5.2K
Гравитация и магнитное поле Сатурна перетягивают в его атмосферу ледяные частицы, составляющие кольцевую систему, что менее чем через 100 миллионов лет приведет к полному истощению и исчезновению отличительной особенности газового гиганта, говорится в исследовании, представленном в журнале Icarus.
«По нашим оценкам, количество воды, выпадающие за полчаса на Сатурн в виде «дождя» из его колец, хватит, чтобы наполнить олимпийский бассейн. Этого достаточно для полного их уничтожения за 300 миллионов лет. Но добавьте к этому материал, падающий в экваториальные области планеты, о чем свидетельствуют данные «Cassini», и кольцам осталось жить менее 100 миллионов лет», – рассказывает Джеймс О’Донохью, ведущий автор исследования из Центра космических полетов им. Годдарда NASA.
Первые намеки на существование «кольцевого дождя» были найдены в казалось бы несвязанных между собой явлениях: своеобразных вариациях электрически заряженной верхней атмосферы Сатурна, неравномерной плотности в кольцах и трио узких темных полос, окружающих планету в северных средних широтах, которые впервые были замечены на изображениях туманной стратосферы, сделанных зондом NASA «Voyager-2» в 1981 году.
В 1986 году ученые предположили, что узкие темные полосы связаны с формой магнитного поля гиганта и что электрически заряженные частицы льда из колец стекают по его невидимым линиям, поставляя воду в верхние слои атмосферы Сатурна. Приток воды, доминирующий на определенных широтах, «смывает» стратосферную дымку, делая ее темной в отраженном свете и создавая узкие полосы.
В основном кольца Сатурна состоят из «кирпичиков» водяного льда размером от микроскопических частиц до валунов в несколько метров. Самые мелкие зерна могут приобретать электрический заряд под действием излучения Солнца или облаков плазмы, исходящих от микрометеороидной бомбардировки колец. Как только частицы «подзаряжаются», на них начинает воздействовать магнитное поле Сатурна, притягивая их, в итоге баланс сил, действующих на частицы, резко меняется, и гравитация планеты «засасывает» их в верхние слои атмосферы вдоль линий магнитного поля.
Оказавшись там, частицы ледяного кольца тают, и вода от них вступает в реакцию с ионосферой Сатурна. Одним из результатов такой химии является увеличение продолжительности жизни электрически заряженных ионов H3+, состоящих из трех протонов и двух электронов, которые светятся в инфракрасном диапазоне под действием солнечного света. Именно это явление и было зафиксировано командой исследователей с помощью инструментов на телескопе обсерватории «Keck». В частности, их наблюдения выявили светящиеся полосы в северном и южном полушариях Сатурна, где линии магнитного поля, которые пересекают плоскость колец, входят в планету.
Кроме этого, исследователи обнаружили еще одну светящуюся полосу на более высокой широте в южном полушарии, в месте, где линии магнитного поля пересекают орбиту Энцелада – геологически активного спутника, который извергает в космос гейзеры водяного льда. Это указывает на то, что некоторые из частиц, выбрасываемых луной газового гиганта, также падают на Сатурн.
«Нам повезло увидеть кольцевую систему Сатурна, которая, вероятно, образовалась 100 миллионов лет назад и сейчас находится в середине своего жизненного пути. С другой стороны, если кольца временное явление, то мы упустили возможность любоваться гигантскими кольцевыми системами Юпитера, Урана и Нептуна, от которых сегодня почти ничего не осталось», – добавил Джеймс О’Донохью.
В будущем команда планирует выяснить, как сила «кольцевого дождя» изменяется в зависимости от сезона на Сатурне, так как в ходе его движения по орбите кольца подвергаются различной степени воздействия от Солнца. А, поскольку, ультрафиолетовое излучение заряжает ледяные зерна и заставляет их взаимодействовать с магнитным полем планеты, изменяющееся количество солнечного света должно влиять на скорость исчезновения колец.