Kāpēc Saturnam apkārt ir gredzeni?

Neapšaubāmi, viens no krāšņākajiem Saules sistēmas apskates objektiem, Saturns atrodas tā iespaidīgo gredzenu pilnā krāšņumā. NASA/JPL/Kosmosa zinātnes institūts

SaturnsPārsteidzošie gredzeni padara to par vienu no skaistākajiem objektiem zvaigžņu vērotājiem debesīs. Lieliskā gredzenu sistēma ir redzama pat caur nelielu teleskopu, lai gan ne ar lielu detaļu daudzumu. Labākie skati ir iegūti no kosmosa kuģiem, piemēram, Voyagers un Cassini misijām. No šīm ciešajām tikšanās reizēm planētu zinātnieki ir ieguvuši daudz informācijas, kas palīdz izgaismot Saturna gredzenu izcelsmi, kustības un evolūciju.

Key Takeaways

• Saturna gredzeni lielākoties ir izgatavoti no ledus, kas mijas ar putekļu daļiņām.
• Saturns lepojas ar sešām galvenajām gredzenu sistēmām, starp kurām ir sadalījums.
• Gredzeni varēja veidoties, kad mazs mēness klīda pārāk tuvu Saturnam un sadalījās gabalos, bet daļiņas varēja būt arī no klaiņojošām komētām vai asteroīdiem.
• Tiek uzskatīts, ka gredzeni ir diezgan jauni, tikai dažus simtus miljonu gadu veci, un saskaņā ar NASA , tie varētu izkliedēt tuvāko simts miljonu gadu laikā.

Caur teleskopu Saturna gredzeni gandrīz izskatās stingri. Daži agrīnie astronomi, piemēram, Jean-Dominique Cassini, spēja noteikt, kas izskatījās pēc 'starpām' vai plīsumiem gredzenos. Lielākais no tiem tika nosaukts slavenā astronoma Cassini divīzijas vārdā. Sākumā cilvēki domāja, ka pārtraukumi ir tukši apgabali, taču 20. gadsimta kosmosa kuģu skati liecināja, ka arī tie bija piepildīti ar materiālu.

Cik gredzenu ir Saturnam?

Ir seši galvenie gredzenu reģioni. Galvenie ir A, B un C gredzeni. Pārējie, D (tuvākais), E, ​​F un G ir daudz vājāki. Gredzenu kartē tie ir parādīti šādā secībā, sākot no tieši virs Saturna virsmas un virzoties uz āru: D, C, B, Cassini divīzija, A, F, G un E (vistālākais). Ir arī tā sauktais 'Fēbes' gredzens, kas atrodas tādā pašā attālumā kā mēness Fēbe. Gredzeni ir nosaukti alfabēta secībā, kādā tie tika atklāti.

Šajā Cassini kosmosa kuģa veidotajā attēlā ir attēloti gandrīz visi gredzenu sistēmas dažādie reģioni. NASA/JPL/Kosmosa zinātnes institūts/Wikimedia Commons/publiskais domēns

Gredzeni ir plati un plāni, no kuriem platākie stiepjas līdz 282 000 kilometru (175 000 jūdžu) no planētas, bet vairumā vietu tie ir tikai daži desmiti pēdu biezi. Sistēmā ir tūkstošiem gredzenu, katrs sastāv no miljardiem ledus gabaliņu, kas riņķo ap planētu. Gredzena daļiņas lielākoties ir izgatavotas no ļoti tīra ūdens ledus. Lielākā daļa gabalu ir diezgan mazi, bet daži ir kalnu vai pat mazu pilsētu lielumā. Mēs tos varam redzēt no Zemes, jo tie ir spilgti un atstaro daudz saules gaismas.

Mākslinieka priekšstats par gredzena materiāla salipšanu orbītā ap Saturnu. Dažas gredzena daļiņas ir lielas, bet citas ir mazas. NASA/JPL/Kolorado Universitāte/Wikimedia Commons/Public Domain

Gredzena daļiņas tiek turētas savā vietā gravitācijas mijiedarbības rezultātā viena ar otru un ar gredzenos iestrādātiem maziem pavadoņiem. Šie 'ganīšanas pavadoņi' brauc ganāmpulkā uz gredzena daļiņām.

Kā Saturns ieguva gredzenus

Lai gan zinātnieki vienmēr ir zinājuši, ka Saturnam ir gredzeni, viņi nezina, cik ilgi gredzeni pastāv un kad tie radušies. Ir divas galvenās teorijas.

Born This Way, Theory One

Daudzus gadus zinātnieki pieņēma, ka planēta un tās gredzeni radās agrīnā vēsturēSaules sistēma. Viņi uzskatīja, ka gredzeni ir izveidoti no esošajiem materiāliem: putekļu daļiņām, akmeņainiem asteroīdiem, komētām un lieliem ledus laukakmeņiem.

Šī teorija bija spēkā līdz pirmajiem kosmosa kuģu pētījumiem, ko veica Voyager misijas, kas sākās 1981. gadā. Attēli un dati liecināja par gredzenu izmaiņām pat īsos laika periodos. Cassini misija sniedza papildu informāciju, ko zinātnieki joprojām analizē, norādot, ka gredzena daļiņas tiek zaudētas īsā laika periodā. Vēl viens pavediens par gredzenu vecumu nāk no daļiņu ļoti tīrā ūdens-ledus sastāva. Zinātnieki apgalvo, ka tas nozīmē, ka gredzeni ir daudz, daudz jaunāki par Saturnu. Vecākas ledus daļiņas laika gaitā padarītu tumšākas ar putekļiem. Ja tā ir taisnība, tad gredzeni, kurus mēs redzam tagad, var nebūt datēti ar Saturna pirmsākumiem.

Salauzts mēness, otrā teorija

Alternatīvi, pašreizējā gredzenu sistēma varētu būt izveidota, kad Mimas lieluma mēness pirms aptuveni 200 miljoniem gadu nomaldījās pārāk tuvu Saturnam un sadalījās Saturna milzīgās ietekmes dēļ. smagums . Iegūtie gabali tad būtu nokrituši orbītā ap Saturnu, radot gredzenus, kurus mēs redzam šodien. Iespējams, ka šis Mēness sabrukšanas scenārijs planētas 4,5 miljardu gadu ilgajā dzīves laikā ir atkārtojies daudzas reizes. Gredzeni, kurus mēs redzam šodien, ir tikai jaunākais komplekts saskaņā ar šo teoriju.

Iespējams arī, ka gredzenu radīšanā varēja būt iesaistīta ļoti agrīna “Titānam līdzīgā” pasaule, veidojot sistēmu, kas ir daudz lielāka un masīvāka nekā mūsdienās.

Vai tu zināji?

Saturns nav vienīgā planēta ar gredzeniem.Milzu Jupiters,noslēpumainais Urāns, unvēsais Neptūnsir arī tie.

Neatkarīgi no tā, kā tie veidojās, Saturna gredzeni laika gaitā turpina mainīties, iegūstot materiālu, jo mazāki objekti klīst pārāk tuvu. Pamatojoties uz datiem, kas savākti laikāCassini misija, zinātnieki domā, ka gredzeni piesaista starpplanētu putekļus, kas palīdz papildināt laika gaitā zaudētos materiālus. Ganu pavadoņu darbība gredzenos arī izraisa izmaiņas gredzenos.

Šī Cassini attēlu kolekcija nodrošina kontekstu, lai izprastu Saturna A gredzenā novēroto dzenskrūves formas iezīmju atrašanās vietu un mērogu. NASA/JPL/Kosmosa zinātnes institūts/Wikimedia Commons/publiskais domēns

Saturna gredzenu nākotne

Zinātniekiem ir vairākas teorijas par to, kā pašreizējie gredzeni varētu izkliedēties, taču lielākā daļa piekrīt, ka tie, iespējams, neturēsies ļoti ilgi. Jauni gredzeni veidotos tikai tad, ja kaut kas pietuvotos pietiekami tuvu, lai saplēstu. Citas mazākas daļiņas, kamēr tās bara blakus esošie pavadoņi, var izplatīties kosmosā un tikt zaudētas sistēmā. Pašiem pavadoņiem migrējot uz āru, gredzenu daļiņas, kuras tie 'ganāmā', izplatīsies.

Daļiņas var 'līst' Saturnā vai izkliedēt kosmosā. Turklāt bombardēšana un sadursmes ar meteoroīdi varētu izsist daļiņas no orbītas. Laika gaitā šīs darbības var izraisīt gredzenu masas zudumu un galu galā pilnībā izzust. Cassini dati norāda uz domu, ka pašreizējie gredzeni varētu būt ne vairāk kā dažus simtus miljonu gadu veci. Tie var ilgt tikai vēl simts miljonus gadu, pirms izkliedēs kosmosā vai uz planētu. Tas nozīmē, ka Saturna gredzeni ir īslaicīgi, salīdzinot ar pašu planētu, un ka planētai varēja būt daudz gredzenu kopu, jo mazākas pasaules Saturna dzīves laikā klīda pārāk tuvu.

Zinātnieki ir vienisprātis par vienu lietu — laiks planētas dzīves laikā nozīmē dažādas lietas, un mēs varēsim novērtēt Saturna satriecošos gredzenus vēl daudzus tūkstošus gadu.

Avoti

Grosmans, Liza. Saturna gredzeni varētu būt sasmalcināti pavadoņi. Zinātnes ziņas studentiem, 2018. gada 24. janvāris.

'Cik biezi ir Saturna gredzeni?' Uzziņu galds, Habla vietne.

'Saturns.' NASA, 2019. gada 25. aprīlis.

Šteigervalds, Bils. NASA pētījumi atklāj, ka Saturns zaudē gredzenus pēc sliktākā scenārija. Nensija Džounsa, NASA, 2018. gada 17. decembris, Grīnbelta, Merilenda.