 1610 de Galileo Galileo, care le-a putut vedea pur și simplu cu un telescop. Astăzi, oamenii de știință au identificat șapte inele separate, fiecare cu un nume. Numele literelor sunt un pic de încurcătură, deoarece inelele și-au primit numele în ordinea în care au fost descoperite, nu în ordinea în care sunt de pe planeta lor. Cel mai apropiat de Saturn este inelul D slab, urmat de cele trei inele cele mai strălucitoare și cele mai mari: C, B și A. Inelul F este înconjurat chiar în afara inelului A, urmat de inelul G și în final de inelul E.

Potrivit NASA, inelele ajung la o distanță de 282.000 de kilometri de planetă. Ei sunt în cea mai mare parte vecini apropiați, cu excepția Cassinii cu lățime de 2.720 de kilometri între A și B, numită așa deoarece a fost descoperită de astronomul italian Giovanni Domenico Cassini din secolul al XVII-lea. În ciuda lățimii incredibile a inelelor, acestea sunt subțiri, de numai 10 metri grosime în majoritatea locurilor și până la un kilometru în altele. Ca referință, Saturn însuși este imens - 764 de Pământuri ar putea încadra pe planeta inelată.

Saturn și inelele sale

Scala inelelor lui Saturn este făcută din particule foarte mici, puțin mai mici decât un grăunte de nisip, intercalate cu bucăți ocazionale de gheață muntoase. Oamenii de știință bănuiesc că multe dintre particule sunt bucăți de comete sparte sau luni moarte, deși originea și formarea lor exactă rămân un mister. Misiunea Cassini a reușit să urmărească sursa unora dintre aceste particule până la luna planetei Enceladus, care eliberează gaz și gheață în spațiu. Alte părți ale inelelor par să provină din resturi de la unele dintre lunile interioare ale lui Saturn, care joacă, de asemenea, un rol în formarea gravitațională a inelelor. Aceste luni orbitează în jurul inelelor lui Saturn și, ca și ei, ajută la separarea inelelor și le limitează lățimea. De exemplu, marginea interioară a inelului A este determinată de influența gravitațională a lunii Mimas.

Inelele sunt foarte reci. În 2004, nava spațială Cassini le-a măsurat pe partea sa întunecată între minus 264,1 grade și minus 333,4 grade Fahrenheit (minus 163 grade și minus 203 grade Celsius). Nu sunt la fel de roz pe cât le spun unele imagini astronomice: contrastul crescut poate duce la portrete dramatice, iar unele imagini folosesc culoarea pentru a transmite informații despre temperatură sau densitate, dar imaginile color naturale arată o moliciune de la alb la galben deschis. spre maro ușor roz.

Densitatea inelelor lui Saturn

Fiecare inel are o densitate diferită, de la inelul dens B până la slăbiciunea neclară a inelului G. Sunt foarte dinamici și, datorită interacțiunilor particulelor din interiorul lor, inelele sunt departe de a fi netede. Mimas este doar un exemplu de lună ciobănească inelată. O altă lună, Pan, străbate golul Encke de 200 de mile în inelul A. Acest gol din inelul A se va sculpta în forma unei scoici pe lățimea de 12 mile (20 km) a lunii.

Unele inele conțin, de asemenea, caracteristici deformate numite „elice”, care sunt mici tăieturi cauzate de mici gropițe lunare fără influență gravitațională pentru a deschide o fisură, cum ar fi golurile Encke sau Cassini. O altă caracteristică ciudată a inelelor sunt „spițele”, care arată ca niște pene sau linii care se rotesc în jurul inelelor. Conform paginii misiunii Cassini a NASA, aceste spițe sunt conglomerate ale particulelor sale minuscule de gheață care levitează deasupra suprafeței inelului printr-o sarcină electrostatică. Sunt temporare și au fost descoperite de misiunea Cassini în 2005.

21.07.2015

Saturn, a șasea planetă de la Soare, este unul dintre obiectele cel mai ușor de observat de astronomi, datorită în mare parte sistemului său de inele extins și foarte distinctiv. Inelele lui Saturn i-au fascinat pe astronomii amatori de secole, datând de când oamenii au început să privească cerul printr-un ocular al telescopului.

Când Galileo Galilei a observat pentru prima dată Saturn în 1610, el a crezut că aceste inele sunt sateliți giganți ai planetei, situate pe părțile opuse ale acesteia. Cu toate acestea, observații suplimentare efectuate de om de știință în următorii câțiva ani au arătat că aceste inele și-au schimbat forma și chiar au dispărut complet pe măsură ce înclinația lor față de Pământ s-a schimbat.

Știm acum că Galileo a observat o „încrucișare a planului inelelor”. Ecuatorul lui Saturn este înclinat față de orbita planetei în jurul Soarelui la un unghi de aproximativ 27 de grade (unghiul de înclinare similar pentru Pământ este de 23 de grade). Când Saturn se învârte în jurul Soarelui, prima emisferă și apoi a doua sunt iluminate de Soare pe rând. Această înclinare este responsabilă pentru schimbarea anotimpurilor, la fel ca în cazul Pământului, iar atunci când pe Saturn are loc echinocțiul de toamnă sau de primăvară, Soarele cade în planul sistemului inelar, în care se află și ecuatorul planetei. Razele soarelui luminează inelele pe margine, iar fâșia subțire de inele devine greu de deslușit cu ajutorul telescoapelor. Inelele lui Saturn sunt foarte largi - ajung la 273.600 de kilometri diametru - dar grosimea lor nu depășește 10 metri.

În 1655, astronomul Christiaan Huygens a sugerat că aceste corpuri ciudate erau inele solide, înclinate, iar în 1660 un alt astronom a sugerat că inelele erau compuse din sateliți mici - o presupunere care nu va fi confirmată timp de aproape 200 de ani următori.

În epoca explorării spațiului, sonda Pioneer 11 a trecut prin planul inelelor lui Saturn în 1979. În anii 1980. Sondele spațiale Voyager 1 și Voyager 2 au oferit o privire asupra sistemului inelar al planetei gigantice.

În 2004, misiunea Cassini-Huygens a NASA a intrat pentru prima dată pe orbita lui Saturn și a făcut observații detaliate nu numai asupra planetei în sine, ci și asupra sistemului său de inele.

Compoziție și structură

Inelele lui Saturn constau din miliarde de particule, ale căror dimensiuni variază de la câțiva milimetri la zeci de kilometri. Compus în principal din gheață de apă, aceste inele atrag, de asemenea, meteoroizi stâncoși în sistemul lor în timp ce se deplasează prin spațiu.

Deși astronomului amator începător i se poate părea că Saturn este înconjurat de un singur inel solid, sistemul de inele este de fapt împărțit în mai multe părți. Aceste inele au fost numite alfabetic în funcție de datele descoperirii lor. Astfel, inelele principale, care se deplasează de la periferia sistemului spre centru, se numesc A, B și, respectiv, C. Un decalaj de 4.700 de kilometri, cunoscut sub numele de Gap Cassini, separă inelele A și B.

Alte inele mai slabe au fost descoperite pe măsură ce tehnologia telescopului s-a îmbunătățit. Voyager 1 a descoperit inelul D cel mai apropiat de centrul sistemului în 1980. Lângă inelul A, înconjurându-l din exterior, se află inelul F, care, la rândul său, este acoperit de inelele G și E, care se află la la o distanţă considerabilă de celelalte inele ale sistemului .

Inelele în sine conțin un număr semnificativ de goluri și structuri. Unele dintre ele sunt create de numeroasele luni mici ale lui Saturn, în timp ce natura altora continuă să-i deranjeze pe astronomi până în zilele noastre.

Saturn nu este singura planetă din sistemul solar cu inele - Jupiter, Uranus și Neptun au și sisteme de inele slabe -, dar cu lunile sale, al căror sistem se întinde pe trei sferturi din distanța de la Pământ la Lună (282.000 de kilometri), el, fără îndoială. formează cel mai impresionant și mai observabil sistem de inele din Sistemul Solar.

Iată cum arată ele:

Inelele lui Saturn sunt neobișnuit de subțiri: deși au aproximativ 250.000 de kilometri în diametru, nu au mai mult de 1,5 kilometri grosime. Saturn este înconjurat de trei inele (A, B și C), care, ca și ecuatorul planetei, sunt înclinate față de planul orbitei sale la un unghi de 26°45’. Există și inele mai slabe - D, E, F. La o examinare mai atentă, există și mai multe inele.

Părțile interioare ale inelelor se rotesc mai repede decât cele exterioare.

Inelul exterior este separat de mijloc printr-un gol întunecat - golul Cassini. Inelul din mijloc este cel mai strălucitor. De asemenea, este separat de inelul interior printr-un gol întunecat. Inelul interior întunecat și translucid se numește crep. Marginea sa este neclară, inelul dispare treptat.

Aceste inele sunt formate din praf, bucăți de gheață și pietre. Dimensiunile lor variază de la un centimetru la câțiva metri.

De ce sunt inelele plate? Forma lor este rezultatul acțiunii a două forțe: gravitațională (atracție) și centrifugă. Atracția gravitațională tinde să le strângă din toate părțile. Rotirea inelelor previne compresia pe axa de rotație, dar nu poate împiedica aplatizarea de-a lungul axei.

De unde au venit? Există două ipoteze despre asta.

Conform primei teorii, inelele au apărut ca urmare a prăbușirii unui satelit, cometă sau asteroid neglijent care s-a apropiat de Saturn. Distrugerea corpului „extraterestru” ar fi putut avea loc datorită influenței forțelor de maree ale gigantului Saturn, care l-au rupt literalmente „în bucăți” cu gravitația sa puternică. Calculele au arătat că, dacă satelitul s-ar fi format la aceeași distanță cu inelele, ar fi fost rupt în mici fragmente de forța mareelor.

Conform unei alte ipoteze, inelele lui Saturn sunt rămășițele unui nor circumplanetar imens. Din regiunile exterioare ale acestui nor s-au format sateliți, în timp ce cei interioare sunt încă într-o stare fragmentată, adică sub formă de inele. Nu au reușit să formeze sateliți din cauza gravitației inconsistente a lui Saturn, s-au rotit și s-au ciocnit prea întâmplător și, din această cauză, au fost zdrobiți în mod constant, astfel încât au ajuns într-o stare atât de liberă încât se prăbușesc la cel mai mic șoc.

Știați...

Inelele lui Saturn au fost descoperite pentru prima dată de Galileo Galilei în 1610. A văzut o imagine foarte neclară prin telescop: Saturn părea să aibă două urechi sau anexe: inelele lui Saturn arătau ca două pete cețoase pe părțile laterale ale planetei. Galileo a crezut că aceștia ar putea fi sateliți mari: „Am observat cea mai îndepărtată dintre planete ca pe o triplă.” După cum a spus Galileo la figurat, anexele semănau cu „doi slujitori care îl sprijină pe bătrânul Saturn (zeul timpului printre vechii romani) în călătoria sa obosită prin cer”.

Pe lângă inelele sale, Saturn are 62 de sateliți. Cel mai faimos și cel mai mare este Titan. Este singurul satelit din sistemul solar pe care a fost descoperită o atmosferă.

Am terminat școala cu destul de mult timp în urmă, dar lecțiile mele de astronomie sunt bine păstrate în memorie. Mereu am fost interesat să aud povești despre planetele sistemului solar. Spațiul cosmic face semn cu frumusețea și necunoscutul. De exemplu, Saturn conteaza cea mai frumoasă planetă. Vă voi spune de ce această planetă a primit un astfel de titlu.

Inelele lui Saturn

Există mai multe planete înconjurate de inele. Cel mai faimos dintre ele este Saturn. E ușor să o recunoști. Saturn este înconjurat de un întreg sistem de formațiuni inelare.Compus sunt cunoscute de mult timp:

• particule de gheață zdrobită;
• praf;
• resturi spațiale.

Inelele lui Saturn vizibile clar printr-un telescop de pe Pământ. Acest lucru este posibil datorită faptului că particulele de gheață au capacitatea de a reflecta lumina soarelui.

Inelele lui Saturn sunt împărțite în șapte clase, desemnate prin primele litere engleze ale alfabetului: A, B, C, D, E, F, G. Primele trei inele A, B și C sunt cel mai bine vizibile de pe Pământ. Dacă luăm în considerare aceste inele mai detaliat, atunci fiecare dintre ele este format din mii de inele mici. Inelele principale nu se potrivesc strâns împreună. Există decalaje destul de mari între ele.

Cum s-au format inelele lui Saturn?

Mânca două presupuneri Cum ar fi putut apărea inelele planetei Saturn. Conform primei presupuneri, formarea inelelor a fost cauzată de prăbușirea unui satelit, asteroid sau cometă, situat aproape de Saturn. O astfel de distrugere ar fi putut avea loc din cauza expunerii forța de maree a planetei. Corpul cosmic putea fi tras atât de aproape de ea încât pur și simplu s-a rupt în bucăți mici.

Conform celei de-a doua ipoteze, inelele lui Saturn reprezinta rămășițele unui nor circumplanetar imens. Se poate presupune că s-au format mari părți din acesta sateliții planetei, iar cei mici mai au vedere fragmentată. Acest lucru se datorează faptului că Saturn nu are o atracție constantă și părți din nor nu s-au putut conecta complet și, prin urmare, rămân în formă fragmentată. Fotografiile acestei planete sunt impresionante. Nu degeaba majoritatea oamenilor de știință îl numesc pe Saturn cea mai frumoasă planetă.