Происхождение колец планет-гигантов

— система плоских концентрических образований из пыли и льда, вращающаяся вокруг планеты в экваториальной плоскости. Кольца обнаружены у всех газовых гигантов Солнечной системы: Сатурна, Юпитера, Урана, Нептуна, у астероида Харикло и, возможно, у Реи, спутника Сатурна.

Не исключается возможность наличия в прошлом короткоживущих (по астрономическим меркам) колец у других планет, в том числе у Земли. Падение Фобоса через несколько десятков миллионов лет может привести к образованию колец у Марса[1][2].

История

Система колец Сатурна была открыта в XVII веке. Первым её наблюдал, скорее всего, Галилео Галилей в 1610 году, однако из-за низкого качества оптики он видел не кольца, а лишь «придатки» по обе стороны Сатурна.

В 1655 году Христиан Гюйгенс, используя более совершенный, чем у Галилея, телескоп, первым увидел кольцо Сатурна и записал: «Кольцом окружен тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклоненным»[3].

Более 300 лет Сатурн считался единственной планетой, окружённой кольцами. Лишь в 1977 году, при наблюдении покрытия Ураном звезды, у планеты были обнаружены кольца. Слабые и тонкие кольца Юпитера были открыты в 1979 году космическим аппаратом «Вояджер-1». Через 10 лет, в 1989 году, «Вояджер-2» обнаружил кольца Нептуна[4].

Кольцами может обладать также спутник Сатурна Рея. Данные, переданные в ноябре 2005 и в августе 2007 года аппаратом «Кассини — Гюйгенс», показали, что при заходе в «тень» Реи, поток регистрируемых от Сатурна электронов несколько раз аномально уменьшался, что может свидетельствовать о наличии у Реи трёх колец[5].

Кольца

Раньше считалось, что Сатурн – единственная планета Солнечной системы, которая имеет кольца. Однако на сегодняшний день известно, что это утверждение неверно. Все четыре газовых гиганта имеют кольца. Но не зря именно Сатурн известен нам как планета с кольцами. Дело в том, что именно у нее самые значительные, уникальные и заметные кольца, у других планет их видно не всегда и не в любой телескоп.

Как и предполагал еще Гюйгенс в 1659 году, эти самые кольца – вовсе не одно твердое тело, это миллиарды миллиардов очень мелких частиц, вращающихся по окружности.

Всего вокруг Сатурна вращается четыре кольца – три основных и одно едва заметное. Все кольца отражают света больше, чем сама планета. Центральное кольцо – самое яркое и широкое, его отделяет от внешнего кольца щель Кассини, составляющая почти 4 тыс. километров. В этой щели расположены полупрозрачные кольца. Внешнее кольцо разделено полосой Энке. Внутреннее же кольцо – почти дымка, настолько оно прозрачно.

В реальности эти кольца очень тонкие. Их толщина – менее тысячи метров, хотя диаметр – более 250 километров. Кажется, что эти кольца очень мощные и громоздкие, но было высчитано, что если собрать все вещество, их составляющее, в одну «кучу», диаметр этого тела будет не больше 100 км.

Изображения, которые нам передают зонды, дают понять, что кольца состоят из множества мелких колечек, напоминающих дорожки грампластинок. Большая часть частиц, которые составляют кольца, не превышают нескольких сантиметров. Немногие из них больше нескольких метров. И уж единицы – 1-2 километра. Вероятнее всего, все они состоят изо льда или же вещества, похожего на камень, но покрытого льдом.

Ученые не уверены в происхождении колец. Есть версия, что они возникли одновременно с самой планетой. В любом случае материя, составляющая кольца, постоянно замещается, пополняясь, возможно, за счет разрушения мелких спутников.

Примечания

1. интернет-журнал InFuture.ru
   . [www.infuture.ru/article/5834 Фобос упадет на Марс через десяток миллионов лет] (8.03.2012).
2. [lenta.ru/news/2015/11/24/mars/ У Марса появится сатурнианское кольцо: Космос: Наука и техника: Lenta.ru]
3. В. Л. Пантелеев.
   [www.astronet.ru:8100/db/msg/1169697/node40.html Физика Земли и планет, курс лекций]. — 2001.
4. К. В. Холошевников.
   [www.astronet.ru/db/msg/1171219 Пылевые околопланетные комплексы]. Проверено 14 февраля 2009. [www.webcitation.org/68Fs73xnw Архивировано из первоисточника 8 июня 2012].
5. Н. Т. Ашимбаева (ГАИШ).
   [www.astronet.ru/db/msg/1226610 Новый лакомый объект исследований в Солнечной системе?] (10 марта 2008). Проверено 14 февраля 2009. [www.webcitation.org/68Fs8CamO Архивировано из первоисточника 8 июня 2012].

У карликовой планеты в Солнечной системе впервые нашли кольцо

Международная группа астрономов установила, что карликовая планета Хаумеа, лежащая далеко за орбитой Плутона, имеет кольцо значительных размеров. Кроме того, она оказалась заметно больше, чем считалось ранее. Наличие колец может быть связано с недавним разрушением какого-то крупного тела на орбите Хаумеа. Соответствующая статья опубликована в Nature, также о ней пишет SINC.

Хаумеа — крупная карликовая планета, открытая в 2004 году американскими астрономами. Она вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите, поэтому ее удаление от светила изменяется от 5,2 до 7,7 миллиардов километров (это от 35 до 51 раза больше, чем у Земли). Из-за экстремальной удаленности и небольших размеров рассмотреть планету в телескопы очень тяжело. Из-за этого даже через 13 лет наблюдений полных данных о ее параметрах у астрономов не было.

Кольцо вокруг карликовой планеты Хаумеа.Outreach video produced on the occasion of the publication (in Oct. 2017) in Nature of the paper entitled «The size, shape, density and ring of the dwarf pla…

В новой работе ученые использовали 12 телескопов, одновременно наблюдавших Хаумеа в момент, когда она проходила между Землей и далекой звездой. По изменению яркости затмеваемой планетой звезды удалось уточнить как данные по размерам Хаумеа, так и узнать кое-что совсем неожиданное: у нее есть кольцо. Радиус кольца — 2 287 километров, ширина — 70 километров. Оно вращается вокруг планеты в резонансе 1:3. Это значит, что за три оборота Хаумеа вокруг своей оси («сутки» там длиной в 3 часа 54 минуты), частицы кольца делают один полный оборот.

Если ранее считалось, что планета имеет яйцеобразную форму с размерами в 1 960 на 1 518 на 996 километров, то теперь выяснилось, что в длину Хаумеа достигает 2 320 километров. Из новых цифр выходит, что плотность её меньше, чем считалась ранее. Она равна лишь 1,8 грамм на кубический сантиметр, примерно как у красного кирпича. Ту же плотность имеет и Плутон.

Открытие кольца у Хаумеа имеет заметное практическое значение в плане исследования этого небесного тела. Планетарные кольца могут повредить направленный к планете исследовательский зонд, если тот не будет знать, в какой плоскости они расположены. Такая ситуация могла возникнуть не так давно близ Плутона, когда к нему приблизился американский зонд «New Horizons». К счастью, Плутон оказался лишен колец.

Считается, что кольца вокруг планеты возникают, если там недавно разрушилось крупное тело, ранее вращавшееся вокруг нее. Самая крупная система колец в Солнечной системе — у Сатурна. Считается, что примерно 100 миллионов лет назад один или несколько спутников этой планеты столкнулись между собой и образовали обломки, из которых возникли кольца.

Обо всем важном и интересном в мире науки мы также рассказываем в нашем Telegram-канале

Литература

• Н.Н. Горькавый, А.М. Фридман.
  

  	Спутниковые, астероидные	Харикло · Хирона
  	Близкая тематика	Пояс астероидов · Пояс Койпера · Облако Оорта
  Категория Кольцевые системы планет · Портал «Астрономия»

  карликовые планеты	Церера • Плутон • Хаумеа • Макемаке • Эрида • Кандидаты:Седна • Орк • Квавар • 2007 OR10 • 2002 MS4
  крупные спутники	Ганимед • Титан • Каллисто • • Луна • Европа • Тритон • Титания • Рея • Оберон • Япет • Харон • Ариэль • Умбриэль • Диона • Тефия • Энцелад • Миранда • Протей • Мимас • Нереида
  Спутники / кольца	Земли / ∅ • Марса • Юпитера / ∅ • Сатурна / ∅ • Урана / ∅ • Нептуна / ∅ • Плутона / ∅ • Хаумеа • Макемаке • Эриды • Кандидаты:Орка • Квавара
  Первые открытые астероиды	(2) Паллада • (3) Юнона • (4) Веста • (5) Астрея • (6) Геба • (7) Ирида • (8) Флора • (9) Метида • (10) Гигея • (11) Парфенопа
  Малые тела	метеороиды • астероиды / их спутники (околоземные · основного пояса · троянские · кентавры) • транснептуновые (пояс Койпера (плутино · кьюбивано) · рассеянный диск) • дамоклоиды • кометы (облако Оорта)
  Искусственные объекты	искусственные спутники Земли • межпланетные космические аппараты
  Гипотетические объекты	Вулкан и вулканоиды • спутник Меркурия • спутники Венеры • другие спутники Земли • Противоземля (Глория) • бывшие планеты Тейя, Фаэтон или Планета V • Пятый газовый гигант • Девятая планета, Тюхе, Планета X и другие транснептуновые планеты • Немезида
  Астрономические объекты • Портал:Астрономия • Проект:Астероиды

Кольца у других планет

В 1977 году во время изучения Урана были обнаружены кольца, что привело учёных в некоторое смятение, так как до этого считалось, что только Сатурн обладает таким феноменом. Учёные стали задумываться о том, у каких планет есть кольца. Станцией «Вояджер-1» было обнаружено слабое кольцо у Юпитера. Сегодня хорошо известно, что у всех газовых планет-гигантов Солнечной системы они есть. Таких планет четыре — Сатурн, Юпитер, Нептун, Уран. Этот список пополнил астероид Харикло и, как считает ряд учёных, они есть у спутника Сатурна — Реи.

Предполагают, что и другие планеты окольцованы. Но у каких планет есть кольца, пока не известно. Расчёты некоторых астрономов подтверждают их существование у карликовой планеты Плутон. Но до настоящего времени это не подтверждено, как и в случае со спутником Реи.

Отрывок, характеризующий Кольца планет

– И с цыганками его сюда привести? – спросил Николай смеясь. – Ну, ну!… В это время неслышными шагами, с деловым, озабоченным и вместе христиански кротким видом, никогда не покидавшим ее, вошла в комнату Анна Михайловна. Несмотря на то, что каждый день Анна Михайловна заставала графа в халате, всякий раз он конфузился при ней и просил извинения за свой костюм. – Ничего, граф, голубчик, – сказала она, кротко закрывая глаза. – А к Безухому я съезжу, – сказала она. – Пьер приехал, и теперь мы всё достанем, граф, из его оранжерей. Мне и нужно было видеть его. Он мне прислал письмо от Бориса. Слава Богу, Боря теперь при штабе. Граф обрадовался, что Анна Михайловна брала одну часть его поручений, и велел ей заложить маленькую карету. – Вы Безухову скажите, чтоб он приезжал. Я его запишу. Что он с женой? – спросил он. Анна Михайловна завела глаза, и на лице ее выразилась глубокая скорбь… – Ах, мой друг, он очень несчастлив, – сказала она. – Ежели правда, что мы слышали, это ужасно. И думали ли мы, когда так радовались его счастию! И такая высокая, небесная душа, этот молодой Безухов! Да, я от души жалею его и постараюсь дать ему утешение, которое от меня будет зависеть. – Да что ж такое? – спросили оба Ростова, старший и младший. Анна Михайловна глубоко вздохнула: – Долохов, Марьи Ивановны сын, – сказала она таинственным шопотом, – говорят, совсем компрометировал ее. Он его вывел, пригласил к себе в дом в Петербурге, и вот… Она сюда приехала, и этот сорви голова за ней, – сказала Анна Михайловна, желая выразить свое сочувствие Пьеру, но в невольных интонациях и полуулыбкою выказывая сочувствие сорви голове, как она назвала Долохова. – Говорят, сам Пьер совсем убит своим горем. – Ну, всё таки скажите ему, чтоб он приезжал в клуб, – всё рассеется. Пир горой будет. На другой день, 3 го марта, во 2 м часу по полудни, 250 человек членов Английского клуба и 50 человек гостей ожидали к обеду дорогого гостя и героя Австрийского похода, князя Багратиона. В первое время по получении известия об Аустерлицком сражении Москва пришла в недоумение. В то время русские так привыкли к победам, что, получив известие о поражении, одни просто не верили, другие искали объяснений такому странному событию в каких нибудь необыкновенных причинах. В Английском клубе, где собиралось всё, что было знатного, имеющего верные сведения и вес, в декабре месяце, когда стали приходить известия, ничего не говорили про войну и про последнее сражение, как будто все сговорились молчать о нем. Люди, дававшие направление разговорам, как то: граф Ростопчин, князь Юрий Владимирович Долгорукий, Валуев, гр. Марков, кн. Вяземский, не показывались в клубе, а собирались по домам, в своих интимных кружках, и москвичи, говорившие с чужих голосов (к которым принадлежал и Илья Андреич Ростов), оставались на короткое время без определенного суждения о деле войны и без руководителей. Москвичи чувствовали, что что то нехорошо и что обсуждать эти дурные вести трудно, и потому лучше молчать. Но через несколько времени, как присяжные выходят из совещательной комнаты, появились и тузы, дававшие мнение в клубе, и всё заговорило ясно и определенно. Были найдены причины тому неимоверному, неслыханному и невозможному событию, что русские были побиты, и все стало ясно, и во всех углах Москвы заговорили одно и то же. Причины эти были: измена австрийцев, дурное продовольствие войска, измена поляка Пшебышевского и француза Ланжерона, неспособность Кутузова, и (потихоньку говорили) молодость и неопытность государя, вверившегося дурным и ничтожным людям. Но войска, русские войска, говорили все, были необыкновенны и делали чудеса храбрости. Солдаты, офицеры, генералы – были герои. Но героем из героев был князь Багратион, прославившийся своим Шенграбенским делом и отступлением от Аустерлица, где он один провел свою колонну нерасстроенною и целый день отбивал вдвое сильнейшего неприятеля. Тому, что Багратион выбран был героем в Москве, содействовало и то, что он не имел связей в Москве, и был чужой. В лице его отдавалась должная честь боевому, простому, без связей и интриг, русскому солдату, еще связанному воспоминаниями Итальянского похода с именем Суворова. Кроме того в воздаянии ему таких почестей лучше всего показывалось нерасположение и неодобрение Кутузову.

Ближайшая звездная система имеет удивительную планету с огромным набором колец

Астрономы говорят: возможно, они смогли впервые получить изображение экзопланеты Проксима Центавра. Но то, что они увидели, их очень удивило. Во-первых, экзопланета оказалась намного ярче, чем ожидали ученые. Во-вторых, это может означать, что планета окружена огромным диском пыли ли огромной системой сверкающих колец. Проксима Центавра — это одна из самых близких к Солнечной системе звезда.

• Электронные отходы заваливают планету: к 2030 году их объем достигнет 75 млн метрических тонн

Она находится всего в 4,25 световых лет от нашей галактики. Размеры этой экзопланеты примерно такие же, как и у Земли. Ранее она имела название Проксима b. А в прошлом году астрономы обнаружили дополнительные колебания в движении звезды. Чем они могли быть вызваны:

Проанализировав ситуацию, специалисты пришли к выводу, что причина может крыться в гравитационном притяжении, создаваемым другой, более крупной планеты, которая имеет название Проксима С. Раффаэле Граттон в Астрономической обсерватории Падуи в Италии и его коллеги использовали особое оборудование, которое было установлено на большой телескоп в Чили.

С его помощью они получили первый снимок ближайшего «соседа»- Проксимы Центавра, которая может принять вторую экзопланету. Ученые говорят, что у них было мало надежды на то, что они смогут ее увидеть, и они не были до конца уверены, что это действительно планета.

• COVID-19 у 70 процентов зараженных не имеет механизма передачи здоровым людям

Во время наблюдений они обратили внимание на странный шум, приняв его за помехи из-за плохой погоды. Затем они сложили несколько изображений вместе, чтобы получить окончательное изображение далекой экзополанеты. И они обнаружили эту точку света, но она оказалась в разы ярче, чем предполагали астрономы.

По расчетам планета не могла быть такой большой, чтобы испускать такое количество света. Но если это излучение есть, то оно производится диском, окружающих экзопланету, либо огромным набором колец, который отражает свет Проксимы Центавра.

Наблюдая изображение, астрономы отметили, что оно очень схоже с изображением Сатурна, но кольцевая система в этом случае гораздо больше, а набор колец в два раза шире. Размер и орбита этой планеты указывают, что она достаточно «зрелая», и ее возраст свидетельствует, что она уже не сможет долго удерживать кольцевую систему. Максимальный срок — около 110 миллионов лет.