Saturnas, šeštoji planeta nuo Saulės. Saturno žiedai yra plokščių koncentrinių ledo ir dulkių darinių sistema, esanti pusiaujo planetos plokštumoje. Planeta turi septynis pagrindinius (A, B, C, D, E, F, G) ir daug mažų žiedų.
Saturno žiedų atidarymas
1610 m. - Galileo Galilei pirmasis per 20x teleskopą pamatė Saturno žiedus, tačiau jų nepripažino žiedais.
1655 m. - mokslininkas iš Nyderlandų Christianas Huygensas pirmasis atpažino žiedą keistuose iškyšuliuose, lydėjusiuose Saturną. Tačiau tik po 4 metų, įsitikinęs, kad yra teisus, jis iš knygos „Saturno sistema“puslapių pasakė, kad Saturnas „yra apsuptas plonu, plokščiu žiedu, niekur neliečiantis, linkęs į ekliptiką“.
1675 m. - Paryžiaus observatorijos direktorius Giovanni Domenico Cassini žiedo viduje atrado juodą juostą (vėliau vadinamą „Cassini divizija“). Ji supjaustė ją į dvi dalis - jie buvo pradėti vadinti žiedais A ir B. Jis pirmasis padarė prielaidą, kad žiedai susideda iš atskirų dalelių.
Žiedų kilmė
Reklaminis vaizdo įrašas:
Dabar hipotezės pradėjo rodytis viena po kitos. Jau kelis šimtmečius paslaptingi Saturno žiedai visada atkreipė astronomų dėmesį. Kuo tobulesni teleskopai, tuo sudėtingesnė atrodė žiedų struktūra. Šiais laikais - tarpplanetinių zondų, buvusių netoli Saturno, pagalba - mes apie juos daug žinome. Be pagrindinių, astronomai jau suskaičiavo daugiau nei 100 tūkstančių atskirų žiedų, supančių planetą. Jie skiriasi savo chemine sudėtis ir spalva. Žiedų kilmė vis dar kelia daug klausimų. Tyrėjai vis pateikia naujų hipotezių, paaiškinančių žiedų pobūdį.
Hipotezės
XIX amžiuje prancūzų astronomas Edouardas Albertas Roche'as iškėlė hipotezę, kad vienas iš Saturno mėnulių buvo taip arti planetos, kad jį suplėšė potvynio jėgos, o jo nuolaužos suformavo žiedus, kurie dabar supa Saturną. Ne vienas palydovas, peržengęs vadinamąją „Roche ribą“, negali išgyventi; anksčiau ar vėliau jis suirs, suformuodamas kitą žiedą, kuris vėliau nusės ant planetos. Kaip bebūtų, žiedai, pasak šios hipotezės šalininkų, yra laikini. Mums pasisekė gyventi tuo metu, kai jų apsuptyje yra kelios didelės planetos.
Pagal kitą hipotezę žiedai galėjo susidaryti susidūrus vienam iš Saturno mėnulių su dideliu meteoritu. Daugybė šiukšlių, kurios po susidūrimo nušlavo planetos aplinką, tapo medžiaga, iš kurios buvo suformuoti žiedai. Skaičiavimai parodė, kad jų amžius yra ne daugiau kaip 100 milijonų metų.
Iš ko pagaminti žiedai
Dabar žinome, kad Saturno žieduose yra 90–95% vandens ledo. Tačiau dangaus kūnai, kurie galėtų būti jų medžiaga, bent jau pusę susideda iš įvairių silikatų ir metalų. Todėl Saturno žieduose taip pat turėtų būti bent kelios dešimtys procentų šių medžiagų. Tik naujos hipotezės gali išspręsti šį prieštaravimą.
Bet kas būtų, jei Saturno žiedai, kaip ir arčiausiai jo esantys palydovai, susidarytų dėl tos pačios katastrofos? Šią versiją 2010 m. Pateikė amerikiečių astrofizikas Robinas Kanupas. Jis pasiūlė, kad tolimoje praeityje aplink Saturną sukosi dar toks didelis kaip Titanas palydovas. Jo šerdį sudarė silikatai ir geležis, o jį uždengė galingas ledo apvalkalas. Artėdamasis prie planetos Roche ribos atstumu, potvynio potvynio įtakoje, jis numetė šį ledo apvalkalą ir, palaipsniui skaidydamasis vis mažesnėmis dalimis, ėmė suktis aplink Saturną, suformuodamas daugybę žiedų. Kalbant apie geležinio akmens palydovo šerdį, jis sugriuvo Saturne.
Remiantis skaičiavimais, Saturno žiedai kadaise svėrė tūkstančius kartų daugiau nei dabar. Tačiau asteroidai ir kometos, retkarčiais patekę į juos, išmušė dalį medžiagos. Tai galėjo suformuoti vidinius Saturno palydovus - pavyzdžiui, Tethysą. Tuo tarpu silikatai ir metalai, esantys asteroiduose, papildo žiedų medžiagą - taip atsirado 5-10% ten rastų priemaišų.
Kada susiformavo žiedai?
Tačiau ši hipotezė, kaip ir kitos paminėtos, turi tuos pačius trūkumus. Pavyzdžiui, sunaikinus palydovą, atsiranda įvairaus dydžio fragmentai - nuo ledo kubelių iki dešimtis kilometrų besidriekiančių ledo kalnų. Tiesą sakant, nė viena iš žiedus suformavusių ledo plokščių yra ne ilgesnė kaip 10 metrų. Kitas klausimas, ar Saturno žiedai atsirado kartu su planeta! Tada - dėl galingos gravitacijos neutralizacijos - maži ledo gabalėliai negalėtų pasimesti net į namo dydžio gumulus. Be to, palydovo sunaikinimas vis dar yra nelaimingas atsitikimas, o visos milžiniškos planetos yra apsuptos žiedais, todėl netikėti atsitiktinumu nėra labai sunku. Daugelis astronomų mano, kad žiedai aplink planetas susiformavo tuo pačiu metu kaip ir jie.
Ar tai reiškia, kad šie žiedai yra pagaminti iš materijos, išlikusios nuo Saulės sistemos atsiradimo? Tuo metu aplink Saulę sukosi didžiulis dujų ir dulkių diskas, iš kurio medžiagos viena po kitos gimė planetos. Kosmoso ruošinių liekanos - visos šios ledo ir dulkių dalelės - dabar sukosi tarp naujai nukaldintų planetų, galiausiai ritosi į palydovų grumstus. Bet jie gali atsirasti tik tam tikru atstumu nuo planetos, kitaip greitai žlugs. Todėl šalia milžiniškų planetų kurį laiką liko dujų dulkių disko fragmentai, kurie vėliau suformavo atskirus žiedus.
Dėl dažnų susidūrimų tarpusavyje, taip pat dėl galingų potvynių ir potvynių jėgų, visi šie grūdai ir grumstai niekada nebuvo vienas palydovas. Jei ši versija yra teisinga, žiedų medžiaga nuolat papildoma materija iš Saturno mėnulių paviršiaus - kitaip žiedai gali išgaruoti per kelis šimtus milijonų metų.
Aptinkami nauji žiedai
Tuo tarpu astronomai atranda naujus Saturno žiedus. Taigi, prieš kurį laiką buvo pastebėtas anksčiau nežinomas didžiulis žiedas. Iš esmės milžiniškų planetų žiedinės sistemos yra gana mažos, palyginti su pačiomis planetomis. Pasak astronomų, jų spindulys neviršija 5–10 planetos spindulių. Taigi didžiausių iki šiol žinomų Saturno žiedų - žiedų E - spindulys neviršijo 10 Saturno spindulių (jo pusiaujo spindulys yra 60 tūkstančių km).
Stebėjimai parodė, kad Saturno išorinius žiedus nuolat varo dulkės, išbėgusios iš jo palydovų paviršiaus po susidūrimo su mikrometeoritais. Iš jo susideda tik 2009 m. Atrastas žiedas, kurio spindulys yra nuo 100 iki 200 Saturno spindulių, ir jis susidaro iš dulkių, išmestų iš tolimiausio ir tamsiausio planetos palydovo Phoebe paviršiaus. Naująjį žiedą jie galėjo atrasti dėl jo sklindančios infraraudonosios spinduliuotės. Skirtingai nuo kitų Saturno žiedų, jis yra ne planetos pusiaujo plokštumoje, o orbitos, išilgai kurios sukasi aplink Saulę, plokštumoje. Kampas tarp dviejų plokštumų yra apie 27 °.
Šio žiedo tankis yra tik 20 dalelių kubiniame kilometre (!). Tyrimams vadovavusios Virdžinijos universiteto astronomės Ann Verbisker teigimu, „žiedo dalelės yra taip toli viena nuo kitos, kad patekusios į jos vidų net nepastebi iš karto“. Be to, dalelių dydis dažnai neviršija kelių mikrometrų.
Panašu, kad iš šio žiedo išskridusios dulkių dalelės nusėda ant kito Saturno palydovo, Japeto, paviršiaus. Tai paaiškina keistą šio mėnulio išvaizdą. Jis aiškiai suskirstytas į dvi puses: šviesią ir tamsią. Pasak ekspertų, dulkių sluoksnio, dengiančio vieną iš jo šonų, aukštis svyruoja nuo 20 centimetrų iki kelių metrų.
Rekomenduojama peržiūrėti: „Didžiausia astronomų paslaptis - kaip pasirodė Saturno žiedai“.