Кольца Сатурна

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Кольца Сатурна — концентрические образования различной яркости, как бы вложенные друг в друга, и образующие единую плоскую систему небольшой толщины, располагающуюся в экваториальной плоскости Сатурна. Кольцо вокруг Сатурна впервые наблюдал Г. Галилей в 1610, но из-за низкого качества телескопа он принял видимые по краям планеты части кольца за спутники Сатурна.

Правильное описание кольца Сатурна дал Х. Гюйгенс (1659), а Дж. Кассини вскоре показал, что оно состоит из двух концентрических составляющих — колец А и В, разделённых тёмным промежутком (так называемым «делением Кассини»). Много позже (в 1850) американский астроном У. Бонд открыл внутреннее слабо светящееся кольцо С, а в 1969 было обнаружено ещё более слабое и близкое к планете кольцо D. Яркость кольца D не превышает 1/20 яркости самого яркого кольца — кольца В. Кольца расположены на следующих расстояниях от планеты: А — от 138 до 120 тыс. км, В — от 116 до 90 тыс. км, С — от 89 до 75 тыс. км и D — от 71 тыс. км почти до поверхности Сатурна.

Природа колец Сатурна стала ясной после того, как английский физик Дж. Максвелл (в 1859) и русский математик С. В. Ковалевская (в 1885) разными методами доказали, что устойчивым существование кольца вокруг планеты может быть только в том случае, если оно состоит из совокупности отдельных малых тел: сплошное твёрдое или жидкое кольцо было бы разорвано силой притяжения планеты.

Этот теоретический вывод в конце XIX века был эмпирически подтвержден независимо друг от друга А. А. Белопольским (Россия), Дж. Килером (США) и А. Деландром (Франция), которые сфотографировали спектр Сатурна с помощью щелевого спектрографа и на основе эффекта Доплера — Физо обнаружили, что внешние части кольца Сатурна вращаются медленнее, чем внутренние. Измеренные скорости оказались равными тем, которые имели бы спутники Сатурна, если бы они находились на тех же расстояниях от планеты.

В течение 29,5 лет с Земли кольца Сатурна дважды видны в максимальном раскрытии и дважды наступают периоды, когда Солнце и Земля находятся в плоскости колец, и тогда кольца либо освещаются Солнцем «с ребра», либо оно для земного наблюдателя видно «с ребра». В этот период кольца почти совсем не видны, что свидетельствует об их очень малой толщине. Разные исследователи, основываясь на визуальных и фотометрических наблюдениях и их теоретической обработке, приходят к заключению, что средняя толщина колец составляет от 10 см до 10 км. Конечно, кольцо такой толщины увидеть с Земли «с ребра» невозможно. Размеры твёрдых тел в кольцах оцениваются от 10 ^{− 1} до 10³ см с преобладанием глыб диаметром около 1 м, что подтверждается и наблюдаемым отражением радиоволн от колец Сатурна.

Химический состав вещества колец, по-видимому, одинаков у всех четырёх составляющих, различна в них только степень заполнения пространства глыбами. Спектр колец Сатурна существенно отличен от спектра самого Сатурна и освещающего их Солнца; спектр указывает на повышенную отражательную способность колец в ближней инфракрасной области (2,1 и 1,5 мкм), что соответствует отражению от льда H₂O. Можно считать, что тела, образующие кольца Сатурна, либо покрыты льдом или инеем, либо состоят из льда. В последнем случае массу всех колец можно оценить в 10²⁴ г, то есть на 5 порядков меньше массы самой планеты. Температура колец Сатурна, по-видимому, близка к равновесной, то есть к 80°К.

По последним данным, кольца Сатурна быстро эволюционируют. При сравнении снимков "Кассини" и "Вояджеров" были выявлены существенные изменения, например, кольцо D стало более тусклым.

Основные кольца Сатурна

Название	Расстояние до центра Сатурна (км)	Ширина (км)	Названо в честь
Кольцо D	67 000 - 74 500	7 500
Кольцо C	74 500 - 92 000	17 500
Щель Кулона	77 800	100	Шарль Кулон ???
Щель Максвелла	87 500	270	Джеймс Клерк Максвелл
Кольцо B	92 000 - 117 500	25 500
Деление Кассини	117 500 - 122 200	4 700	Джованни Кассини
Щель Гюйгенса	117680	285 - 440	Христиан Гюйгенс
Кольцо А	122 200 - 136 800	14 600
Деление Энкле	133 570	325	Иоганн Энкле
Щель Килера	136 530	35	Джеймс Килер
R/2004 S 1	137 630	?
R/2004 S 2	138 900	?
Кольцо F	140 210	30 - 500
Кольцо G	165 800 - 173 800	8 000
Кольцо E	180 000 - 480 000	300 000