Нэнси Аткинсон - Непридуманные космические истории

Изменение угла падения солнечных лучей помогло обнаружить башнеобразные вертикальные образования в кольцах, которые в остальном являются довольно ровными. Эти образования формируются под воздействием гравитационного влияния небольших спутников, находящихся неподалеку, и ученым удалось проследить, как эти структуры взаимодействуют друг с другом и как в кольцах зарождаются струи, вихри и щели-промежутки.

После того как ученые из команды «Кассини» заметили какие-то загадочные щели, похожие по форме на двухлопастные пропеллеры самолета, во внешнем крае сатурнианского кольца A, их изучение вблизи показало, что причина формирования таких структур – десятки движущихся в этих местах лунных «малышей». Эти мини-спутники разнятся от одного до нескольких километров в диаметре, и они слишком малы, чтобы камеры «Кассини» смогли бы прямо сфотографировать их, но заметны благодаря двум «лопастям» пропеллеровидных структур, которые они создают. Это открытие дало понять: кольца Сатурна постоянно меняются.

Откуда же взялись сами кольца? Это вопрос, над которым бьются многие ученые.

Здесь в большом увеличении показана область в кольцах Сатурна, известная как деление Энке, промежуток шириной в 322 км в самом внешнем главном кольце A. Научная команда «Кассини» установила, что маленький спутник под названием Пан поддерживает деление Энке за счет механизма «пастушества»: спутник-«пастух» очищает его от льда и пыли, оставляя позади себя фестончатый край промежутка и волновой узор, видимый на снимке слева, который распространяется в сторону планеты-гиганта. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Научный институт космических исследований

– Кольца Сатурна могли образоваться после распада большого объекта, такого как спутник или комета, а может быть, они сформировались и одновременно с самим Сатурном, – размышляет Спилкер. – Однако какой бы ни была гипотеза о происхождении колец Сатурна, она же должна объяснять причину, почему в них содержится то значительное количество водяного льда, которое следует из наблюдений «Кассини».

Линда Спилкер рассказала, что, согласно недавно созданной модели, большое тело размером с Титан постепенно приблизилось к молодому Сатурну и, перед тем как его скальное ядро обрушилось внутрь газового гиганта, потеряло по пути свои верхние ледяные слои. Из этих фрагментов и сложилось массивное кольцо из водяного льда. За прошедшие эпохи некоторые его части сгущались вдоль внешнего края кольца и затем отрывались, формируя такие ледяные луны, как Энцелад, Тефия и Диона.

Возраст колец – тоже давнишняя загадка.

Эта серия снимков «Кассини» показывает развитие самого большого урагана, который был замечен на этой планете, начиная с 1990 года. Эти композитные изображения в истинных и близких к истинным цветах представляют собой хронику бури, которая началась во второй половине 2010 года и продолжалась до середины 2011-го: видно, что голова шторма быстро выросла до больших размеров, но в конце концов была поглощена своим же хвостом. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Научный институт космических исследований

– Чем массивнее кольцо, тем дольше оно существует, – говорит Спилкер. – Для менее массивных возможен такой сценарий, когда они образовались благодаря распаду спутника, кометы или астероида в пределах до нескольких сотен миллионов лет назад. Для того чтобы понять возраст и эволюционный путь колец, ключевой фактор – это знание массы кольца как единого целого.

Сейчас можно говорить лишь об оценках массы кольца, но Спилкер полагает, что на завершающих орбитах «Кассини» ее группе удастся получить подтверждение этих оценок, когда космический аппарат пройдет мимо внутренней стороны кольца.

– У нас тогда получится определить массу самого Сатурна (без колец), и эту величину мы вычтем из уже известной нам массы Сатурна с кольцами, чтобы получить точную величину массы самих колец.

Сатурн в десяток раз больше Земли, и бури на нем бушуют тоже более значительные. В конце 2010 года в относительно спокойной до этого атмосфере вдруг поднялся гигантский шторм. Он продолжался несколько месяцев и вырос до таких размеров, что опоясал всю планету бурлящей полосой. Это был грозовой шторм (но, однако, без ливней), который продолжался 201 сутки, а его огромная облачная спираль разрослась до 12 000 км. В результате этой бури произошел самый большой зафиксированный за всю историю научных наблюдений скачок температуры верхней атмосферы какой бы то ни было из известных планет. Ученые говорят, что такая буря происходит примерно раз в сатурнианский год, то есть раз в тридцать земных, так что «Кассини» очень удачно находился рядом, чтобы суметь проследить за тем, как она развилась и в конце концов утихла и рассеялась.

Два других шторма на Сатурне – постоянно бушующие, чудовищные и таинственные бури на обоих полюсах планеты. На южном полюсе присутствует гигантский ураганный шторм с большим темным «глазом», окруженным возвышающимися облаками-башнями. Диаметр этого сатурнианского урагана достигает 8000 км, или две трети от диаметра Земли, а циркулирующие в нем ветры развивают скорости 550 км/ч. Этот громадный шторм отличается от земных ураганов тем, что он привязан к полюсу и не дрейфует куда-либо прочь от одной точки. Кроме того, поскольку Сатурн – газовая планета, очевидно, что шторма на нем формируются без участия океана.

На северном полюсе планеты имеется масштабная буря шестиугольной формы, ширина которой достигает 30 000 км, скорость ветра в ней такая же огромная, как и в южном полярном шторме (550 км/ч). Источник движения этого урагана – пояс ветров верхней атмосферы; странным образом, внутренняя часть бури быстро вращается, в то время как внешний шестиугольный регион, кажется, вовсе не движется.

Такая красочная головокружительная картина открывается на снимке в искусственно усиленных цветах, где аппарат NASA «Кассини» зафиксировал вид северного полюса Сатурна. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Научный институт космических исследований

Движущие силы каждого из штормов остаются нерешенной загадкой, и накопление «Кассини» данных наблюдений за их изменениями во время смены природных сезонов поможет ученым понять, в чем природа тех колоссальных по масштабам метеорологических процессов, которые происходят на полюсах Сатурна.

Десятки ледяных спутников, обращающихся вокруг Сатурна, разительно отличаются по размеру, форме и особенностям поверхности. Некоторые из них обладают твердыми, испещренными кратерами поверхностями; лица других лун – растрескавшийся лед, а третьи… вообще не поддаются никакому разумному описанию.