Планеты с кольцами в солнечной системе фото


На прошлой неделе космический аппарат «Кассини» приступил к выполнению финальной части своей научной программы: «ныркам» между кольцами Сатурна. Первые 20 погружений в плоскость колец будут происходить вдали от газового гиганта, за F-кольцом, затем, после гравитационного маневра, аппарат перейдет к орбитам, вплотную приближающимся к планете. К середине сентября 2017 года «Кассини» войдет в плотные слои атмосферы и закончит свою многолетнюю миссию. По случаю старта этой опасной, но очень интересной программы исследований мы подготовили путеводитель по кольцам Сатурна, который поможет вам разобраться в том, что же будет изучать аппарат.

Всем известно, что Сатурн, шестая планета от Солнца и вторая по размерам после Юпитера, обладает самой роскошной (читайте: развитой и массивной) системой колец во всей Солнечной системе. Конечно, кольца есть и у других планет, например, у Юпитера и Нептуна, — а физики предсказывают, что через каких-то 20–40 миллионов лет они появятся и у Марса. Но все эти кольца не идут ни в какое сравнение с сатурнианскими. Одна только основная система колец (C, B, A) имеет ширину 60 тысяч километров — это эквивалентно радиусу планеты. Вместе с более тусклыми кольцами она простирается больше чем на 12 миллионов километров. О самых больших и самых удаленных кольцах Сатурна мы поговорим подробнее чуть позже.


Для начала немного о том, как называют кольца Сатурна. Основные системы были названы латинскими буквами в порядке их открытия. Именно поэтому, считая от верхних слоев атмосферы, кольца располагаются так: D, C, B, A, F, G, E. Кроме того, есть кольца, названные в честь спутников планеты: Януса-Эпитметея и Фебы. Ответить на вопрос о том, сколько всего колец у Сатурна, непросто — это зависит от того, как на них смотреть. К примеру, в наземный телескоп вы, скорее всего, увидите пару колец, а «Кассини» легко различит щели внутри больших колец и насчитает десятки образований. Собственное название имеют около 30 из них.

Существуют разные теории о происхождении и возрасте колец. Одни из них предполагают, что возраст колец составляет всего 100 миллионов лет — около двух процентов возраста Солнечной системы. В других вариантах кольца могут быть ровесниками самого Сатурна. Одна из распространенных теорий говорит о том, что кольца когда-то были сравнительно крупным спутником, орбита которого приблизилась слишком близко к планете. Это привело к его разрушению гравитацией Сатурна. Общая масса материала в кольцах планеты оценивается в 3×1019 килограмм, в тысячу раз меньше, чем масса земной Луны. В основном кольца состоят изо льда, но состав других компонентов, в частности, придающих им оранжево-розовый оттенок, до сих пор неизвестен.

D-кольцо


Начнем с ближайшего к Сатурну кольца — D. Несмотря на то, что оно довольно тусклое и не относится к основной системе колец, его близость к гиганту создает на нем необычные узоры. Внутренняя кромка кольца отстоит от облаков планеты примерно на семь тысяч километров: в масштабах Земли оно бы располагалось всего в два раза выше, чем МКС, — в 800 километрах над поверхностью. Ширина кольца — 7,5 тысячи километров. При подлете к нему в 1980 году «Вояджер-1» заметил в нем несколько отдельных колец, которые при более близком рассмотрении оказались волнами. Стоит заметить, что толщина колец невелика, особенно по сравнению с шириной — во многих случаях она не превосходит нескольких метров. Высота волн составляла от двух до двадцати метров. Физики утверждают, что источник волн — гравитационное возмущение, например, от пролетевшей кометы — подобное наблюдалось позднее в кольцах Юпитера после падения кометы Шумейкера-Леви 9.

C-кольцо

Сразу после D-кольца располагается яркое кольцо C, шириной 17,5 тысяч километров. Оно было открыто еще в 1850 году американскими астрономами Уильямом и Джорджем Бондами.
к и на D, на нем также наблюдались волны от гравитационных воздействий. В C-кольце сосредоточена 1/3000 всей массы осколочного материала колец Сатурна. Среди внутренних структур можно выделить Щель Коломбо, внутри которой есть небольшое кольцо, находящееся в орбитальном резонансе с Титаном (крупнейший спутник Сатурна). Ширина щели — около 150 километров. Помимо нее в кольце есть еще три меньших «разрыва» — Максвелла, Бонда и Дейвиса

B-кольцо

Следующим идет самое яркое и самое массивное из всех колец Сатурна — B. По суммарной массе оно сопоставимо с Мимасом (седьмой по величине спутник планеты), а толщина объекта насчитывает от пяти до пятнадцати метров. Ширина B-кольца достигает 25,5 тысячи километров, около трети диаметра Сатурна. Внутри него, кстати, располагается самый близкий к гиганту спутник, так до сих пор и не получивший тривиального названия, — S/2009 S 1.

Самой примечательной особенностью B-кольца являются вертикальные образования на его внешней кромке. Они имеют в высоту свыше 2,5 километра — «Кассини» заметил их по длинным теням, которые те отбрасывали во время сатурнианского равноденствия.

Щель Кассини

Между кольцами B и A располагается одна из самых выразительных структур системы — Щель (или Деление) Кассини. Она доступна для наблюдения с Земли в любительские телескопы классом выше среднего. Ее ширина составляет 4,5 тысячи километра — сопоставимо с шириной D-кольца. Открыт объект был еще в XVII веке французским астрономом итальянского происхождения Джованни Доминико Кассини. Наблюдения с помощью «Вояджера-1» показали, что внутри щели есть материал, напоминающий собой материал кольца C, а также «настоящие» Щели (например, 300-километровая Щель Гюйгенса).

A-кольцо


На расстоянии свыше 60 тысяч километров от поверхности Сатурна находится кольцо A — внешнее из основной системы колец. Оно тусклее кольца B, и в 7 раз легче его. Ширина объекта составляет 14,6 тысячи километра, толщина — 10–30 метров. Считается, что это одно из самых молодых колец Сатурна — на это указывает неравномерное распределение температуры в нем.

Внутри кольца A располагается несколько сравнительно крупных спутников: 20-километровый Пан, 7-километровая Дафнис и 32-километровый Атлас. Их гравитационное влияние формирует края объекта. Как и внутри других колец, в нем есть крупные щели, например — 325-километровая щель Энке.

F-кольцо

На расстоянии в 2,6 тысячи километра от внешнего края A-кольца и 140 тысяч километров от центра Сатурна находится самое изменчивое кольцо Сатурна — F. При ширине всего в 30–500 километров оно привлекает к себе внимание астрономов как необычная динамическая система. F-кольцо гравитационно удерживается лунами-«пастухами»: Прометеем и Пандорой. По одной из теорий, оно возникло при частичном разрушении двух столкнувшихся друг с другом спутников, которые и стали затем «пастухами». Кроме того, внутри этого кольца был обнаружен еще один небольшой спутник, вносящий дополнительные сложности в динамику объекта.

Кольцо Януса-Эпиметея


За кольцом F следует очень тусклый объект — кольцо Януса-Эпиметея. Оно примечательно во многом тем, что было открыто благодаря «Кассини». Именно сквозь кольцо Януса-Эпиметея аппарат недавно пролетел, исследуя состав и размер частиц в нем. Кстати, следующее «погружение» запланировано на 11 декабря 2016 года.

G-Кольцо

Между кольцами F и E находится тусклое G-кольцо (166-175 тысяч километров от центра Сатурна). Его ширина составляет около девяти тысяч километров. Вблизи его внешнего края располагается полукилометровый спутник Эгеон, собравший вокруг себя небольшую плотную арку из материала кольца, простирающуюся на одну шестую окружности.

E-кольцо

Предпоследнее из колец Сатурна — E-кольцо. Оно находится между орбитами Мимаса и Титана (180–480 тысяч километров от центра газового гиганта). Толщина кольца более 2000 километров, а основным источником материала для него служат гейзеры Энцелада.

Кольцо Фебы

Самое большое из колец Сатурна было открыто лишь в 2009 году с помощью инфракрасного космического телескопа «Спитцер». Из-за своей разреженности кольцо Фебы почти невозможно увидеть в оптическом диапазоне. По недавним оценкам оно простирается на 10 миллионов километров, на расстоянии от 6 до 16,3 миллиона километров от газового гиганта. Анализ данных с телескопа WISE показал, что кольцо состоит в основном из небольших частиц диаметром до 10 сантиметров. Размеры частиц в основных кольцах планеты колеблются от одного сантиметра до десяти метров.


Кроме своего гигантского размера кольцо примечательно тем, что оно наклонено на 27 градусов по отношению к другим кольцам. Это связано с источником его материала — пыли, сдуваемой с Фебы, 240-километрового спутника Сатурна.

Интересно, что ранее астрономы предполагали, что кольца есть не только у Сатурна, но и у одного из его спутников — Реи. Эта догадка, к сожалению, не нашла подтверждения.

В течение следующих девяти месяцев команда «Кассини» надеется узнать о кольцах, их структуре и возрасте еще больше, чем известно сейчас. А мы будем следить за научными данными миссии и готовить новую версию нашего путеводителя — расширенную и дополненную.

Владимир Королёв

Источник: nplus1.ru

Кольца Сатурна

Сначала кольца вызывали восхищение и удивление, но последующее их изучение показало, что они появились неспроста, а играют значительную роль в образовании планет и изучении Вселенной. Учёным удалось установить, что кольца состоят из огромного количества микроскопических частиц и огромных глыб льда и расположены по экватору. Они, по космическим меркам, тонкие, всего несколько километров, в то время как ширина составляет до сотни километров.


Планета с кольцами не переставала удивлять астрономов. Если первоначально считалось, что Сатурн имеет только четыре кольца, и они были обозначены латинскими буквами A, B, C, D, то в последующем было установлено пятое, удалённое на большее расстояние от планеты, чем остальные. Оно было обозначено буквой Е. Правда, до некоторого времени существование колец D и E у учёных вызывало сомнения.

После передачи данных американскими межпланетными станциями доскональному изучению подверглись материалы и фотографии колец. Шестое (F) было обнаружено станцией «Пионер-11». Снимки колец Е и D были присланы станцией «Вояджер-1», что развеяло сомнения учёных в их существовании.

Сколько колец у Сатурна

Планета с кольцами привлекала к себе всё больше внимания. Продолжая изучать их, учёные пришли к сенсационному открытию. Как оказалось, их не шесть, а гораздо больше. Общее число не установлено, но астрономы предполагают, что количество может составить тысячу колец.

Как видно по фотографиям, присланных «Вояжером-2», неширокие кольца состоят из более тонких колечек или, как их называют, прядей. Самое интересное, что не все они имеют правильную форму. Было установлено, что одно из колец меняет толщину от 80 до 25 километров.

Почему расслаиваются кольца

Как можно объяснить такую структуру колец? Гипотез высказывается несколько, но наиболее интересным считается, что расслоение колец происходит из-за сил гравитационного воздействия, оказываемых спутниками Сатурна, не только большими, но и малыми, которые были открыты сравнительно недавно при помощи космических аппаратов.
трономы обратили внимание на небольшую, по сравнению с другими, ширину кольца F и предположили, что это как-то связано со спутниками планеты. По расчётам их должно быть два. Один находится на внешней стороне кольца, другой – на внутренней. Они получили название «пастухи». Считается, что спутники, воздействуя на частицы, загоняют их обратно.

Загадки Сатурна

Сатурн – планета, кольца которой ставят перед человеком немало загадок. Относительно недавно астрономами были обнаружены так называемые спицы – радиальные образования, пронизывающие кольца на тысячи километров. Они вращаются вокруг планеты, как спицы колеса вокруг оси. Сразу возникает вопрос о том, что это такое. Составляющими колец они не могут быть, так как их частицы находятся на разном расстоянии и движутся с различными скоростями. Это привело бы к быстрому их разрушению.

Изучив множество фотографий и проведя анализ, ученые установили, что спицы вместе с планетой совершают полный оборот вокруг оси Сатурна. Это дало возможность предположить, что они находятся на определённом расстоянии от колец и удерживаются ими при помощи электростатических сил. Движение своё вместе с планетой они совершают под воздействием магнитного поля планеты, а состоят, как и кольца, из мелких частиц. В кольце F были обнаружены переплетения тонких колец-нитей и утолщения. Это загадка Сатурна. Почему это происходит, пока объяснить астрономы не могут. Есть только предположение, что на них действуют электромагнитные силы.

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.

Кольца Юпитера

Ещё одна гигантская газовая планета, имеющая кольца, – это Юпитер. Система их слабая, состоит из пыли и включает в себя четыре компонента: толстый тор из частиц – Гало, очень тонкий и плотный — Главное кольцо и два слабых и широких, называющихся паутинными кольцами. Как предполагают учёные, они образованы из пыли со спутников планеты. По предположению, существует ещё одно кольцо, но пока этому нет подтверждений.

Кольца Нептуна


Планета с кольцами в Солнечной системе – газовый гигант Нептун. Его структура обнаружена сравнительно недавно и мало изучена. Она состоит из пяти компонентов, образованных частицами льда, покрытых силикатами и ещё неизвестным материалом, основанным на углероде. Кольца носят названия Адамса, Леверье, Гало, Ласселл и Араго.

Интересный факт, что первое кольцо было обнаружено американским астронавтом Э. Гвианом. Но позже, проводя наблюдения, астрономы заметили, что оно не полное, напоминающее поршневые кольца. Планета в это время входила в тень. Почему так получилось, осталось не выясненным. Самое удалённое кольцо имеет пять дуг. Их происхождение также не выяснено. Снимки с «Вояджера-2» позволили обнаружить более слабые кольца, которые имели массивную структуру.

Кольца Урана

У планеты обнаружена система из 13 колец, состоящих из водяного льда, органики, пыли и объектов, размер которых составляет от нескольких десятков сантиметров до 20 метров. Они чрезвычайно тёмные, непрозрачные и неширокие. Предположительно между основными составляющими системы есть слабые пылевые кольца и дуги. Считается, что система образовалась от столкновения спутников, которые ранее были у планеты.

Источник: www.syl.ru

Сатурн

Второй по размерам и шестой по удаленности от Солнца газовый гигант. Планета наиболее узнаваема среди объектов Солнечной системы именно благодаря своим ярким кольцевым образования. Считается, что образовались они из крупных спутников, поглощенных Сатурном на заре своего существования. Ядра спутников разрушались в атмосфере гиганта, а частицы льда и пыли формировали вокруг ее орбиты такие знамениты образования.

Всего у Сатурна 8 главных кольцевых образований. Первые семь из них названы буквами латинского алфавита, а последнее и самое удаленное именуется Фебом – в честь одного из прозвищ древнегреческого бога Аполлона.

Кольца Сатурна самые широкие. Их размер в поперечнике составляет более 13 млн. км (диаметр последнего элемента системы – образование Феба). При этом его толщина невелика – от десятка метров до километра.  Общая масса обломков, из которых они состоят, составляет 3*109кг.

К примеру элемент D – ближе всего находится к планете он расположился от Сатурна на 67 тыс. км. Между собой образования разделены щелями и делениями, получившими имена известных астрономов. Элементы системы А и В между собой расположили самое большое деление, шириной 4700 км. Этот промежуток назван в честь итальянского астронома Джованни Кассини.

Сатурнианская кольцевая система наклонена к плоскости орбиты на 27°. При наблюдении это влияет на видимость образования с Земли. В период равноденствия гиганта она практически недоступна для наблюдения. В течение следующих 7 лет она постепенно раскрывается, достигая максимума своей заметности в период солнцестояния.  Последующие 7 лет видимость прогрессивно ухудшается. В 1921 году «исчезновение» колец Сатурна даже привело к панике среди жителей Земли. Люди считали что образования вокруг планеты разрушились и их обломки летят на нашу планету :).

Нептун

Планета является самым мелким газовым гигантом и самой дальней в Солнечной системе. Кольца Нептуна долгое время оставались неизвестны для исследователей. Обнаружил их только в 1989 году американский космический зонд Вояджер-2. Всего у него 5 кольцевых образований. В честь астрономов и математиков которые приняли участие в открытии Нептуна их и назвали.

Образование Галле расположилось ближе всего к поверхности планеты (42000 км). Далее последовательно идут Леверье, Ласселла, Араго и Адамса. Последнее имеет радус 63 тыс. км и состоит из 5 дуг: Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2, Братство.

Помимо льда, пыли и обломков, которые являются основными компонентами любых кольцевых образований, они имеют высокий процент вероятно органических веществ, придающих им красный цвет.

Юпитер

Планета обладает самыми внушительными размерами. Межпланетный аппарат Вояджер-1 подтвердил наличие колец у Юпитера пятой планеты Солнечной системы. Зонд Галилео и
и орбитальная обсерватория Хаббл получили о них дополнительные сведения.

Кольца Юпитера тонкие и слабые. Ближайшее к планете – гало – имеет радиус 92 тыс. км. Оно самое массивное и его толщина достигает 12,5 тыс. км.  Далее следуют тонкое главное и два так званых «паутинных», названных в честь формирующих их спутников планеты – Амальтеи и Фивы. Общий радиус системы равняется 226 тыс. км.

Уран

Эта бледно-голубая «ледяная» планета занимает седьмое место по удаленности от Солнца. Уран развил кольцевую систему сильнее, чем у Нептун и Юпитер. Она состоит из 9 узких главных, 2 пылевых и 2 внешних колец. Самым близким к планете является кольцо ζ(дзета), радиус которого 37 тыс. км. Далее μ(мю) оно расположилось от Урана на на расстоянии 103 тыс. км. Самым яркий образованием является ε(эпсилон). Его яркость обусловлена плотным слоем ледяных частиц, отражающих больше всего света в системе.

В состав входят более тусклые элементы системы помимо льда и пыли, чрезвычайно темное вещество, поглощающее свет. Считается, что это органика, облученная магнитосферой планеты. Все элементы урановой кольцевой системы произошли в результате столкновения небольших спутников и разрушения астероидов, попавших в атмосферу планеты.

По мнению астрономов, ранее кольцевыми образованиями обладали и твердотельные планеты, в том числе Земля. Через десятки миллионов лет такая участь ждет Марс, когда спутник Фобос упадет на его поверхность под силой приливного взаимодействия. 

Источник: spaceworlds.ru

Явление колец у небесных тел

Кольца формируются из пыли и льда. Полагают, что это остаточные материалы от создания планет и спутников, которые удерживаются гравитацией небесного тела и вращаются вокруг него по экваториальной плоскости. Вы удивитесь, но подобные «украшения» можно найти не только возле Сатурна, но также у остальных газовых и ледяных гигантов.

Более того, кольцами располагает карликовая планета Хаумеа, астероиды Хирон и Харилко, а также может быть у Реи (луна Сатурна). Велика вероятность, что кольца были когда-то у Земли и однажды появятся у Марса (его спутник Фобос уничтожится на орбите). Давайте ближе познакомимся с кольцами наших гигантов.

  1. Кольца Сатурна

Кольца Сатурна

Так как это самый очевидный вариант, то начнем с шестой планеты от Солнца. Впервые эти кольца наблюдал еще в 1610 году Галилео Галилей, использовавший собственный телескоп, добивающийся увеличения изображения в 20 раз. Но астроном не понял, на что смотрит, и посчитал, что речь идет о спутниках или неизвестных планетарных придатках.

О кольцах первым заговорил Христиан Гюйгенс (его телескоп увеличивал в 50 раз) в 1656 году. Темный промежуток (щель) в 1675 году нашел Джованни Кассини, который назвали в его честь. К Сатурну отправляли несколько миссий, но самым примечательным стал полет космического корабля Кассини.

Аппарат стартовал в 1997 году и прибыл к планете в 2004-м. Он не только поведал много новой информации о Сатурне, но также выполнил несколько пролетов между кольцами, отправив качественные фотографии и детализировав состав.

Кольца представлены частицами, размер которых достигает от микрометров до десятков метров (редкие экземпляры). В составе наблюдался водяной лед и небольшое количество силикатной пыли.

  1. Кольца Юпитера

Кольца Юпитера

Впервые о возможных кольцах заговорили в 1960 году. В основе легло исследование комет, которые могли прибывать из кольца Юпитера. Впервые их смогли зафиксировать в 1979 году, когда мимо планеты пролетал космический корабль Вояджер-1. Детальный обзор обеспечил пролет корабля Галилео в 1990-х гг.

Полагают, что система появилась из-за вулканической активности спутников, вроде Ио. Важно отметить, что это слабые кольца, представленные по большей части пылью. Есть главное кольцо и два внешних. Пополняются материалом от спутников Адрастеи и Метиды. Частички невероятно маленькие. Ширина главного кольца – 6500 км, а вытягивается на 129 000 км от планеты.

  1. Кольца Урана

Кольца Урана

Эта система по сложности стоит посредине между кольцами Юпитера и Сатурна. В 1977 году Джеймс Эллиот сумел отыскать сразу 9 колец. В 1986 году пролет корабля Вояджер-2 продемонстрировал два новых кольца, а уже в 2003-2005 гг. обзор космического телескопа Хаббл открыл еще два.

Интересно, что еще за два века до фактического обнаружения Уильям Гершель сообщал, что видит кольца вокруг планеты. Правда современные ученые думают, что он привирал, так как они слишком слабые для наблюдения в инструменты того времени.

Итак, у Урана наблюдается система из 13 колец, радиус которых охватывает от 38000 км до 98000 км. В обзоре они кажутся невероятно темными, поэтому состав должен основываться на водяном льде и органических материалах. В ширину вытягиваются не сколько метров, а среди частиц встречаются как сантиметровые, так и метровые объекты.

  1. Кольца Нептуна

Кольца Нептуна

Вокруг восьмой планеты сосредоточено 5 колец. Самое внешнее начинается на удаленности в 63000 км от Нептуна. Полагают, что первое кольцо нашли в 1968 году, но подтвердить удалось лишь в 1984 году. Тогда планета проходила перед звездой, и кольца перекрыли часть света.

Дополнительные слабые кольца заметили при полете космического корабля Вояджер-2 в 1989 году. Тогда не знают, как появилась система, но указывают на гравитационное влияние ближайших спутников. В составе числятся ледяные частички с силикатами или углеродным материалом. Стоит отметить, что эти кольца меняются и уже в ближайшую сотню лет одна дуга способна исчезнуть.

Постскриптум

Теперь вы знаете, что кольца – довольно распространенное явление в нашей системе. Конечно, главной изюминкой остается Сатурн. Правда есть опасения, что однажды и они исчезнут. Поэтому успейте налюбоваться их красотой, пока есть возможность.

Источник: v-kosmose.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.