Вся електронна бібліотека

Зміст книги

    

з Енциклопедії чудес, загадок і таємниць


  

ПЛАНЕТНІ КІЛЬЦЯ САТУРНА - добре видимі з Землі телескоп три кільця:

зовнішнє, середньої яскравості кільце А, середнє, найбільш яскраве кільце В і

внутрішнє, неяскраве напівпрозоре кільце З, що іноді називається

креповым. Кільця трохи біліше жовтуватого диска Сатурна. Розташовані вони в

площини екватора планети і дуже тонкі: при загальній ширині у радіальному

напрямку приблизно 60 тис.км. вони мають товщину менш 3 км.

Спектроскопически було встановлено, що кільця обертаються не так, як

тверде тіло, - з відстанню від Сатурна швидкість убуває. Більш того,

кожна крапка кілець має таку швидкість, яку мав би на цьому відстані

супутник, що вільно рухається навколо Сатурна по круговій орбіті. Звідси

ясно: кільця Сатурна по суті являють собою колосальне скупчення

дрібних твердих часток, що самостійно звертаються навколо планети. Розміри

частинок настільки малі, що їх не видно не тільки в земні телескопи, але і з

борта космічних апаратів.

 

Характерна риса будівлі кілець - темні кільцеві проміжки

(розподілу), де речовини дуже мало. Саме широке з них (3500 км) відокремлює

кільце У від кільця А и називається "розподілом Кассіні" на честь астронома,

вперше побачив його в 1675 році. Припускали, що природа їх

резонансна. Так, розподіл Кассіні - це область орбіт, у якої період

звертання кожної частки навколо Сатурна рівно вдвічі менше, ніж у

найближчого великого супутника Сатурна - Мимаса. З-за такого збіги

Мимас своїм притяганням як би розгойдує частки, рухомі всередині

ділення, і зрештою викидає їх відтіля. Бортові камери

"Вояджерів" показали, що з близької відстані кільця Сатурна схожі на

граммофонную пластинку: вони як би розшаровані на тисячі окремих вузьких

колечок з темними прогалинами між ними. Прогалин так багато, пояснити

їх резонансами з періодами звертання супутників Сатурна вже неможливо. Ніж

же порозумівається ця тонка структура? Імовірно, рівномірний розподіл

часток по площині кілець механічно хитливо, внаслідок цього

виникають кругові хвилі щільності - це і є спостережувана тонка

структура.

 

Крім кілець А,В і С "Вояджеры" виявили ще чотири: D,E,F і G. Усі вони

дуже разрежены і тому неяскраві. Кільця D і E із працею видні з Землі при

особливо сприятливих умовах; кільця F і G виявлені вперше. Порядок

позначення кілець порозумівається історичними причинами, тому він не

збігається з алфавітним. Якщо розташувати кільця в міру їхнього видалення від

Сатурна, то ми одержимо ряд: D,C,B,A,F,G,E.

 

Особливий інтерес і велику дискусію викликало кільце F. До жаль, вивести

остаточне судження про цей об'єкт поки не удалося, так як спостереження

двох "Вояджерів" не узгоджуються між собою. Бортові камери "Вояджера-1"

показали, що кільце F складається з декількох колечок загальною шириною 60 км.,

причому два з них перевиті один з одним, як шнурок. Деякий час

панувала думка, що відповідальність за цю незвичайну конфігурацію

несуть два невеликих нововідкритих супутники, що рухаються безпосередньо

поблизу кільця F, - один із внутрішнього краю, іншої - у зовнішнього (ледве

повільніше першого, тому що він далі від Сатурна). Притягання цих супутників

не дає крайнім часткам іти далеко від його середини, то є супутники

як би "пасуть" частки, за що й отримали назву "пастухів". Вони ж, як

показали розрахунки, викликають рух часток по хвилястій лінії, що і

створює спостережувані переплетення компонентів кільця. Але "Вояджер-2",

пройшов біля Сатурна дев'ятьма місяцями пізніше, не знайшов у кільці F ні

переплетень, ні яких-небудь інших перекручувань форми, - у зокрема, і в

безпосередній близькості від "пастухів". Таким чином, форма кільця

виявилася мінливою. Для судження про причини і закономірності цієї

мінливості двох спостережень, звичайно, мало. З Землі ж спостерігати кільце F

сучасними засобами неможливо - яскравість його занадто мала. Залишається

сподіватися, що більш ретельне дослідження отриманих "Вояджерами"

знімків кільця проллє світло на цю проблему.

 

Кільце D - найближче до планети. Видимо, воно простирається до самого

хмарної кулі Сатурна. Кільце E - саме зовнішнє. Вкрай розряджений, воно в

той же час найбільш широке з усіх - близько 90 тис. км Величина зони,

яку воно займає, від 3,5 до 5 радіусів планети. Щільність речовини в

кільці E зростає в напрямку до орбіти супутника Сатурна Енцелада.

Можливо, Енцелад - джерело речовини цього кільця.

 

Частки кілець Сатурна, імовірно, крижані, покриті зверху інеєм. Це було

відоме ще з наземних спостережень, і бортові прилади космічних

апаратів лише підтвердили правильність такого висновку. Розміри частинок

головних кілець оцінювалися з наземних спостережень у межах від сантиметрів

до метрів (природно, частки не можуть бути однаковими по величині: не

виключається також, що в різних кільцях типовий поперечник частинок

різний).

 

Коли "Вояджер-1" проходив поблизу Сатурна, радіопередавач космічного

апарата послідовно пронизував радиолучом не хвилі 3,6 див. кільце А,

розподіл Кассини і кільце С. Потім радіовипромінювання було прийнято на Землі і

піддалося аналізу. Вдалося з'ясувати, що частки зазначених зон розсіюють

радіохвилі переважно вперед, хоча і трохи по-різному. Завдяки

цьому оцінили середній поперечник часток кільця А в 10 м, розподілу Кассіні -

у 8 м і кільця З

 

- в 2 м.

 

Сильне розсіювання вперед, але цього разу у видимому світлі, виявлено у

кілець F і E. Це означає наявність у них значної кількості дрібної

пилу (поперечник порошини біля десятитисячних часткою міліметра).

 

У кільці В знайшли новий структурний елемент - радіальні утворення,

одержали назви "спиць" через зовнішню подібність зі спицями колеса. Вони

також складаються з дрібного пилу і розташовані над площиною кільця. Не

виключено, що "спиці" утримуються там силами електростатичного

відштовхування. Цікаво відзначити: зображення "спиць" були знайдені на

деяких замальовках Сатурна, зроблених ще в минулому столітті. Але тоді ніхто

не надав їм значення.

 

Досліджуючи кільця, "Вояджеры" виявили несподіваним ефект - численні

короткочасні сплески радіовипромінювання, що надходить від кілець. Це не що

інше, як сигнали від електростатичних розрядів - свого роду блискавки.

Джерело електризації часток, очевидно, зіткнення між ними.

 

Крім того, була відкрита огортає кільця газоподібна атмосфера

нейтрального атомарного водню. "Вояджерами" спостерігалася лінія

Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафіолетовій частині спектра. За її інтенсивності

оцінили число атомів водню в кубічному сантиметрі атмосфери. Їх

виявилося приблизно 600. Потрібно сказати, деякі вчені задовго до запуску

до Сатурна космічних апаратів пророкували можливість існування

атмосфери в кілець Сатурна.

 

"Вояджерами" була також зроблена спроба вимірити масу кілець. Труднощі

полягала в тому, що маса кілець принаймні в мільйон раз менше маси

Сатурна. Через цього траєкторія руху космічного апарату поблизу

Сатурна у величезному ступені визначається могутнім притяганням самої планети і

лише мізерно обурюється слабким притяганням кілець. Між часом саме слабке

притягання і необхідно виявити. Краще всього для цієї мети підходила

траєкторія "Піонера-11". Але аналіз вимірів траєкторії апарата по його

радіовипромінювання показав, що кільця ( у межах точності вимірювань) на

рух апарата не вплинули. Маса кілець свідомо менше 1,7 мільйонних

часток маси планети.