Можете ли вы представить Солнечную систему без колец Сатурна? Можете ли вы представить Землю в то время, когда динозавры бродили по планете? Согласно новой статье, эти два, возможно, совпали.
Данные миссии Cassini показывают, что кольцам Сатурна может быть только от 10 до 100 миллионов лет. Возможно, их там не было во времена правления динозавров, и это может быть довольно современное развитие в нашей Солнечной системе.
Кассини собрал эти данные на своих последних орбитах вокруг Сатурна в 2017 году, через 13 лет после прибытия на газовый гигант. Когда у него кончилось топливо, команда Cassini отправила космический корабль на серию из 22 супер-близких орбит между Сатурном и его кольцами, расположенными на 2600-3900 км (1600-2400 миль) над облачными вершинами. Данные этих погружений привели ученых к этой новой оценке возраста колец Сатурна.
«Только приблизившись к Сатурну на последних орбитах Кассини, мы смогли собрать измерения, чтобы сделать новые открытия».
Ведущий автор исследования Лучано Иесс, исследовательская группа радио Кассини, Римский университет Сапиенца
На 6 из 22 близких орбит Кассини установил радиосвязь с Землей. Контролируя эту связь, ученые смогли определить гравитационное поле Сатурна и массу его колец. Новые оценки возраста основаны на этих данных, и результаты были опубликованы в статье под названием «Измерение гравитационного поля и массы кольца Сатурна».
До этих глубоких погружений Кассини всегда был за пределами колец, а это означает, что любые гравитационные показания были комбинацией массы Сатурна и массы колец. Погружаясь между планетой и ее кольцами, Кассини смог отделить гравитацию Сатурна от колец, что позволило измерить массу колец.
Как говорится в новой статье: «Внутренняя структура Сатурна, глубина его ветров, масса и возраст его колец ограничивают его формирование и эволюцию». Кассини был отправлен на Сатурн, по крайней мере частично, чтобы понять, как все эти факторы сочетаются друг с другом. Далее в статье говорится: «Измерения силы тяжести в Сатурне можно использовать для определения массы колец, которая связана с их возрастом с помощью методов динамического и композиционного датирования».
Эта статья, которую возглавлял член радио-научной группы Кассини Лучано Иесс из Римского университета Сапиенцы, была посвящена только кольцам A, B и C. Масса других гораздо меньших колец считалась незначительной.
«Только приблизившись к Сатурну на последних орбитах Кассини, мы смогли собрать измерения, чтобы сделать новые открытия», - сказал ведущий автор Лучано Айс. «И с этой работой Кассини выполняет основную цель своей миссии: не только определить массу колец, но и использовать информацию для уточнения моделей и определения возраста колец».
Как масса колец Сатурна говорит нам об их возрасте?
Ученые уже знают, что существует связь между массой колец Сатурна и их возрастом. Чем меньше масса колец, тем они моложе. Это потому, что кольца яркие и в основном из льда. В течение длительного периода времени они были бы загрязнены мусором и потемнели, что указывает на более высокий возраст. Кроме того, чтобы быть старше, они должны были быть намного массивнее, чтобы выжить так долго. Они не могут быть старыми и яркими. Так что теперь, когда ученые имеют лучший расчет массы колец, они могут более точно оценить возраст.
Эта оценка возраста колец противоречит более ранним исследованиям, основанным на данных Кассини. Исследование 2008 года показало, что кольцам уже миллиарды лет. За эти годы другие исследования сделали аналогичный случай. Но до сих пор ни одно исследование не имело точных измерений массы для работы.
Проблема того, как образовались кольца, до сих пор остается. Новое свидетельство о молодых кольцах подтверждает достоверность теорий, которые они сформировали из кометы, которая блуждала слишком близко и была разорвана гравитацией Сатурна - или событием, которое разрушило более раннее поколение ледяных лун.
«Для более молодых колец это потребовало бы комету или кентавра (одного из группы маленьких, ледяных объектов), или, возможно, даже луны, движущейся слишком близко к Сатурну. Гравитация Сатурна разорвала бы этот объект, а затем оставшиеся кусочки превратились бы в кольца », - объяснила Линда Спилкер, ученая из проекта Кассини из НАСА, в 2017 году.
Долгое время считалось, что кольцам было миллиарды лет, и они образовались вскоре после того, как это сделал Сатурн. Но по мере того, как ученые работают над этой проблемой, и по мере того, как мы получаем все более качественные данные, эта точка зрения отпадает. Все больше и больше похоже на то, что в недавнем прошлом что-то слишком близко подошло к Сатурну и развалилось, образуя кольца.
Сколько весят кольца Сатурна?
Согласно этим новым измерениям масса колец Сатурна составляет (1,54 ± 0,49) × 10.19 кг или около 15,4 секстиллиона кг. Таким образом, масса колец примерно вдвое меньше массы луны Сатурна Мимаса. Точно так же у вас есть что сказать на следующей вечеринке.
Источники:
- Научная работа: Измерение и влияние гравитационного поля Сатурна и кольцевой массы
- Пресс-релиз: Данные Кассини НАСА показывают относительно новые кольца Сатурна
- BBC News: Кассини намекает на молодой возраст для колец Сатурна
- Википедия: Кольца Сатурна
- Журнал «Космос»: кольцам Сатурна могут быть миллиарды лет
