Пользовательского поиска


23.07.2010

Качающаяся луна Сатурна порождает новые спутники

Учёным уже немало известно о работе так называемых спутников-пастухов, контролирующих некоторые кольца газового гиганта. Но свежие данные раскрывают у таких объектов неизвестный ранее талант: провоцировать возникновение новых лун. Подобные тела, промежуточные по структуре между классическими спутниками и кольцами, заставляют под другим углом взглянуть на развитие колец.

Место действия – окрестности спутника Прометей ('картофелина' в левой части кадра). Справа от него можно видеть широкое кольцо A, на котором лежит вытянутая тень от спутника. Слева красуется кольцо F, на котором заметен след от гравитационного воздействия луны (фото NASA/JPL/Space Science Institute)
Место действия – окрестности спутника Прометей ('картофелина' в левой части кадра). Справа от него можно видеть широкое кольцо A, на котором лежит вытянутая тень от спутника. Слева красуется кольцо F, на котором заметен след от гравитационного воздействия луны (фото NASA/JPL/Space Science Institute)

Недавно выяснилось, что Прометей, воздействуя на кольцо Сатурна F, вызывает формирование в нём многокилометровых рыхлых "снежков" из частиц кольца, нечто вроде зародышей возможных спутников. Впервые образование таких псевдолун астрономы смогли вживую пронаблюдать благодаря снимкам с аппарата Cassini.

Прометей, которого планетологи давно поймали за "воровством" частиц кольца F, обегает вокруг газового гиганта по немного меньшей орбите, чем это кольцо. Скорость его движения чуть-чуть выше, а плоскость орбиты на очень малый угол расходится с плоскостью колец и ещё имеет крошечный эксцентриситет.

Из-за всех этих особенностей движения возникает интересный эффект: каждые 68 дней Прометей сталкивается с рассеянным внутренним краем кольца F в одном и том же сегменте, вызывая "волнение" среди его "населения".

Прометей насчитывает в размерах 148 х 100 х 68 километров. Кадр на врезке показывает выброшенный материал через некоторое время после момента мягкого прикосновения спутника (он виден ниже кольца) к краю кольца F (фото NASA/JPL/Space Science Institute)
Прометей насчитывает в размерах 148 х 100 х 68 километров. Кадр на врезке показывает выброшенный материал через некоторое время после момента мягкого прикосновения спутника (он виден ниже кольца) к краю кольца F (фото NASA/JPL/Space Science Institute)

Только недавно астрономы подробно расписали, какие гигантские "пропеллеры" в кольцах генерируют присутствующие в них микролуны (объекты поперечником 100-400 метров). Очевидно, более крупные спутники способны влиять на кольца ещё сильнее, но всё новые детали такого взаимодействия специалисты продолжают открывать.

Как установили учёные, периодическое пересечение Прометеем края кольца F приводит к формированию в последнем крупных объектов. И они, по идее, способны постепенно вырастать до 10-20 километров в диаметре. Так, после одного "свидания" с Прометеем псевдолуна располагает временем в 68 дней на то, чтобы немного уплотниться под действием собственной гравитации и подготовиться к новой встрече.

На этой мозаике показан фрагмент кольца F, подвергнувшийся действию Прометея. Изображение искажено, чтобы кольцо выглядело прямой лентой, а не изогнутой, кроме того, масштаб по вертикали и горизонтали тут не одинаков. На фото хорошо видны яркие сгустки материала, в центре которых, по всей видимости, находятся псевдолуны, дающие длинные тени. В данном ракурсе – это слабые вертикальные чёрточки (они отмечены стрелками). Буквой F выделен 'веер' (или 'пропеллер') – группа расходящихся из одной точки каналов в сплошной армии частиц кольца, предположительно созданная одной из микролун или наиболее мощным рыхлым сгустком. На снимке также видны диагональные 'прорези' в кольце – и это непосредственно работа Прометея (фото NASA/JPL/Space Science Institute)
На этой мозаике показан фрагмент кольца F, подвергнувшийся действию Прометея. Изображение искажено, чтобы кольцо выглядело прямой лентой, а не изогнутой, кроме того, масштаб по вертикали и горизонтали тут не одинаков. На фото хорошо видны яркие сгустки материала, в центре которых, по всей видимости, находятся псевдолуны, дающие длинные тени. В данном ракурсе – это слабые вертикальные чёрточки (они отмечены стрелками). Буквой F выделен 'веер' (или 'пропеллер') – группа расходящихся из одной точки каналов в сплошной армии частиц кольца, предположительно созданная одной из микролун или наиболее мощным рыхлым сгустком. На снимке также видны диагональные 'прорези' в кольце – и это непосредственно работа Прометея (фото NASA/JPL/Space Science Institute)

Каждый раз, когда спутник, словно на качелях, проходит мимо такого образования, он может развеять его, а может добавить к нему новых частиц из кольца. И если подобный "ком" выживет, к следующему визиту небольшой луны он сможет ещё сильнее укрепиться.

"Мы никогда не наблюдали этого раньше. Вы можете видеть реальные причины и следствия. Этих объектов не существовало до прохождения Прометея", — радуется Карл Мюррей (Carl Murray) из университета Королевы Марии в Лондоне (Queen Mary, University of London), член команды зонда Cassini, передавшего на Землю изображения гигантских теней от новоявленных "снежков".

Ещё одна мозаика кадров. Как и раньше, стрелками отмечены тени от 'возмущённых' сгустков в материале кольца F. На врезке показан один из наиболее интересных 'пропеллеров', составленный из частиц кольца. Буквами Pr отмечен Прометей, его облик сильно вытянут из-за намеренного искажения пропорций картинки (фото NASA/JPL/Space Science Institute)
Ещё одна мозаика кадров. Как и раньше, стрелками отмечены тени от 'возмущённых' сгустков в материале кольца F. На врезке показан один из наиболее интересных 'пропеллеров', составленный из частиц кольца. Буквами Pr отмечен Прометей, его облик сильно вытянут из-за намеренного искажения пропорций картинки (фото NASA/JPL/Space Science Institute)

По оценкам учёных, каждый такой "снежок" живёт несколько месяцев, но точная картина ещё не ясна. "Станут ли они в итоге полностью сформированными спутниками, мы не знаем, — продолжает Карл. — Это то, на что мы хотим посмотреть".

И в очередной раз исследователи обращают внимание, что описываемые процессы в кольцах представляют собой миниатюрную модель происходившего на заре формирования планет в Солнечной системе и вообще — в протопланетных дисках звёзд. С другой стороны, свежие данные проливают некоторый свет и на эволюцию самих колец Сатурна.

Так, по некоторым предположениям, кольцо F — очень молодо (мол, ему только миллион лет). И материал оно получало и получает при миграции миниатюрных лун из других колец планеты, в отношении возраста которых между тем тоже не вынесено "окончательного вердикта".

Для проверки своих представлений о динамике частиц кольца, 'танцующих' при приближении Прометея, авторы работы даже составили компьютерную модель (фото NASA/JPL/Space Science Institute)
Для проверки своих представлений о динамике частиц кольца, 'танцующих' при приближении Прометея, авторы работы даже составили компьютерную модель (фото NASA/JPL/Space Science Institute)

В этом свете важно, что недавно найденные объекты кольца F достаточно плотны, чтобы начать притягивать новые частицы кольца уже самостоятельно. Средняя плотность таких огромных "комков" может достигать порядка 0,4 грамма на кубический сантиметр. А это приблизительно сопоставимо с плотностью самого Прометея (0,5-0,6), хотя всё ещё в 14 раз "разреженнее", чем средняя плотность Земли, — повествуют учёные в пресс-релизе Лаборатории реактивного движения.

Судьба "снежков", или зародышей лун, в кольце F может быть поучительной. Авторы исследования, результаты которого опубликованы в Astrophysical Journal Letters, отмечают, что кольцо это расположено в точке равновесия. Здесь сравниваются приливные силы от Сатурна, стремящиеся разорвать объекты, и силы тяжести составных частей псевдоспутников, собирающих эти объекты в единое целое.

Новые знания, возможно, помогут прояснить происхождение и судьбу ряда полупрозрачных лун-кошек, открытых ранее в кольце F благодаря частичному затмению света звезды, попавшей на одну линию с аппаратом Cassini и странными конгломератами кольцевых частиц.

Также не исключено, учёным удастся что-то выяснить и о природе таинственного объекта S/2004 S 6. В 2004 году он был замечен у края кольца F, где столкнулся с материалом колец, произведя выброс "мусора".

Снимок объекта S/2004 S 6, выполненный в 2005 году всё тем же бессменным зондом Cassini (фото NASA)
Снимок объекта S/2004 S 6, выполненный в 2005 году всё тем же бессменным зондом Cassini (фото NASA)

Последующая съёмка позволила определить примерный поперечник объекта (5 километров), но не разрешила вопрос: имеет ли он твёрдое ядро, как миниатюрная луна, или это только собрание камней и пылевых частиц, которое обладает ограниченным временем жизни.

На все вопросы, связанные с рождением и гибелью таких структур, ещё предстоит ответить. Ясно одно: кольца – удивительно живая и изменчивая система. И эта феерическая картина разительно отличается от той, что существовала всего-то шесть лет назад, когда аппарат Cassini только начал свою работу около Сатурна.


Источники:

  1. MEMBRANA



Рейтинг@Mail.ru Rambler's
Top100

© Елисеева Людмила Александровна, автор статей; Карнаух Лидия Александровна, подборка материалов, оцифровка; Злыгостева Надежда Анатольевна, дизайн; Злыгостев Алексей Сергеевич, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://adeva.ru "Adeva.ru: Энциклопедия небесных тел"