Кольца являются характерным и, несомненно, очень эффектным признаком Сатурна. Они движутся вокруг планеты в районе ее экваториальной плоскости и имеют наклон 28° по отношению к плоскости орбиты Сатурна. В зависимости от положений планеты на орбите с Земли кольца видны то с одной, то с другой стороны. Мы можем увидеть их во всей красе.
Гипотезы о строении.
Первым ученым, сделавшим выводы о строении колец Сатурна, был Пьер Симон де Лаплас. В 1785 г. он выдвинул гипотезу о том, что кольца состоят из множества твердых тел маленьких размеров, движущихся вокруг Сатурна. Когда за ними наблюдают издалека, создается впечатление однородной сплошной структуры. В 1856 г. Джеймс Клерк Максвелл заявил, что эти маленькие тела рассеяны и поблизости от колец, I кольцеобразных структурах, не соприкасающихся с кольцами.
Следующим ученым, внесшим значительный вклад в проблему, стал математик Эдуард Рош. Он доказал невозможность вращения по орбите крупного небесного тела в непосредственной близости от планеты, ибо в этом случае оно попадает под влияние гравитационного поля планеты. «Запрещенная» для спутников зона получила название «область Роша», а ее граница 1 «предел Роша». Рассчитав «предел Роша» для Сатурна, астрономы установили, что он находится на небольшом расстоянии от внешнего кольца. Это позволило сделать вывод, что кольца сформированы из очень мелких тел.
Строение и структура колец.
Кольца состоят из огромного числа очень маленьких небесных тел, обладающих высоким коэффициентом отражения. Вот почему они хорошо видны с большого расстояния. Хотя кольца очень тонкие, они по яркости превышают диск самой планеты. Между частицами, формирующими кольца, вращаются и кристаллы льда, и каменистые образования, покрытые льдом. Внутренняя структура колец имеет диаметр, превышающий 275 000 км, хотя их толщина не больше 1 км. Масса колец небольшая. Если бы все вещества, входящие в их состав, были одним телом, его диаметр не превысил бы 100 км. Систему колец подразделяют на три главные составляющие, их называют кольца А, В и С. Четыре меньших кольца также обозначают буквами латинского алфавита.
Кольцо В - центральное, оно самое широкое и самое яркое. За ним во внутренней части расположено кольцо С, почти прозрачное. Кольцо А располагается с наружной стороны от кольца В. Структура колец не сплошная. Они отделены друг от друга темными зонами, которые получили название «разделители». Самый большой из них отделяет кольца В и А и носит имя известного итальянского астронома Кассини. Другой разделитель -разделитель Энке - находится внутри кольца А. Наблюдения свидетельствуют о том, что кольца, в свою очередь, состоят из большого числа тонких подколец, между которыми находятся свои разделители. Ученые считают, что в пробелах могут образовываться очень маленькие спутники, вращающиеся внутри колец.
Разделитель Кассини.
Между кольцами В и А находится разделитель Кассини толщиной в 4000 км. Внутри разделителя имеются второстепенные структуры. Каким образом можно объяснить наличие разделителей - этих зон с очень низкой плотностью? Они довольно многочисленны и входят в общий состав колец. Обратимся к понятию «резонанс». Говорят, что орбиты двух тел находятся в резонансе, если соотношение между периодами обращения двух тел может быть выражено как соотношение двух чисел. Например, если период обращения одной планеты составляет треть от периода обращения второй, тела находятся в резонансе 1:3. Причина пустоты в некоторых зонах заключается в том, что частицы в этих местах испытывают очень сильное гравитационное притяжение со стороны спутников и устремляются к ним. Таким образом формируются пустоты. Спутники, притягивающие частицы, называют «спутниками-пастухами».
Кольца С и Е.
Кольцо, расположенное ближе к наружной стороне, носит название кольца D. Оно не очень яркое. Внутренняя часть кольца заканчивается в высших атмосферных слоях Сатурна. Рядом находится кольцо С, оно более широкое по сравнению с кольцом Д. Внутри кольца С имеются многочисленные полосы из второстепенных подколец, они не такие прозрачные. С внешней стороны С находится пустота шириной до 270 км, за которой следуют два кольца с четкими границами. Небесные тела, входящие в состав кольца С, имеют размеры, достигающие 2 метров. На границе между кольцом С и В имеется зона с небольшим количеством частиц. Граница имеет ширину до 3600 км и носит название «французский разделитель». Кольцо В - главное во всей системе колец (28 800 км). Оно просматривается лучше других и состоит из большого количества тонких колец и пробелов.
Размеры тел, составляющих кольцо, варьируются от нескольких метров до нескольких десятков километров. Во внешней части кольца (последние 10-15 тыс км) присутствуют необычные структуры, известные как «радиальные пятна». Они имеют форму узких треугольников, основания которых направлены в сторону планеты. Вещества, входящие в их состав, очень мелкие, где-то в микрометр.
Эти структуры - величина не постоянная, они существуют до 10 часов. Своим происхождением они обязаны взаимодействию между ионизированными молекулами воды (в форме льда) и магнитным полем. Сатурна. Когда блуждающие электроны, находящиеся поблизости от кольца, нейтрализуют ионы, вышеназванные структуры прекращают свое существование.
Кольца A и F.
За разделителем Кассини следует кольцо А, внутри которого находится разделитель Энке. Он лежит рядом с внешней границей кольца в районе, где период обращения пребывает в резонансе со спутником Мимас. Еще ближе к внешнему краю расположено кольцо F, состоящее из тонких колечек. Их внешняя часть имеет нитеобразную структуру (10 штук). Возможно, они образовались из-за гравитационных пертурбаций от двух «спутников-пастухов», находящихся поблизости.
Здравствуйте, Гость
Войдите 
Регистрируйтесь 