Кольца Сатурна могут быть гораздо старше, чем считают современные ученые

Москва, 10:02, 18 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Против более ранних исследований, оценивающих возраст колец Сатурна всего в 100 миллионов лет, новое исследование предполагает, что кольца планеты могут быть такими же старыми, как сама Солнечная система.

Ученые доказывают, что великие дебаты о кольце Сатурна далеко не исчерпаны.

В течение многих лет астрономы спорили о возрасте знаменитых колец Сатурна: они древние, и датируются рождением самой планеты? Или кольцевая система образовалась совсем недавно, всего за последние сто миллионов лет или около того?

Эта последняя гипотеза набирает обороты в последние несколько лет, и многие газеты сообщают, что кольца могут быть даже моложе динозавров. В таких исследованиях приводятся состав колец — более 95% чистого водяного льда — и общая масса, которую миссия Cassini НАСА оценила в 15,4 миллионов миллиардов метрических тонн вскоре после эпического «грандиозного финала» исследования в Сатурне в 2017 году. Масса в 15,4 миллиона миллиардов метрических тонн — это около 40% массы луны Сатурна Мимас, ширина которой составляет 400 километров.

Идея гласит, что с учетом этих двух цифр и скорости бомбардировки микрометеороидами кольца должны быть молодыми. В конце концов, старые кольца должны быть намного «загрязнены» силикатами, органическими молекулами и другими соединениями.

Но есть некоторые серьезные проблемы с этой интерпретацией, утверждает новое исследование, которым руководил Аурелиен Крида из Университета Лазурного берега и Института Франции. Для начала, по словам ученых, скорость бомбардировки может меняться со временем. Возможно, сейчас он необычно высока — из-за (гипотетического) недавнего столкновения удаленных объектов пояса Койпера, например, — и кольца были загрязнены гораздо менее интенсивно на протяжении большей части их истории.

Крида и его коллеги также отмечают, что во время своего «грандиозного финала» Cassini обнаружил органику в верхних слоях атмосферы Сатурна, а также твердые зерна в зазоре между газовым гигантом и его самым внутренним кольцом. Исследователи говорят, что это почти наверняка исходит от колец.

«Одно из возможных объяснений состоит в том, что (неизвестный) процесс, ответственный за эрозию колец и запуск этих нанозерен, на самом деле «очищает» кольца, преимущественно удаляя силикаты, а не водяной лед», — пишет Крида и его команда в новом исследовании, которое было опубликовано 16 сентября в журнале Nature Astronomy.

Если бы это было так, кольца выглядели бы намного моложе, чем они есть на самом деле.

Тогда есть общая масса кольцевой системы. Действительно, 15,4 миллиона миллиардов метрических тонн «фактически соответствуют ожидаемой динамической эволюции первичных, массивных колец», пишут исследователи в новом исследовании. «Взаимодействие между ледяными блоками, которые составляют кольца, приводит к передаче углового момента наружу, что приводит к распространению колец».

На расстояниях, превышающих 140 000 км от Сатурна, самогравитация материала кольца превосходит приливные силы газового гиганта. По словам Криды, это привело к образованию лун и значительной потере массы на кольцах. Текущая масса колец, измеренная Cassini, хорошо согласуется с древним происхождением с последующим распространением и образованием лун, добавили они (хотя первоначальная масса колец остается неизвестной).

Поэтому Крида считает, что кольца Сатурна древние — такие же старые, как Солнечная система.