Величественные кольца Сатурна представляют собой одно из самых впечатляющих зрелищ в Солнечной системе. Их потрясающая яркость, видимая даже с Земли, обусловлена уникальным составом — преимущественно кристально чистым водяным льдом, составляющим 90-95% их массы. Эти ледяные образования варьируются от микроскопических частиц до внушительных глыб диаметром в несколько метров. В состав колец также входят различные космические материалы — пыль и обломки пород, предположительно образовавшиеся при разрушении древних небесных тел в мощном гравитационном поле газового гиганта.
До недавнего времени научное сообщество придерживалось двух противоположных теорий о возрасте колец. Классическая гипотеза предполагала их одновременное формирование с планетой около 4,5 миллиардов лет назад. Однако данные, полученные космическим аппаратом Cassini в 2017 году, казалось бы, опровергли эту теорию, предложив значительно более молодой возраст колец.
Первоначальный анализ данных Cassini основывался на количестве космической пыли в структуре колец. Учёные предположили, что относительно небольшое количество загрязняющих веществ указывает на возраст от 10 до 100 миллионов лет — период, совпадающий с эпохой исчезновения динозавров на Земле.
Методика определения возраста базировалась на изучении процесса потемнения льда: зная первоначальный состав колец и интенсивность метеоритного потока вблизи Сатурна, исследователи рассчитали предполагаемое время накопления примесей. Удивительная чистота и яркость колец долгое время считались главным аргументом в пользу их молодости.
В 2023 году научное сообщество пересмотрело эти оценки, увеличив предполагаемый возраст колец до 100-400 миллионов лет на основе более детального анализа процессов загрязнения ледяных частиц космической пылью.
Однако международная команда учёных под руководством Рюки Хёдо из Института космических и астронавтических наук совершила потрясающее открытие, которое может полностью изменить наше понимание истории колец Сатурна. Их исследование показало, что кольца обладают удивительной устойчивостью к загрязнению космической пылью, что позволяет им сохранять первозданную чистоту на протяжении миллиардов лет.
Учёные создали компьютерную модель, демонстрирующую процесс столкновения космической пыли с кольцами. Выяснилось, что при высокоскоростных столкновениях пыль не оседает на поверхности, а испаряется из-за экстремальных температур. Образующийся пар формирует облако заряженных частиц, большая часть которых либо попадает в атмосферу Сатурна, либо рассеивается в космическом пространстве.
Дальнейшее моделирование показало, как эти частицы взаимодействуют с магнитным полем планеты. Оказалось, что только незначительная их часть способна осесть на кольцах, что объясняет их неизменную яркость на протяжении долгого времени.
Это революционное исследование предполагает, что кольца могут быть ровесниками самого Сатурна, то есть им около 4,5 миллиарда лет. Их кажущаяся молодость объясняется не недавним происхождением, а уникальной способностью противостоять загрязнению.
Однако не все учёные согласны с новыми выводами. Саша Кемпф из Колорадского университета указывает на то, что модель Хёдо не учитывает сложную структуру частиц колец, которые в реальности более мягкие и податливые, чем твёрдый лёд. Эти частицы способны деформироваться и соединяться при столкновениях, создавая более сложную динамику взаимодействий.
Дискуссия о возрасте колец Сатурна продолжается, демонстрируя, как новые методы исследования и технологии помогают нам лучше понимать удивительные космические феномены. Независимо от окончательного вердикта, кольца Сатурна остаются одним из самых завораживающих объектов нашей Солнечной системы.
Источник:naked-science.ru
