Кольца Сатурна действительно могли образоваться в результате разрушения его спутника, пишут астрофизики из США и Китая в недавней статье. Они рассказали, что с помощью компьютерного моделирования нашли именно тот сценарий предполагаемого драматического события, который приводит в точности к наблюдаемому сейчас состоянию колец.
Напомним, сложная и многосоставная система колец Сатурна простирается на расстояниях в основном от примерно 7 до 100 тысяч километров от планеты и состоит из практически кристально чистого водяного льда. Проще говоря, это россыпь льдин размерами от нескольких сантиметров до метров.
Их общая масса составляет около 40% массы одного из небольших спутников Сатурна — Мимаса. Он примечателен тем, что почти весь — ледяной. Это неизбежно следует из сопоставления его размеров и массы: по плотности вещество этой луны лишь немногим превосходит воду. Кстати, это не единственный подобный пример в системе Сатурна. Стоит вспомнить хотя бы белоснежный Энцелад. Но главное, что этот интересный факт пригодился для расследования давнего наболевшего вопроса — о происхождении колец.
Есть версия, что когда-то у Сатурна был еще один обледенелый спутник диаметром примерно в 1500 километров — сравнимый с третьей по величине луной планеты Япетом. Это тоже, между прочим, в основном ледяной шар.
Ученые называют гипотетического двойника Япета Хризалисом. Предполагается, что в какой-то момент он попал под сильное гравитационное влияние крупнейшего и самого массивного спутника Сатурна Титана. В результате орбита Хризалиса стала все больше вытягиваться, и это одновременно приводило к двум вещам: луна стала периодически улетать от Сатурна все дальше, но при каждом возвращении все больше к планете приближалась.
В конце концов это привело к тому, что гравитация гигантской планеты начала разрушать маленькую ледяную луну, пока от нее не осталась лишь россыпь осколков. Исследователи подозревают, что кольца — последствия именно этого события.
Но к этой гипотезе все же есть вопросы. Например, почему масса колец так мала, то есть куда делось все остальное. Кроме того, скептики считают странным практически полное отсутствие пыли, то есть каких-то твердых частиц: у уничтоженной луны все же должно было быть каменное ядро.
Чтобы в этом разобраться, авторы нынешнего исследования моделировали разрушение Хризалиса при разных условиях: меняли расстояние от Сатурна и количество льда в составе спутника.
Самым вероятным оказался распад обреченной луны на части на расстоянии где-то от 4 до 32 тысяч километров от облаков Сатурна: при таким расположении гравитация планеты достаточно сильна, чтобы «сорвать» с Хризалиса всю его ледяную мантию, но не способна полностью раздробить каменную сердцевину.
Это уцелевшее ядро, по расчетам, долго сохраняться в системе не могло, и, скорее всего, с ним произошло одно из двух: либо оно упало на Сатурн, либо его, наоборот, выбросило в межпланетное пространство. В любом случае в итоге остается как раз то, что мы и наблюдаем сегодня: обращающаяся вокруг Сатурна коллекция ледяных глыб.
Ранее другая группа ученых предложила еще один вариант происхождения знаменитых колец: в результате столкновения двух спутников.
