Новые данные о кольцах Сатурна поразили ученых

Как показывает новый анализ данных, полученных от аппарата «Кассини» в момент его сближения с Сатурном в предыдущие годы, кольца Сатурна обладают весьма интересными свойствами, неизвестными ранее.

Не смотря на то, что миссия завершилась в 2017 году, наука продолжает собирать данные. В новой статье, опубликованной 13 июня в журнале «Science», описаны результаты четырех приборов «Кассини», в которых собраны самые близкие из них наблюдения основных колец.

Результаты включают в себя тонкие детали особенностей — массивных тел, встроенных в кольца. Текстуры и узоры в виде комков до соломинок появляются на изображениях, вызывая вопросы о взаимодействии, которое их сформировало. Новые карты показывают, как цвет, химия и температура меняются по мере наблюдения за кольцами.

Подобно планете, строящейся внутри диска из протопланетного материала, крошечные луны, встроенные в кольца Сатурна (называемые от A до G в порядке их открытия), взаимодействуют с частицами вокруг них. Таким образом, статья предоставляет еще одно доказательство того, что кольца являются окном в процессы астрофизического диска, которые формируют нашу Солнечную систему.

Наблюдения также углубляют понимание ученых сложной системы Сатурна. Ученые приходят к выводу, что на внешнем краю главных колец серия похожих полос, образованных при ударе в кольце F, имеет одинаковую длину и ориентацию, показывая, что они, вероятно, были вызваны скоплением космических тел. Это показывает, что кольцо сформировано потоками материала, который вращаются вокруг самого Сатурна, а не, например, обломками комет (движущихся вокруг Солнца), которые попадают в кольца.

«Эти новые детали того, как луны по-разному лепят кольца, дают подсказки для понимания Солнечной системы, где у нас также есть диски, развивающиеся под влиянием масс, встроенных в них», — отметил ведущий автор и ученый «Кассини» Мэтт Тискарено из института SETI.

В то же время, новые загадки возникли, и старые загадки углубились с последними исследованиями. Кольцевые изображения крупным планом привлекли внимание к трем различным текстурам (комки, гладкие и полосатые) и дали понять, что эти текстуры встречаются в поясах с резкими границами. Но почему? Во многих местах пояса не связаны с какими-либо кольцевыми характеристиками, которые ученые еще не определили.

«Это говорит нам о том, как выглядят кольца, а не только о зависимости от количества материала», — отметил Тискарено. «Должно быть что-то другое в характеристиках частиц, возможно, влияющих на то, что происходит, когда две кольцевые частицы сталкиваются и отскакивают друг от друга. И мы пока не знаем, что это такое».

Анализируемые данные были собраны на Кольцевых орбитах (с декабря 2016 года по апрель 2017 года) и в Гранд-финале (с апреля по сентябрь 2017 года), когда Кассини пролетел чуть выше облачных вершин Сатурна. Поскольку на космическом корабле заканчивалось топливо, команда миссии преднамеренно погрузила его в атмосферу планеты в сентябре 2017 года.

Видимый и инфракрасный спектрометр Кассини (VIMS) раскрыл еще одну загадку. Спектрометр, который отображал кольца в видимом и ближнем инфракрасном свете, обнаружил необычайно слабые полосы водяного льда в самой внешней части кольца A. Это стало неожиданностью, поскольку известно, что этот район обладает высокой отражающей способностью, что обычно является признаком менее загрязненного льда и, следовательно, более сильных полос водяного льда.

Новая спектральная карта также проливает свет на состав колец. И хотя ученые уже знали, что водный лед является основным компонентом, спектральная карта исключала обнаруживаемый аммиачный лед и метановый лед в качестве ингредиентов. Не было обнаружено и органических соединений, если не считать органический материал, который течет из кольца D в атмосферу Сатурна.

«Если бы органики было в большом количестве — по крайней мере, в основных кольцах A, B и C — мы бы их увидели», — сказал Фил Николсон, ученый Cassini VIMS из Корнельского университета в Итаке, Нью-Йорк. «Я еще не уверен, что они являются основным компонентом главных колец».