Відкриття
Людина дивилася в нічне небо протягом тисячоліть. Однак тільки в 1610 році італієць Галілео Галілей вперше помітив біля Сатурна якісь дивні об'єкти. Відкриття було здійснено з використанням нового винаходу під назвою телескоп. Спочатку Галілей не розумів, що саме він бачить. І думав, що Сатурн був не просто одиночним об'єктом. А мав біля себе два об'єкти поменше.
"Планета Сатурн не самотня. А складається з трьох тіл. Які майже стикаються один з одним. Вони ніколи не рухаються і не змінюють положення по відношенню один до одного ", - писав він. Пізніше він описав планету як таку, що має «вуха». Але раптом ці «вуха» зникли. Це сталося 1612 року.
У 1655 році інший вчений, Християн Ґюйґенс, використовував для спостережень Сатурна потужніший телескоп. І з'ясував, що те, що бачив Галілей, зовсім не було двома об'єктами з обох сторін Сатурна. Це було кільце, що оточує планету. Але чому воно зникло 1612 року? Тому що в процесі свого польоту навколо Сонця вісь нахилу Сатурна змінюється. Якщо дивитися на планету з Землі. Протягом усього 1612 року кільця Сатурна були звернені до нашої планети торцем. Саме тому їх не було видно. Адже їх товщина дуже невелика. Але прийшов 1613 рік. І про диво! Кільця знову з'явилися. Сьогодні вченим відомо, що подібне явище повторюється кожні 14 років.
Прийшов 1675 рік. Ще один вчений, Джованні Доменіко Кассіні, раптом зрозумів, що кільця Сатурна не є суцільними. А складаються з безлічі кілець поменше з зазорами між ними. Найбільший з цих розривів був названий на його честь щілиною, або діленням Кассіні. Інший дослідник Джеймс Клерк Максвелл встановив ще один цікавий факт у 1859 році. За його розрахунками виходило, що кільця Сатурна - це не тверді тіла. Тому що в цьому випадку сили гравітації просто розірвали б їх. Так що ж це таке тоді насправді? Максвелл висловив припущення, що кільця Сатурна - це просто безліч дуже маленьких частинок. Кожна з них просто літає сама по собі по орбіті навколо Сатурна. Ця теорія була підтверджена в 1895 році з використанням спектроскопічних методів.
Перстня Сатурна. Розмір і склад
Спостереження, проведені за допомогою сучасних телескопів і космічних зондів, показали, що Сатурн оточує принаймні десять концентричних кілець. Більшість з них позначені літерами в тому порядку, в якому вони були виявлені. Наприклад, поділ Кассіні знаходиться між кільцями A і B. Частина кільцевої системи, легко видима телескопами Землі, починається біля кільця D. Вона знаходиться приблизно в 66 900 км від центру Сатурна. І тягнеться до кільця F на відстань 140 180 км. Тільки уявіть - це приблизно в 5,5 разів більше діаметра землі! Існують і невидимі з Землі кільця. Вони складаються в основному з пилу.
Видима частина кілець має діаметр 280 360 км. Що становить приблизно чотири відстані між Землею і Місяцем. А ширина кілець становить всього від 10 м до 1 км. Незважаючи на величезну площу кілець, вони не дуже щільні. І кількість матеріалу, з якого вони складаються, відносно невелика. Якщо всі ці кристали льоду і пилинки зібрати в одне тіло, то, за деякими оцінками, можна зібрати об'єкт, схожий за розмірами на супутник Сатурна Мімас. Він має діаметр 396 км.
Аналіз складу кілець показав, що вони складаються на 99,9% з водяного льоду. З невеликою домішкою мінералів. Розміри частинок, які складають кільця, варіюються від величини гальки до розміру невеликого будинку. Фотографії, отримані з космічних зондів показали, що всередині кілець можуть з'являтися складні візерунки, які роблять їх схожими на плетені. Самі кільця і візерунки в кільцях ймовірно є продуктом гравітаційною взаємодією Сатурна і його численних супутників. Відомо, що кілька невеликих, так званих «пастуших лун» обертаються всередині кілець, створюючи зазори. Наприклад, перстень F підтримується супутником Прометей по його внутрішньому краю і супутником Пандора по зовнішньому краю.
Як з "явилися кільця Сатурна?
Існує кілька гіпотез про те, як з'явилися кільця Сатурна. У 19 столітті французький астроном і математик Едуард Рош висловив припущення, що кільця є залишками якогось великого супутника, який був зруйнований гравітацією Сатурна. Використовуючи математику, він розрахував, наскільки близько супутник може дістатися до своєї планети, перш ніж гравітаційні приливні сили планети розірвуть його на шматки. Це правило тепер відомо як межа Роша. І він може бути розрахований для будь-якого небесного об'єкта. Кільця Сатурна якраз потрапляють у межу Роша.
Ідея Роша про те, що якийсь супутник дуже близько наблизився до Сатурна, а потім був зруйнований його гравітацією, була однією з перших теорією з приводу природи кілець Сатурна. Але не єдиною. Висувалося й інше припущення. Воно полягало в тому, що кільця складаються з матерії, що залишилася після утворення Сатурна. Матеріал, що залишився за межами Роша в кінцевому підсумку об'єднався під дією власної сили тяжкості в грудки. Які утворили супутники Сатурна. А матеріал, що залишився всередині межі, утворив кільця. Третя гіпотеза говорить про те, що якийсь супутник Сатурна був вражений великою кометою або астероїдом. Це призвело до його поділу на дрібні шматочки. І освіті кілець.
До 1980-х років вся інформація про кільця Сатурна видобувалася виключно з використанням наземних телескопів. Але потім два космічні зонди, Voyager 1 і 2, пронеслися повз Сатурна і зробили кілька фотографій кілець з дуже хорошою якістю. У 2005 році зонд Кассіні-Гюйгенс фактично пройшов через кільця в щілині між кільцями F і G.
Візитна картка Сонячної системи
Астрономи не до кінця впевнені, що правильно розуміють, який вік мають кільця Сатурна. Однак, згідно з однією оцінкою, зроблених основі даних зонда Кассіні, їх вік становить близько 4 мільярди років. Це приблизно стільки ж, скільки і решти Сонячної системи.
І хоча ми точно не знаємо, як народилися кільця Сатурна і скільки їм років, одне в цих кільцях однозначно. Це гарне явище. І навіть, напевно, візитна картка Сонячної системи.
