Математики разгадали гранулометрический состав колец Сатурна
Москва, 17:55, 05 Авг 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Учеными разрешили вековую научную загадку, обнаружив, что планетарные кольца на орбите Сатурна, имеют универсальное распределение частиц по размерам.
Исследование профессора Николая Бриллиантова из университета Лестера также свидетельствует о том, что кольца Сатурна, по существу, находятся в стационарном состоянии, которое не зависит от их истории.
Профессор объяснил: «Кольца Сатурна относительно хорошо изучены и известно, что они состоят из частиц льда диаметром от сантиметров до десятков метров. С высокой вероятностью эти частицы являются остатками каких-то катастрофических событий в далеком прошлом, и неудивительно, что существует мусор всех размеров, начиная от очень маленьких до очень больших».
Удивительно то, что относительное содержание частиц различных размеров описывается с высокой точностью красивым математическим законом «обратных кубов». То есть, обилие двухметровых частиц составляет в 8 раз меньше, чем обилие метровых частиц, обилие трехметровых частиц в 27 раз меньше, и так далее. Это справедливо до размера примерно 10 метров, затем следует резкий спад обилия частиц. Причина такого резкого падения, а также применительность удивительного закона «обратных кубов», остается загадкой до сих пор.
«Мы должны, наконец, разрешить загадку распределения частиц по размерам. В частности, наше исследование показывает, что наблюдаемое распределение свойственно не только для колец Сатурна, но имеет универсальный характер. Другими словами, оно является родовым для всех планетных колец, которые имеют частицы схожей природы».
Большинство планет Солнечной системы имеют меньшие тела, или спутники. Некоторые из планет, такие как Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун, кроме того, обладают планетными кольцами — состоящими из тел еще меньших размеров, которые также вращаются вокруг небесного тела. Вполне вероятно, что планетарные кольца также существуют и за пределами Солнечной системы.
Большие астероиды, такие как Харикло, всего несколько сотен километров в диаметре, также окружены кольцами.
Профессор Бриллиантов добавил: «Достаточно общие математические модели, разработанные в ходе исследования с акцентом на кольца Сатурна, могут быть успешно применены в других системах, где частицы сливаются, сталкиваясь с медленными скоростями, и разрываются на мелкие кусочки, сталкиваясь с большими скоростями соударения».
Такие системы существуют в природе и промышленности, и демонстрируют красивый закон «обратных кубов» для падения обилия крупных частиц в их гранулометрическом составе.
