Изображение предоставлено NASA / JPL.
Новое исследование Университета Колорадо показывает, как переработка материалов может продлить срок службы кольцевой системы, например, вокруг Юпитера, Сатурна, Нептуна и Урана. В настоящее время считается, что это груды плохо собранного обломка, которые вытягивают материал из колец и затем возвращают его обратно, когда сталкиваются с другим объектом. Космический корабль НАСА Кассини находится на пути к Сатурну и должен предоставить более подробную информацию, когда он прибудет в июле 2004 года.
Хотя кольца вокруг планет, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, относительно недолговечны, новые данные свидетельствуют о том, что переработка орбитального мусора может продлить срок службы таких колец, согласно исследователям из Университета Колорадо.
По словам Ларри Эспозито, профессора Лаборатории физики атмосферы и космоса в CU-Boulder, убедительные доказательства свидетельствуют о том, что небольшие спутники вблизи планет-гигантов, таких как Сатурн и Юпитер, представляют собой груды щебня. Эти восстановленные небольшие тела являются источником материала для планетарных колец.
Предыдущие расчеты Эспозито и научного сотрудника LASP Джошуа Колвелла показали, что короткое время жизни таких лун подразумевает, что Солнечная система находится почти в конце возраста колец. «Эти философски непривлекательные результаты могут не совсем описать нашу солнечную систему и кольца, которые могут окружать гигантские внелунные планеты», - сказал Эспозито. «Наши новые расчеты моделей объясняют, как включение рециркуляции может продлить срок службы колец и лун».
Наблюдения с космических миссий Voyager и Galileo показали множество колец, окружающих каждую из гигантских планет, включая Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Кольца в каждом случае смешаны с маленькими лунами.
«Ясно, что маленькие луны не только формируют кольца под действием силы тяжести, но и являются родителями материала для колец», - сказал Эспозито. «В каждой системе колец разрушительные процессы, такие как шлифование, потемнение и распространение, действуют настолько быстро, что кольца должны быть намного моложе планет, которые они окружают».
Численные модели Эспозито и Колвелла 1990-х годов показали «каскад столкновений», когда спутники планеты разбиваются на более мелкие спутники при ударе астероидов или комет. Затем фрагменты разрушаются, образуя частицы в новых кольцах. Сами кольца впоследствии отшлифовываются от пыли, которая сметается.
Но, по словам Колвелла, «некоторые фрагменты, из которых состоят кольца, могут быть заново аккрецированы, а не растерты в прах. Новые данные показывают, что некоторые осколки накапливаются в лунах или лунных лучах, а не исчезают в результате столкновительной эрозии ».
«Этот процесс идет быстро, - сказал Эспозито. «Типичное кольцо моложе нескольких сотен миллионов лет, мгновение ока по сравнению с планетами, которым 4,5 миллиарда лет. Естественно, возникает вопрос, почему кольца все еще существуют, чтобы фотографироваться в такой славе, посещая космические корабли людей, которые недавно прибыли на место происшествия », - сказал он.
«Ответ, скорее всего, сейчас заключается в космической переработке», - сказал Эспозито. Каждый раз, когда луна разрушается космическим ударом, большая часть выпущенного материала захватывается другими близлежащими лунами. Эти переработанные луны - это, по сути, наборы щебня, но благодаря переработке материала через серию маленьких лун срок службы кольцевой системы может быть больше, чем мы изначально думали ».
Эспозито и бывший научный сотрудник LASP Робин Кануп, в настоящее время работающий в отделении Боулдера Юго-Западного научно-исследовательского института, с помощью компьютерного моделирования показали, что меньшие фрагменты могут быть захвачены другими спутниками в системе. «Без этой переработки кольца и луны скоро исчезнут», - сказал Эспозито.
По словам Эспозито, чем больше переработка, тем больше срок службы. Поскольку большая часть материала рециркулируется, как это теперь происходит в большинстве колец, срок службы увеличивается в значительной степени.
«Хотя отдельные кольца и луны, которые мы сейчас видим, эфемерны, это явление сохраняется в течение миллиардов лет вокруг Сатурна», - сказал Эспозито. «В предыдущих расчетах игнорировались коллективные эффекты других лун в продлении стойкости колец путем повторного захвата и рециркуляции материала колец».
Эспозито, главный исследователь на спектрографе стоимостью 12 миллионов долларов на космическом корабле Кассини, который должен прибыть на Сатурн в июле 2004 года, рассмотрит конкурирующие процессы разрушения и повторного захвата в кольце F Сатурна, чтобы подтвердить и дать количественную оценку этому объяснению. Эспозито обнаружил Кольцо F, используя данные миссии НАСА «Вояджер-2» на внешние планеты, запущенной в 1978 году.
Первоисточник: Выпуск новостей Университета Колорадо
