Кольца Сатурна

редактировать
Планарное скопление ледяных частиц, вращающихся вокруг Сатурна Полный набор колец, изображенных как Сатурн в затмении Солнце с высоты орбитального аппарата Кассини на расстоянии 1,2 миллиона км, 19 июля 2013 г. (яркость преувеличена). Земля отображается в виде точки в положении «4 часа» между кольцами G и E.

Кольца Сатурна - это самая обширная кольцевая система из всех планет в Солнечной системе. Они состоят из бесчисленных мелких частиц размером от микрометров до метров, которые находятся на орбите около Сатурна. Кольцевые частицы почти полностью состоят из водяного льда со следовым компонентом каменистого материала. До сих пор нет единого мнения о механизме их образования. Хотя теоретические модели показывают, что кольца, вероятно, образовались в самом начале истории Солнечной системы, новые данные с Кассини предполагают, что они образовались относительно поздно.

Хотя отражение от колец увеличивает <264 Сатурна.>яркости, они не видны с Земли невооруженным взглядом. В 1610 году, через год после того, как Галилео Галилей повернул телескоп к небу, он стал первым человеком, который наблюдал кольца Сатурна, хотя он не мог видеть их достаточно хорошо, чтобы понять их истинную природу.. В 1655 году Христиан Гюйгенс был первым человеком, описавшим их как диск, окружающий Сатурн. Идею о том, что кольца Сатурна состоят из серии крошечных колец, можно проследить до Пьера-Симона Лапласа, хотя настоящих зазоров мало - правильное мнение о кольцах как о кольцевых. диск с концентрическими локальными максимумами и минимумами по плотности и яркости. В масштабе сгустков внутри колец много пустого места.

В кольцах есть увеличенные расстояния между ними, в которых плотность частиц сильно падает: два открыты стабилизирующие луны, встроенные в них известные, и многие другие в известных пределах орбитальные резонансы с лунами Сатурна. Остальные пробелы остаются невыясненными. Стабилизирующие резонансы, с другой стороны, ответственны за долговечность нескольких колец, таких как Titan Ringlet и G Ring.

. За пределами колец находится кольцо Фиби., который предположительно происходит от Фиби и, таким образом, разделяет его ретроградное орбитальное движение. Он совмещен с плоскостью орбиты Сатурна. Сатурн имеет наклон оси 27 градусов, поэтому это кольцо наклонено под углом 27 градусов более заметным кольцам, вращающимся над экватором Сатурна.

"Вояджер-2", вид Сатурна, отбрасывающий тень на свои кольца. Видны четыре спутника, две их тени и кольцевые спицы.

Содержание

  • 1
    • 1.1 Работа Галилея
    • 1.2 Теория колец, наблюдения и исследования
  • 2 Осевая ось Сатурна наклон
  • 3 Физические характеристики
  • 4 Формирование и эволюция основного колец
  • 5 Подразделения и структуры внутри колец
    • 5.1 Физические параметры колец
      • 5.1.1 Основные подразделения
      • 5.1.2 C Кольцевые структуры
      • 5.1.3 Структуры отдела Кассини
      • 5.1.4 Кольцевые структуры A
  • Кольцо 6 D
  • 7 Кольцо C
    • 7.1 Коломбо-зазор и колечко Титана
    • 7.2 Максвелл-зазор и колечко
  • Кольцо 8 B
    • 8,1 Спицы
    • 8,2 Moonlet
  • 9 Отделение Кассини
    • 9,1 Зазор Гюйгенса
  • Кольцо 10 A
    • 10,1 Зазор Энке
    • 10,2 Зазор Киллера
    • 10,3 Пропеллерные лунки
  • 11 Roche Division
  • 12 F Ring
  • 13 Внешние кольца
    • 13.1 Кольцо Януса / Эпиметея
    • 13.2 G Кольцо
    • 13.3 Дуга кольца Метона
    • 13,4 Дуга кольца Anthe
    • 13,5 Палленовое кольцо
    • 13,6 E-кольцо
    • 13,7 Кольцо Фиби
  • 14 Возможная кольцевая система м вокруг Реи
  • 15 Галерея
  • 16 См. также
  • 17 Заметки
  • 18 Ссылки
  • 19 Внешние ссылки

История

Работы Галилея

Галилей первый наблюдал кольца в 1610 году.

Галилео Галилей был первым, кто наблюдал кольца Сатурна в 1610 году с помощью своего телескопа, но не смог идентифицировать их как таковые. Он писал герцогу Тосканского, что «планета Сатурн не одна, а состоит из трех, которые почти касаются друг друга и никогда не перемещаются и не изменяются относительно друг друга. Они в линию. параллельна зодиаку , средний (сам Сатурн) примерно в три раза больше боковых ». Он также описал кольца как «уши» Сатурна. В 1612 году Земля прошла через плоскость колец, и они стали невидимыми. Загаданный, Галилей заметил: «Я не знаю, что сказать в таком удивительном, столь неожиданном и новом случае». Он задумался: «Сатурн проглотил своих детей?» - Предложить миф о Титане Сатурне, пожирающее его потомство, чтобы предотвратить пророчество о том, что они свергнут его. Он был еще больше сбит с толку, когда кольца снова стали видимыми в 1613 году.

Ранние астрономы использовали анаграммы как форму схемы обязательств, чтобы заявить о своих правах. к новому открытию до того, как их результаты были готовы к публикации. Галилей использовал smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras для Altissimum planetam tergeminum observavi («Я наблюдал, что самая далекая планета имеет тройную форму») для открытия колец Сатурна.

Теория колец, наблюдения и исследования

Роберт Гук отметил тени (a и b), отбрасываемые земным шаром и этим кольцами друг на друга на рисунке Сатурна в 1666 году.

В 1657 году Кристофер Рен стал профессором астрономии в Грешем-колледже в Лондоне. Он проводил наблюдения за планетой Сатурн с 1652 года с целью объяснить ее появление. Его гипотеза была сформулирована в De corpore saturni, в котором он был близок к предположению, что у планеты есть кольцо. Однако Рен не был уверен, было ли кольцо независимо от планеты или физически прикреплено к ней. До того, как была опубликована теория Рена, Христиан Гюйгенс представил свою теорию колец Сатурна. Сразу же Рен понял, что это лучшая гипотеза, чем его собственная, и De corpore saturni так и не была опубликована.

Гюйгенс был первым, кто предположил, что Сатурн был окружен кольцом, отделенным от планеты. Используя 50-кратный рефракторный телескоп, он сконструировал сам и который намного превосходит, что было доступно для Галилея, Гюйгенс наблюдал Сатурн и в 1656 году, как и Галилей, опубликовал анаграмму «aaaaaaacccccdeeeeeghiiiiiiillmmnnnnnnnnooppurstttuppurrstttu». Подтвердив свои наблюдения, три года спустя он показал, что это означает «Annuto cingitur, tenui, plano, nusquam coherente, ad eclipticam inclinato»; то есть, «Он [Сатурн] окружен тонким кольцом, никуда не соприкасающимся, наклоненным к эклиптике». Роберт Гук был еще одним ранним наблюдателем колец Сатурна и отметил образование колец Сатурна. тени на кольцах.

В 1675 году Джованни Доменико Кассини определен, что кольцо из нескольких меньших колец с промежутками между ними; самая большая из этих брешей была позже названа Дивизией Кассини. Это разделение представляет собой область шириной 4800 км между кольцом A и кольцом B.

. В 1787 году Пьер-Симон Лаплас доказал, что однородное твердое кольцо будет нестабильны и предположил, что кольца состоят из большого количества твердого колец.

В 1859 году Джеймс Клерк Максвелл действующий, что неоднородное твердое кольцо, сплошные локоны или непрерывное жидкое кольцо также не быть стабильным, что указывает на то, что кольцо должно состоять из множества мелких частиц, независимо вращающихся вокруг Сатурна. Позже Софья Ковалевская также обнаружила, что кольца Сатурна не могут быть жидкими кольцевидными телами. Спектроскопические исследования колец, проведенные в 1895 г. Джеймсом Килером из Обсерватории Аллегейни и Аристархом Белопольским из Пулковской обсерватории, показал, что анализ Максвелла был правильным..

Четыре космических робота наблюдали кольца Сатурна из числа наблюдений планеты. «Пионер-11» приблизился к Сатурну в сентябре 1979 года на расстоянии 20 900 км. «Пионер-11» был ответственен за открытие кольца F. «Вояджер-1» приблизился к нему в ноябре 1980 года на расстоянии 64 200 км. Неисправный фотополяриметр не позволяет "Вояджеру-1" наблюдать кольца Сатурна с запланированным разрешением; Тем не менее, изображения с космического корабля предоставили беспрецедентную детализацию системы колец и выявили существование кольца G. "Вояджер-2" наиболее близко подошел к нему в августе 1981 года на расстоянии 41 000 км. Рабочий фотополяриметр «Вояджера-2» позволил ему вести систему колец с более высоким разрешением, чем «Вояджер-1», и тем самым созданным множеством ранее невидимых колец. Космический корабль «Кассини» вышел на орбиту вокруг Сатурна в июле 2004 года. Изображения колец, сделанные Кассини, являются самыми подробными на сегодняшний день, и они ответственны за обнаружение еще большего количества локонов.

Кольца названы в алфавитном порядке в порядке их обнаружения (A и B в 1675 году Джованни Доменико Кассини, C в 1850 году Уильямом Кранчем Бондом и его сыном Джорджем Филлипсом Бондом, D в 1933 году и E в 1967 году, F в 1979 году по Pioneer 11 и G в 1980 г., автор Voyager 1 ). Основные кольца C, B и A, выходящие наружу от планеты, с отделением Кассини, самым большим разрывом, разделяющим кольца B и A. Несколько более тусклых колец были обнаружены позже. Кольцо D очень тусклое и находится ближе всего к планете. Узкое кольцо F находится сразу за пределами кольца A. Кроме того, есть два более тусклых кольца, названные G и E. Кольца демонстрируют огромное количество структур на всех уровнях, некоторые из связанных с возмущениями спутников Сатурна, но очень необъяснимы.

Имитация появления Сатурна, наблюдаемого с Земли на протяжении всего курса. одного года Сатурна

Наклон оси Сатурна

Наклон оси Сатурна составляет 26,7 °, что означает, что сильно различающиеся колец, занимающие его экваториальную плоскость, получены с Земли в разное время. Земля проходит через плоскость кольца каждые 13-15 лет, примерно через полгода Сатурна, и есть примерно равные шансы на одно или три пересечения в каждом таком случае. Последние пересечения кольцевой плоскости были 22 мая 1995 года, 10 августа 1995 года, 11 февраля 1996 года и 4 сентября 2009 года; Ближайшие события произойдут 23 марта 2025 года, 15 октября 2038 года, 1 апреля 2039 года и 9 июля 2039 года. Появляются благоприятные возможности обзора плоскости плоскости кольца (сатурном не близко к Солнцу) только во время тройного пересечения.

Сатурн равноденствия, когда Солнце проходит через плоскость кольца, расстояние между ними неравномерно; на каждой орбите Солнце находится к югу от плоскости кольца в течение 13,7 земных лет, затем к северу от плоскости в течение 15,7 лет. Даты осенних равноденствий в северном полушарии включают 19 ноября 1995 г. и 6 мая 2025 г., весеннее равноденствие в северном полушарии - 11 августа 2009 г. и 23 января 2039 г. В период равноденствия освещается широкое освещение, что делает возможными уникальные наблюдения. изменение угла отклонения от плоскости кольца.

Физические характеристики

Смоделированное изображение с использованием цвета для представления данных о размерах частиц, полученных с помощью радиозатменных. Ослабление сигналов с длиной волны 0,94, 3,6 и 13 см, посланных Кассини через кольца на Землю, показывает обилие частиц с размерами, подобными или превышающими эти длины волн. Фиолетовый (B, внутреннее кольцо A) означает, что несколько частиц являются < 5 cm (all signals similarly attenuated). Green and blue (C, outer A Ring) mean particles < 5 cm and < 1 cm, respectively, are common. White areas (B Ring) are too dense to transmit adequate signal. Other evidence shows rings A to C have a broad range of particle sizes, up to m across. Темное отделение Кассини отделяет широкое внутреннее кольцо B и внешнее кольцо A на этом изображении от HST САУ (22 марта 2004 г.). Менее заметное кольцо C находится внутри кольца B. Мозаика Кассини из колец Сатурна 12 августа 2009 года, на следующий день после равноденствия. Кольца на Солнце, и освещение происходит за счет света, отраженного от Сатурна, за исключением более толстых или неплоскостных участков, таких как F Ring. космический зонд Кассини, вид неосвещенной стороны колец Сатурна (9 мая 2007 г.).

Плотные главные кольца простираются от 7000 км (4300 миль) до 80 000 км (50 000 миль) от экватора Сатурна, территорию которого составляет 60 300 км (37 500 миль) (см. Основные подразделения ). При расчетной толщине от 10 м до 1 км они состоят из воды с чистотой 99,9% льда с небольшим количеством примесей, которые могут образовывать толины или силикаты. Основные кольца в основном состоят из частиц размером от 1 см до 10 м.

Кассини непосредственно измерил кольцевой системой через их гравитационный эффект во время последнего набора орбит, который прошел между кольцами и вершины облаков, что дает 1,54 (± 0,49) × 10 кг, или 0,41 ± 0,13 Мимас массы. Его масса составляет примерно половину массы всего Антарктического шельфового ледника Земли, площадь его поверхности в 80 раз больше, чем у Земли. Оценка близка к значению массы 0,40 Mimas, полученному из наблюдений Кассини за волнами плотности в кольцах A, B и C. Это небольшая часть общей массы Сатурна (около 0,25 ppb ). Предыдущие наблюдения показали, что это заниженная оценка, "Вояджера" плотности в кольцах и профиля оптической массы около 0,75 мимассы, более поздние наблюдения и компьютерное моделирование.

Хотя самые большие пробелы в кольца, такие как "Кассини" и Энке Гэп, можно увидеть с Земли, космический корабль Вояджер обнаружил, что кольца имеют сложную структуру, состоит из тысяч тонких щелей и колец. Считается, что эта структура возникла с использованием методов из-за гравитационного притяжения многих спутников Сатурна. Некоторые зазоры могут быть обнаружены крошечных лунных звезд, таких как Пан, некоторые из которых могут быть обнаружены, некоторые локоны, похоже, поддерживаются гравитационными эффектами небольших спутников-пастухов (аналогично тому, как Прометей и Пандора обслуживают кольцо F). Другие промежутки между периодом между периодом между периодом и периодом обращения более массивной луны дальше; Мимас Поддерживает Подразделение Кассини таким образом. Еще большая часть структуры в кольцах из спиральных волн, создающих в результате периодических гравитационных возмущений внутренних лун при менее разрушительных резонансах. Данные космического зонда Кассини показывают, что кольца Сатурна атмосферой атмосферной самой планеты. Атмосфера состоит из газообразного молекулярного кислорода (O 2), образующегося при взаимодействии ультрафиолетового света Солнца с водяным льдом в кольцах. Химические реакции между молекулами воды и дальнейшая ультрафиолетовая стимуляция показывает и выбрасывают фрагменты среди прочего, O 2. Согласно моделям этой атмосферы, также присутствует H 2. Атмосферы O 2 и H 2 настолько разрежены, что если бы вся атмосфера каким-либо образом конденсировалась на кольцах, она была бы толщиной около одного атома. Кольца также имеют такую ​​же разреженную атмосферу ОН (гидроксида). Подобно O 2, эта атмосфера создается за счет распада молекул воды, хотя в этом случае распад осуществляется энергичными ионами, которые бомбардируют молекулы воды, выброшенные спутником Сатурна Энцелад. Эта атмосфера, несмотря на то, что она очень разреженная, была обнаружена с Земли космическим телескопом Хаббла. Сатурн демонстрирует сложные узоры по своей яркости. Большая часть изменчивости связана с изменением внешнего вида колец, и это происходит по два цикла на каждом витке. Однако на это накладывается изменчивость из-за эксцентриситета орбиты планеты, из-за которой планета показывает более яркие противостояния в северном полушарии, чем в южном.

В 1980 году «Вояджер-1» пролетел мимо. Сатурна, показано, что кольцо F состоит из трех узких колец, которые кажутся, были сплетены в сложную структуру который; теперь известно, что два внешних кольца состоят из выпуклостей, перегибов и выступов, которые меньше меняют иллюзию плетения, менее яркое кольцо находится внутри них.

Новые изображения колец, сделанные около 11 августа 2009 г. равноденствие Сатурна с космического корабля НАСА Кассиниало, что кольца значительно выходят за пределы номинальной плоскости колец в нескольких местах. Это смещение достигает 4 км (2,5 мили) на границе Киллерской пропасти из-за внеплоскостной орбиты Дафниса, луны, которая создает разрыв..

Формирование и эволюция главных колец

Оценки возраста колец Сатурна широко используются в зависимости от используемого подхода. Считается, что они, возможно, очень старые, относящиеся к образованию самого Сатурна. Однако данные «Кассини» предполагают, что они намного моложе, скорее всего, сформировались в течение последних 100 миллионов лет, и, следовательно, они могут быть от 10 до 100 миллионов лет. Этот недавний источник происхождения основан на новой оценке низкой плотности, моделировании динамической эволюции колец и измерения потока межпланетной пыли, которые позволяют оценить скорость потемнения колец с течением времени. В прошлом году были постоянно более массивными, чем в прошлом время. Сама по себе оценка массы не очень диагностическая, поскольку кольца большой массы, сформированные в начале истории Солнечной системы, к настоящему времени должны развиться до массы, близкой к измеренной. Судя по текущим темпам истощения, они исчезнуть через 300 миллионов лет.

Есть две основные теории относительно происхождения внутренних колец Сатурна. Одна теория, используемая предложенная Эдуардом Рош в 19 веке, состоит в том, что кольца когда-то были спутником Сатурна (названного Веритас в честь римской богини, которая спряталась в колодце), Орбита распадалась, пока не подошла достаточно близко, чтобы быть разорванной приливными силами (см. предел Роша ). Вариант этой теории состоит в том, что эта луна распалась после удара большой кометы или астероида. Вторая теория заключается в том, что кольца никогда не были частью Луны, а вместо этого остались от первоначального небулярного материала, из сформировался Сатурн.

Художник 2007 года представил агрегаты ледяных частиц, образующие «твердые» части колец Сатурна. Эти удлиненные комки постоянно образуются и рассеиваются. Самые большие частицы имеют диаметр несколько метров. кольца Сатурна. и луны Тетис, Гиперион и Прометей Тетис и Янус

Более традиционная версия теории разрушенной Луны состоит в том, что кольца состоят из обломков Луны диаметром от 400 до 600 км, что немного больше, чем Мимас. В последний раз столкновения, большие, чтобы разрушить такую ​​большую луну, были во время поздней тяжелой бомбардировки около четырех миллиардов лет назад.

Более поздний вариант теории этого типа автор R. М. Кануп заключается в том, что кольца могли представлять собой часть остатков ледяной мантии, которая намного более крупной дифференцированной луной размером с Титан, которая лишилась внешнего слоя, когда она спиральюила на план в период формирования, когда Сатурн все еще был окружен газовой туманностью. Это могло бы объяснить недостаток каменистого материала внутри колец. Кольца изначально были бы намного массивнее (≈1000 раз) и шире, чем сейчас; материал во внешних частях колец слился бы в спутники Сатурна до Тетии, что также объясняет отсутствие каменистого материала в безопасности этих спутников. Последующая коллизионная или криовулканическая эволюция Энцелада могла вызвать избирательную потерю льда с этой луны, повысив его плотность до текущих значений 1,61 г / см, по сравнению со значениями 1,15 для Мимаса и 0,97 для Тетиса.

Впечатляющая идея массивных ранних колец была расширена, чтобы объяснить образование спутников Сатурна до Реи.>100 км в поперечнике), а также лед, эти силикатные тела образовали больше льда и были бы вытеснены из колец из-за гравитационного взаимодействия с кольцами и приливного взаимодействия с Сатурном в все более широкие. орбиты. В пределах предела Роша тела каменного материала достаточно плотны, чтобы нарастить дополнительный материал, тогда как менее плотные ледяные тела - нет. Оказавшись вне колец, вновь сформированные луны продолжить эволюцию путем случайных слияний. Этот процесс может объяснить вариацию содержания силикатов в спутниках Реи, а также тенденцию к меньшему содержанию силикатов ближе к Сатурну. Тогда Рея была самой старой из лун, образованных из первичных колец, причем спутники, близкие к Сатурну, становились все моложе.

Яркость и чистота водяного льда в кольцах Сатурна также приводились в качестве доказательства того, что кольца намного моложе Сатурна, как падение метеорной звезды привело бы к потемнению колец. Однако новое исследование показывает, что кольцо B может быть достаточно массивным, чтобы разбавить падающий материал и, таким образом, избежать значительного потемнения с возрастом Солнечной системы. Материал кольца может быть переработан, поскольку внутри кольца образуются комки, которые затем разрушаются в результате ударов. Это могло бы объяснить очевидную молодость некоторых материалов внутри колец. Доказательства, известные о недавнем происхождении кольца были собраны исследователями, анализировавшими данные Cassini Titan Radar Mapper, которые были сосредоточены на анализах каменистых силикатов в этом кольце. Если большая часть этого материала была внесена недавно разрушенным кентавром или луной, возраст этого кольца мог быть порядка 100 миллионов лет или меньше. С другой стороны, если бы материал произошел в основном от притока микрометеороидов, возраст был бы ближе к миллиарду лет.

Команда Cassini UVIS во главе с Ларри Эспозито использовала звездное затмение для обнаружения 13 объектов диаметром от 27 м 10 км в пределах кольца F. Они полупрозрачные, что позволяет предположить, что они представляют собой временные скопления ледяных валунов в несколько метров в поперечнике. Эспозито считает, что это основная структура колец Сатурна: частицы слипаются, а затем разлетаются на части.

Исследования, основанные на скорости падения на Сатурн, отдают предпочтение более молодой системе колец, возраст которой составляет сотни миллионов лет. Материал кольца непрерывно спускается к Сатурну; чем быстрее это падение, тем короче срок службы кольцевой системы. Один из механизмов заключается в том, что гравитация вытягивает электрически заряженные частицы водяного льда вниз от колец вдоль силовых линий планетарного магнитного поля, этот процесс называется «кольцевым дождем». Этот расход был определен как 432–2870 кг / с использованием наземных наблюдений телескопа Keck ; только в результате этого процесса кольца исчезнут через ~ 292 + 818. −124 миллиона лет. Во время прохождения промежутка между кольцами и планетой в сентябре 2017 года космический аппарат Кассини обнаружил экваториальный поток материала с нейтральным зарядом от колец к планете со скоростью 4800–44000 кг / с. «Кольцевого дождя», что может исчезнуть менее чем за 100 миллионов лет, может исчезнуть эта скорость притока стабильного процесса.

Подразделения и структуры внутри колец

Наиболее плотные части Кольца Сатурна - это кольца A и B, разделенные отделением Кассини (обнаружено в 1675 г. Джованни Доменико Кассини ). Наряду с кольцом С, которое было обнаружено в 1850 году и по своему характеру похоже на подразделение Кассини, эти регионы составляют основные кольца. Основные кольца более плотные и содержат более крупные частицы, чем тонкие пыльные кольца. К последним кольцам D, простирающееся внутрь до верхних кольца кольца облаков Сатурна, G и E и другие за пределами основной системы колец. Эти диффузные кольца характеризуются как «пыльные» из-за небольшого размера их частиц (часто около мкм ); их химический состав, как и основные кольца, почти полностью состоит из водяного льда. Узкое кольцо F, расположенное рядом с внешним краем кольца A, сложнее классифицировать; части его очень плотные, но также содержат много частиц с пылью.

Мозаика в естественных цветах из изображений, полученных с помощью узкоугольной камеры Кассини, неосвещенной стороны колец Сатурна D, C, B, A и F (направо), сделанных 9 мая 2007 г. (указаны указаны до центра планеты).

Физические параметры колец

Примечания:. Названия, динамики Международным астрономическим союзом, если не указано значение. Более широкие расстояния между именованными кольцами называемые разделениями, а более узкие расстояния между именованными колцами называются промежутками.. Данные в основном взяты из Справочника планетарной номенклатуры, информационного бюллетеня НАСА и нескольких статей.. расстояние до стороны центра промежутков, колец и локонов, которые меньше 1000 км. неофициальное название

освещенная колец Сатурна с разделенными подразделениями, помеченными

Основные подразделения

ИмяРасстояние от. центра Сатурна (км)Ширина (км)Назван в честь
кольца D66,900 - 74,5107,500
Кольцо C74,658 - 92,00017,500
Кольцо B92,000 - 117,58025,500
Подразделение Cassini117,580 - 122,1704700Джованни Кассини
Кольцо122,170 - 136,77514,600
Подразделение Рош136,775 - 139,3802600Эдуард Рош
Кольцо F140,18030-500
Кольцо Януса / Эпиметея149,000 - 154,0005,000Янус и Эпиметей
G Ring166,000 - 175,0009,000
Methone Ring Arc194230?Methone
Anthe Ring Arc197,665?Anthe
Pallene Ring211, 00 0-213,5002,500Pallene
E Ring180,000 - 480,000300,000
Phoebe Ring~ 4,000,000 ->13,000,000Фиби

Кольцевые структуры C

ИмяРасстояние от центра Сатурна. (км)Ширина (км)Назван в честь
Коломбо Гэп77,870150Джузеппе «Бепи» Коломбо
Колечко титана77,87025Титан, спутник Сатурна
Максвелл Гэп87,491270Джеймс Клерк Максвелл
Максвелл Ринглет87,49164Джеймс Клерк Максвелл
Бонд-Гэп88,70030Уильям Кранч Бонд и Джордж Филлипс Бонд
1.470R S Кольцо88,71616его радиус
1.495R S Кольцо90,17162его радиус
Доус Гэп9021020Уильям Раттер Доус

Структуры подразделения Кассини

  • Источник:
НазваниеРасстояние от. центра Сатурна (км)Ширина (км)Назван в честь
Гюйгенс Гэп117,68028 5 –400Христиан Гюйгенс
Гюйгенс Ринглет117,848~17Христиан Гюйгенс
Гершель Гэп118,234102Уильям Гершель
Рассел Гэп118,61433Генри Норрис Рассел
Джеффрис Гэп118,95038Гарольд Джеффрис
Гэп Койпера119,4053Джерард Койпер
Лаплас Гэп119,967238Пьер-Симон Лаплас
Бессель Гэп120,24110Фридрих Бессель
Барнард Гэп120,31213Эдвард Эмерсон Барнард

Структуры кольца

ИмяРасстояние от. центра Сатурна (км)Ширина (км)Названо в честь
Разрыва Энке133,589325Иоганн Энке
Киллер Гэп136,50535Джеймс Килер
Наклонные (угол 4 градуса) изображения Кассини колец С, B и A Сатурна (слева направо; кольцо F слабо видно на полном верхнем изображении при достаточной яркости). Верхнее изображение: естественная цветная мозаика освещенной стороны колец, сделанных узкоугольной камерой Кассини 12 декабря 2004 г. Нижнее изображение: смоделированный вид, построенный на основе радиозатменных наблюдений, проведенных 3 мая 2005 г.. Цвет на нижнем изображении используется для представления информации о размерах частиц кольца (см. Подпись ко второму изображению в статье для объяснения).

Кольцо D

Изображение тусклого кольца D с внутренней C Кольцо ниже

Кольцо D - самое внутреннее кольцо, оно очень слабое. В 1980 году «Вояджер-1» обнаружил в этом кольце три локона, обозначенные D73, D72 и D68, причем D68 было дискретным кольцом, ближайшим к Сатурну. Примерно 25 лет спустя изображения «Кассини» показал, что D72 стал значительно шире и рассеяннее и сместилась к планете на 200 км.

В кольце D присутствует мелкомасштабная структура с волнами на расстоянии 30 км друг от друга. Впервые замеченная в промежутке между кольцом C и D73, эта структура обнаружена во время равноденствия в 2009 году и простиралась на 19000 км в радиальном направлении от кольца D до внутреннего края кольца B. Волны интерпретируются как спиральный узор из вертикальных гофр амплитуды от 2 до 20 м; Тот факт, что период волн уменьшается с течением времени (с 60 км в 1995 г. до 30 км к 2006 г.), позволяет сделать вывод, что эта картина могла возникнуть в конце 1983 г. в результате удара облака обломков (с массой ≈ 10 кг) от разрушенной кометы, которая отклоняется кольцами из экваториальной плоскости. Подобный спиральный узор в главном кольце Юпитера был приписан возмущению, вызванному ударом материала от кометы Шумейкера-Леви 9 в 1994 году.

Кольцо C

Вид на внешнее кольцо C; промежуток Максвелла с колечком Максвелла на его правой стороне выше и правее центра. Bond Gap находится над широкой светлой полосой вверху справа; Промежуток Дауэса находится внутри темной полосы чуть ниже правого верхнего угла.

Кольцо С ​​- широкое, но слабое кольцо, расположенное внутри Кольца В. Он был открыт в 1850 году Уильямом и Джорджем Бондом, хотя Уильям Р. Доус и Иоганн Галле также были его независимо. Уильям Лассел назвал его «Креповое кольцо», потому что оно, казалось, состоит из более темного материала, чем более яркие кольца А и В.

Его вертикальная толщина оценивается в 5 м, а его масса - около 1,1 × 10 кг, а его оптическая глубина изменяется от 0,05 до 0,12. То есть блокируется от 5 до 12 процентов света, проходящего перпендикулярно через кольцо, так что при взгляде сверху кольцо почти прозрачно. Спиральные гофры длины волны 30 км, впервые замеченные в D-кольце, наблюдались во время равноденствия Сатурна в 2009 году и распространялись по всему C-кольцу (см. Выше).

Разрыв Коломбо и Кольцо Титана

Разрыв Коломбо лежит во внутреннем кольце C. Внутри разрыва находится яркое, но узкое кольцо Коломбо с центром в 77 883 км от центра Сатурна, которое имеет слегка слегка эллиптическую, а не круглую форму. Это колечко также называют колечком Титана, поскольку оно регулируется орбитальным резонансом с луной Титаном. В этом месте внутри колец длина апсидальной прецессии кольцевой частицы равна длине орбитального движения Титана, так что внешний конец этого эксцентричного колечка всегда указывает на Титан.

Зазор Максвелла и колечко

Зазор Максвелла находится внутри внешней части кольца C. Он также содержит плотное некруглое колечко, колечко Максвелла. Во многих отношениях это колечко похоже на кольцо ε Урана. В середине обоих колец есть волнообразные структуры. Хотя считается, что волна в кольце ε вызвана спутником Урана Корделией, по состоянию на июль 2008 года в промежутке Максвелла не было обнаружено ни одной луны.

Кольцо B

Кольцо B - самое большое, яркое и массивное из колец. Его толщина оценивается от 5 до 15 м, а его оптическая глубина варьируется от 0,4 до более 5, что означает, что>99% света, проходящего через некоторые части кольца B, блокируется. Кольцо B имеет множество вариаций плотности и яркости, причем почти все это необъяснимо. Они концентрические, выглядят как узкие локоны, хотя кольцо B не содержит зазоров. Местами внешний край кольца B содержит вертикальные структуры, отклоняющиеся до 2,5 км от плоскости основного кольца.

Исследование спиральных волн плотности с использованием звездных затенений в 2016 г. показало, что поверхностная плотность кольца B находится в диапазоне от 40 до 140 г / см, что ниже, чем предполагалось ранее, и что оптическая толщина кольца мало коррелирует с его массовая плотность (открытие ранее сообщалось для колец A и C). Общая масса кольца B составляла от 7 до 24 × 10 кг. Для сравнения масса Mimas составляет 37,5 × 10 кг.

Цветное изображение с высоким разрешением (около 3 км на пиксель) внутреннего центрального кольца B (от 98 600 до 105 500 км от центра Сатурна). Показанные структуры (от локонов шириной 40 км в центре до полос шириной 300–500 км справа) остаются четко очерченными в масштабах ниже разрешающей способности изображения. Внешний край кольца B, видимый около равноденствия, где отбрасываются тени вертикальными сооружениями высотой до 2,5 км, вероятно созданными невидимыми врезанными лунными лучами. Подразделение Cassini находится наверху.

Спицы

Файл: спицы кольца Сатурна PIA11144 secs15.5to23 20080926.ogv Воспроизведение мультимедиа Темные спицы отмечают освещенную солнцем сторону кольца B на изображениях Cassini с низким фазовым углом. Это видео с низким битрейтом. Версия этого видео в низком разрешении

До 1980 года объяснялось, что структура колец Сатурна вызывается исключительно действием гравитационных сил. Затем изображения с космического корабля "Вояджер" показали радиальные детали в B Ring, известные как спицы, которые нельзя было объяснить таким образом, поскольку их постоянство и вращение вокруг колец не соответствовало гравитационному орбитальному механика. В спицы выглядят темными в обратном свете и яркими в пряморассеянном свете (см. Изображения в галерее ); переход происходит при фазовом угле около 60 °. Ведущая теория, касающаяся состава спиц, состоит в том, что они состоят из микроскопических частиц пыли, подвешенных на расстоянии от основного кольца за счет электростатического отталкивания, поскольку они вращаются почти синхронно с магнитосфера Сатурна. Точный механизм образования спиц до сих пор неизвестен, хотя предполагалось, что электрические помехи могут быть вызваны молниями разрядами в атмосфере Сатурна, либо ударами микрометеороидов. на кольцах.

Спицы не наблюдались снова двадцать пять лет спустя, на этот раз космическим зондом «Кассини». Спицы не были видны, когда Кассини прибыл на Сатурн в начале 2004 года. Некоторые программы предположили, что спицы не будут видны до 2007 года, хранятся на моделях, пытающихся описать их образование. Тем не менее, команда визуализации Кассини продолжала искать спицы на изображениях колец, и в следующие раз они были замечены на изображениях, сделанных 5 сентября 2005 года.

Спицы кажутся сезонным явлением, исчезает в Сатурне в середине зимы и в середине лета и появляется снова, когда Сатурн приближается к равноденствию. Предположения о том, что спицы могут быть сезонным эффектом, меняющимся в зависимости от 29,7-летней орбиты Сатурна, были поддержаны их новым появлением в более поздние годы миссии Кассини.

Moonlet

В 2009 году во время равноденствия, лунныйлет, заключенный в кольцо B, был обнаружен по отбрасываемой им тени. Его диаметр оценивается в 400 м (1300 футов). Луна получила предварительное обозначение S / 2009 S 1.

Отделение Кассини

Отделение Кассини, снятое с космического корабля Кассини. Разрыв Гюйгенса находится на его правой границе; Разрыв Лапласа направлен к центру. Также присутствует ряд других, более узких промежутков. Луна на заднем плане - это Мимас.

Подразделение Кассини - это область шириной 4800 км (3000 миль) между кольцом A Сатурна и кольцом B. Он был открыт в 1675 году Джованни Кассини в Парижской обсерватории с помощью преломляющего телескопа с 2,5-дюймовым линзой объектива с Длина 20 футов , фокусное расстояние и увеличение 90x . С Земли это выглядит как тонкая черная щель в кольцах. Однако «Вояджер» обнаружил, что зазор сам по себе заполнен инструментами кольца, очень похожим на C-кольцо. Разделение может казаться ярким на неосвещенной стороне колец, поскольку относительно низкая плотность материала позволяет пропускать больше света через толщину колец (см. Второе изображение в галерее ).

Внутренний край колец Отделение Кассини управляется сильным орбитальным резонансом между многими из других промежутков локонами. в пределах отдела Кассини, однако, необъяснимы.

Гюйгенс Гэп

Гюйгенс Гэп расположен на внутреннем краю Отделение Кассини. Сразу за кольцом Гюйгенса есть дополнительное узкое колечко.

Кольцо

Центральное колечко Энке-зазора кольца А совпадает с орбитой Пана, что означает, что его частицы колеблются в подковообразные орбиты.

Кольцо А - самое внешнее из больших ярких колец. Его внутренняя граница - Отделение Кассини, а его резкая внешняя граница близка к орбите маленькой луны Атласа. Кольцо A прерывается в месте, составляющем 22% ширины кольца от его внешнего края, промежутка Энке. Более узкий зазор в 2% ширины кольца от внешнего края называется зазором Киллера.

. Толщина кольца А оценивается от 10 до 30 м, его поверхностная плотность от 35 до 40 г / см и его общая масса составляет от 4 до 5 × 10 кг (чуть меньше массы Hyperion ). Его оптическая толщина рассматривается от 0,4 до 0,9.

Подобно кольцу B, внешний край кольца за счет орбитальных резонансов, хотя в данном случае это более сложный резонанс. На него в первую очередь воздействует резонанс 7: 6 с Янусом и Эпиметей, с другими вкладами от резонанса 5: 3 с Мимасом и различных резонансов с Прометей и Пандора. Другие орбитальные резонансы также возбуждают множество спиральных волн плотности в A-кольце (и, в меньшей степени, также и в других кольцах), которые составляют большую часть его структур. Эти волны описываются той же самой физикой, которая изображает спиральные рукава галактик. Спиральные волны изгиба, также присутствующие в кольце и описываемые той же теорией, представьте себя вертикальные гофры в кольце, а не волны сжатия.

В апреле 2014 года ученые НАСА сообщили о наблюдение возможной стадии формирования новой луны около внешнего края кольца A.

разрыв Энке

разрыв Энке - это разрыв шириной 325 км внутри Кольцо с центром на расстоянии 133590 км от центра Сатурна. Это вызвано наличием небольшого спутника Пан, который вращается внутри него. Изображения, полученные с зонда Кассини, показали, что внутри есть по крайней мере три тонких узловатых локона. Спиральные волны плотности, видимые по обеим сторонам от него, вызваны резонансами с близлежащими лунами снаружи к кольцам, в то время как Пан вызывает дополнительный набор спиральных следов (см. Изображение в ) В галерее ).

Иоганн Энке сам не наблюдал этот промежуток; он был назван в его наблюдений за кольцом. Сам промежуток был обнаружен Джеймсом Эдвардом Килером в 1888 году., обнаруженный Вояджером, был назван Киллер Гэп в его честь.

Зазор Энке - это пробел, потому что он полностью находится в пределах кольца А. Между терминами пробел и разделение была некоторая двусмысленность, пока IAU не уточнил определения в 2008 году; до этого раздела иногда называлось «Подразделение Энке» ".

Киллерская щель

Волны на краях Киллерской щели, вызванные орбитальным движением Дафниса ( см. Также растянутую Вид на eup в галерее ). Около точки равноденствия Сатурна Д афнис и его волны отбрасывают тени на кольцо А.

Разрыв Киллера - это пропасть шириной 42 км в кольце A, примерно в 250 км от внешнего края кольца. Маленький спутник Дафнис, открытый 1 мая 2005 г., вращается внутри него, сохраняя чистоту. Прохождение луны вызывает волны по краям промежутка (на это также влияет ее небольшой эксцентриситет по орбите). Орбита Дафниса наклонена к плоскости кольца, волны имеют компонент, перпендикулярный плоскости кольца, достигая расстояния 1500 м "над" плоскостью.

Разрыв Киллера был обнаружен "Вояджер", названный в честь астронома Джеймса Эдварда Киллера. Киллер, в свою очередь, обнаружил и назвал Зазор Энке в честь Иоганна Энке.

Пропеллерные спутники

Пропеллерные спутники Сантос-Дюмон с освещенной (вверху) и неосвещенной стороненной колец Местоположение первых четырех лунлетов, обнаруженных в кольце A.

В 2006 году четыре крошечных «лунки » были обнаружены на изображениях Кассини кольца A. Сами луны всего около ста метров в диаметре, слишком маленькие, чтобы их можно было было увидеть прямо; Кассини видит возмущения в форме "пропеллера", создаваемые лунными лучами, которые имеют диаметр в несколько километров. Подсчитано, что кольцо A содержит тысячи таких объектов. В 2007 году открытие еще восьми лунных летательных аппаратов показало, что они в основном ограничены поясом протяженностью 3000 км, примерно в 130 000 км от центра Сатурна, а к 2008 году было обнаружено более 150 лунных летательных аппаратов с пропеллерами. Тот, кого отслеживали в течение нескольких лет, получил прозвище Блерио.

Отделение Рош

Отделение Рош (проходящее через центр изображения) между кольцом А и узким кольцом F. В нем можно увидеть Атлас. Также видны промежутки Энке и Киллера.

Разделение между кольцом A и кольцом F было названо Отделением Рош в честь французского физика Эдуарда. Рош. Подразделение Рош не следует путать с пределом Роша, который представляет собой расстояние, в котором большой объект находится близко к планете (например, как Сатурн), что приливные силы планеты будут притягивать это отдельно. Находясь на внешнем краю главной системы колец, Подразделение Рош фактически близко к пределу Роша Сатурна, поэтому кольца не смогли срастаться в луну.

Как Отделение Кассини, Отделение Рош не пусто, но содержит лист материала. По своему характеру этот материал похож на и пыльные кольца D, E и G. В двух местах в подразделении «Рош» пыли выше, чем в остальной части региона. Они были обнаружены группой по визуализации зонда «Кассини» и получили временные обозначения : R / 2004 S 1, который расположен вдоль орбиты луны Атлас ; и R / 2004 S 2, с центром в 138 900 км от центра Сатурна, внутри орбиты Промя.

Кольца F

Файл: PIA07712 - Анимация кольца F.ogv Воспроизвести медиа Маленькие спутники Пандора (слева) и Прометей (справа) на орбите по обе стороны от кольца F. Прометей работает как пастырь колец, за ним следуют темные каналы, которые он вырезал во внутренних нитях кольца.

Кольцо F - это внешнее дискретное кольцо Сатурна и, возможно, самое активное кольцо в Солнечная система с функциями, изменяемая по шкале времени в часах. Он расположен в 3000 км от внешнего края кольца А. Кольцо было обнаружено в 1979 году группой визуализации Пионер-11. Он очень тонкий, всего несколько сотен километров в радиальном направлении. Хотя традиционно считалось, что он удерживается вместе лунами-пастухами, Прометеем и Пандорой, которые вращаются внутри и снаружи, недавние исследования. заточению. Численное моделирование предполагает, что кольцо было сформировано, когда Прометей и Пандора столкнулись друг с другом и были частично разрушены.

Более свежие изображения крупным планом, полученные с зонда Cassini, показывают, что кольцо F из одного сердечника. и спиральная нить вокруг него. Они также показывают, что когда Прометей сталкивается с кольцом в его апоапсисе, его гравитационное притяжение создает изгибы и узлы в кольце F, поскольку луна «крадет» у него материал, оставляя темный канал во внутренней кольце. кольцо (см. ссылку на видео и дополнительные изображения кольца F в галерее ). Прометей вращается вокруг Сатурна быстрее, чем материал в F-кольце, каждый новый канал вырезан примерно на 3,2 градуса перед предыдущим.

В 2008 году был обнаружен будущий динамизм, предполагающий, что маленькие невидимые луны вращаются внутри Кольцо F постоянно проходит через его узкую сердцевину из-за возмущений Прометея. Один из маленьких спутников был идентифицирован как S / 2004 S 6.

Мозаика из 107 изображений, показывающих 255 ° (около 70%) кольца F, как если бы оно выглядело при выпрямлении, сформированной первичной нить. и спиральная вторичная нить. Радиальная ширина (сверху вниз) составляет 1500 км.

Внешние кольца

Внешние кольца в обратном свете Солнца

Кольцо Януса / Эпиметея

Слабое пылевое кольцо присутствует вокруг области, занятой орбитами Януса и Эпиметея, как видно из изображений, полученных в рассеянном вперед свете космическим кораблем Кассини в 2006 году. Кольцо имеет радиальную протяженность около 5000 км. Его частицы являются оторванными от поверхности ударами метеороидов, которые образуют диффузное кольцо вокруг своих орбитальных путей.

Кольцо G

Кольцо G (см. Последнее изображение в галерея ) представляет собой очень тонкое слабое кольцо примерно на полпути между кольцом F и началом кольца E, с его внутренним краем примерно в 15000 км внутри орбиты Мимас. У его внутреннего края есть одна отчетливо более яркая дуга (похожая на дуги в ), которая простирается примерно на шестую часть его окружности с центром на лунке диаметром в полкилометра Эгеон, который удерживается орбитальным резонансом 7: 6 с Мимасом. Считается, что дуга состоит из ледяных частиц размером до нескольких метров, а остальная часть состоит из пыли, выделяющейся внутри дуги. Радиальная ширина дуги составляет около 250 км по ширине 9000 км для кольца G в целом. Считается, что дуга содержит материю, эквивалентную небольшому ледяной лунке около ста метров в диаметре. Пыль, выпущенная из Эгеона и других тел-источников внутри дуги в результате ударов микрометеороида, уносится наружу от дуги из-за взаимодействия с магнитосферой Сатурна (чья плазма вращается с магнитным полем Сатурна, которое вращается намного быстрее, чем орбитальное движение G-кольца). Эти крошечные частицы неуклонно эродируются ударами и рассеиваются за счет сопротивления плазмы. В течение тысяч лет кольцо постепенно теряет, пополняется за счет дальнейших ударов по Эгеону.

Арка кольца Метона

Слабая кольцевая дуга, впервые в сентябре 2006 года, охватывающая продольную протяженность около 10 градусов, связана с луной Метон. Считается, что материал в дуге представляет собой пыль, выброшенную из Метона в результате ударов микрометеороидов. Удержание пыли внутри дуги объясняется резонансом 14:15 с Mimas (аналогично механизму удержания дуги внутри кольца G). Под области того же резонанса Метона движется вперед и назад по своей орбите с амплитудой 5 ° долготы.

Арка Кольца Муравья

Арка Кольца Муравья - яркое пятно Анте

Слабая кольцевая дуга, впервые впервые в июне 2007 г., охватывающая продольную протяженность около 20 градусов, относится с луна Анте. Считается, что материал дуги представляет собой пыль, сбитую с Анте ударами микрометеороидов. Удержание пыли внутри дуги объясняется резонансом 10:11 с Мимасом. Под того же резонанса Анте дрейфует взад и вперед по своей орбите более чем на 14 ° долготы.

Кольцо Паллена

Слабое кольцо пыли разделяет орбиту Паллена, как показано изображения, полученное в рассеянном вперед светом космическим аппаратом Кассини в 2006 году. Кольцо имеет радиальную протяженность около 2500 км. Его частицы являются оторванными от поверхности Паллена в результате ударов метеороида, которые затем образуют диффузное кольцо вокруг его орбитального пути.

Кольцо E

Кольцо E - второе дальнее кольцо и широкое; он состоит из множества крошечных (микронных и субмикронных) частиц водяного льда с силикатами, диоксидом углерода и аммиаком. Кольцо E распределено между орбитами Мимаса и Титана. В отличие от других колец, оно состоит из микроскопических частиц, а не из макроскопических глыб льда. В 2005 году было установлено, что материалы E Ring являются криовулканические шлейфы, исходящие из «полосра» южной полярной области Луны Энцелад. В отличие от главного колец, кольцо E толщину более 2000 км и имеет размер по мере удаления от Энцелада. Наблюдаемые в пределах E-кольца структуры, связанные с излучением наиболее активных южнополярных струй Энцелада.

Частицы E-кольца имеют тенденцию накапливаться на спутниках, которые вращаются внутри него. Экватор ведущего полушария Тефии имеет слегка голубой оттенок из-за падающего материала. Троянские спутники Telesto, Calypso, Helene и Polydeuces особенно страдают, поскольку их орбиты перемещаются вверх и вниз по плоскости кольца. Это приводит к тому, что их поверхность покрывается тем материалом, который сглаживает детали.

Кольцо E с подсветкой, на котором вырисовывается силуэт Энцелада.. Извергаются южные полярные джеты ярко под ним. Крупный план южных полярных гейзеров Энцелада, источник E-кольца. Вид сбоку системы Сатурна, форма Энцелад по отношению к E-кольцу усики E-кольца с Энцелада гейзеры - сравнение изображений (a, c) с компьютерным моделированием

Кольцо Фиби

Огромные размеры кольца Фиби затмевают основные кольца. Врезка: 24 мкм Спитцер изображение части кольца

В октябре 2009 года было объявлено об открытии тонкого диска из материала внутри орбиты Фиби. Во время открытия диск был выровнен по направлению к Земле. Этот диск можно условно назвать еще одним кольцом. Хотя кольцо очень велико (если смотреть с Земли, это кажущийся размер двух полных лун), оно практически невидимо. Он был обнаружен с помощью НАСА инфракрасного космического телескопа Spitzer и наблюдался во всем диапазоне наблюдений, простирался от 128 до 207 раз больше радиуса Сатурна, с расчетами, показывающими, что он может простираться наружу до 300 радиусов Сатурна и внутрь до орбиты Япета на 59 радиусах Сатурна. Впервые кольцо было изучено с помощью космических аппаратов WISE, Herschel и Cassini; Наблюдения WISE показывают, что она простирается от 50 до 100 до 270 радиусов Сатурна (внутренний край теряется в ярком свете планеты). Данные, полученные с помощью WISE, показывают, что кольцевые частицы маленькие; те, с радиусом более 10 см, составляют 10% или меньше площади поперечного сечения.

Фиби вращается вокруг планеты на расстоянии от 180 до 250 радиусов. Кольцо имеет толщину около 40 радиусов. Поскольку предполагается, что частицы кольца возникли в результате ударов (микрометеороид и более) на Фиби, они должны иметь общую ретроградную орбиту, которая противоположна орбитальному движению следующей внутренней луны. Япет. Это кольцо лежит в плоскости орбиты Сатурна, или примерно эклиптики, и, таким образом, наклонено на 27 градусов от экваториальной плоскости Сатурна и других колец. Фиби наклонена на 5 ° по отношению к плоскости орбиты Сатурна (часто обозначаемой как 175 ° из-за ретроградного орбитального движения Фиби), и его результирующие вертикальные отклонения выше и ниже плоскости кольца полностью согласуются с наблюдаемыми кольцами. толщина 40 радиусов Сатурна.

Существование кольца было предложено в 1970-х годах Стивеном Сотером. Открытие было сделано Энн Дж. Вербисер и Майклом Ф. Скруцки (из Университета Вирджинии ) и Дугласом П. Гамильтоном (из Университета Мэриленда, Колледж-Парк ). Все трое вместе учились в Корнельском университете в качестве аспирантов.

Материал кольца мигрирует внутрь из-за переизлучения солнечного излучения со скоростью, обратно пропорциональной размеру частиц; 3-сантиметровая частица переместится из окрестностей Фиби в частицы Япета за время существования Солнечной системы. Таким образом, материал попадет в ведущее полушарие Япета. Падение этого материала вызывает легкое потемнение и покраснение ведущего полушария Япета (подобно тому, что наблюдается на спутниках Урана Оберон и Титания ), но не создает непосредственно драматического двухцветная окраска той луны. Скорее, падающий материал инициирует положительную обратную связь процесс термической самосегрегации льда сублимации из более теплых областей с последующей конденсацией пара в более холодных областях. Это оставляет темный остаток «запаздывающего» материала, покрывающего большую часть экваториальной области ведущего полушария Япета, что контрастирует с яркими ледяными отложениями, покрывающими полярные области и большую часть заднего полушария.

Возможная кольцевая система вокруг Реи

Вторая по величине луна Сатурна Рея была выдвинута гипотеза о наличии собственной тонкой системы колец, состоящей из трех узких полос, заключенных в диск твердых частиц. Эти предполагаемые кольца не были изображены, но об их существовании можно было сделать вывод из наблюдений Кассини в ноябре 2005 г. за истощением энергичных электронов в магнитосфере Сатурна около Реи. Прибор для получения изображений магнитосферы (MIMI) наблюдал пологий градиент, перемежающийся тремя резкими каплями плазменного потока с каждой стороны Луны в почти симметричном узоре. Это можно было бы объяснить, если бы они были поглощены твердым материалом в форме экваториального диска, содержащего более плотные кольца или дуги, с частицами от нескольких дециметров до примерно метра в диаметре. Более недавнее свидетельство, подтверждающее присутствие колец Рейана, представляет собой набор небольших ярких ультрафиолетовых пятен, расположенных по линии, которая простирается на три четверти длины по окружности Луны в пределах 2 градусов от экватора. Пятна были интерпретированы как точки удара материала кольца смещения с орбиты. Однако целенаправленные наблюдения Кассини над предполагаемой плоскостью кольца под разными углами ничего не дали, предполагая, что необходимо другое объяснение этих загадочных особенностей.

Галерея

См. Также

  • Галилео Галилей - первый человек, наблюдавший кольца Сатурна, в 1610 году
  • Христиан Гюйгенс - первый, кто предположил, что вокруг Сатурна было кольцо в 1655 году
  • Джованни Кассини - обнаружил разделение между кольцами A и B (подразделение Кассини), в 1675 году
  • Эдуард Рош - французский астроном, описавший, как спутник попадает в предел Роша Сатурна может распасться и образовать кольца

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Кольцами Сатурна.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с кольцами Сатурна.
Последняя правка сделана 2021-06-04 04:12:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте