Космический аппарат Cassini уже давно перестал функционировать и упал на Сатурн. Однако его информация продолжает использоваться для осуществления новых открытий. В этот раз ученые выяснили, что кольца шестой планеты не заканчиваются там, где кажется.
Образцы пыли
Зонд Cassini осуществил свои последние орбиты, известные как Гранд Финальные Орбиты (GFOs), в 2017 году, прежде чем погрузиться в атмосферу Сатурна. Во время этих орбит зонд собрал образцы пыли над и под кольцами Сатурна для анализа с помощью своего Анализатора Космической Пыли (CDA). Теперь исследователи опубликовали новое исследование в журнале The Planetary Science Journal, в котором показали, что эти данные указывают на то, что знаменитые кольца Сатурна простираются гораздо дальше над и под плоскостью колец, чем тонкие кольца, которые мы видим через телескоп.
За 20 орбит Cassini собрал 1690 проанализированных спектров пыли. Из них 155 были четко обозначены как минеральные (или силикатные) частицы. Частицы были собраны на расстоянии, примерно равном трем радиусам Сатурна (RS) над и под плоскостью кольца в примерно равном количестве, образуя «ореол».
После анализа состава команда обнаружила, что эти силикаты высоких широт были почти идентичны по составу находящимся вблизи колец. Частицы, находящиеся поблизости и вдали от колец, в основном состоят из магния и кальция, подобно космическим уровням. Также было обнаружено, что в частицах пыли значительно уменьшилось содержание железа, что соответствует составу железа, обнаруженному вблизи колец. Авторы исследования отмечают, что это было признано «впечатляющим сходством состава».
«Мы заключаем, что в пределах точности метода эти минеральные пылевые зерна имеют идентичный состав, что свидетельствует о том, что исследовавшиеся в этом исследовании силикаты также происходят из главных колец, достигая широт >3RS относительно плоскости колец Сатурна», — пишут авторы исследования.
Механизм вылетания частиц из колец
Чтобы определить, как возникло такое распределение частиц, команда провела серию динамических моделирований. Они установили, что такие частицы могут достигать широт, где они были обнаружены, если они вылетают из колец со скоростью более 25 км/с и имеют размер менее 20 нанометров. Команда утверждает, что это может происходить, если частицы в кольцах попадают под удар микрометеоритов, которых там относительно много.
Наблюдаемое увеличение плотности частиц с уменьшением расстояния до плоскости колец согласуется с выбросом после удара микрометеоритов в качестве доминирующего механизма образования частиц. Ожидается, что большинство выброшенных частиц либо снова столкнутся с основными кольцами, либо упадут на Сатурн, и лишь небольшая часть, как предполагается, успешно выйдет из колец.
Новые вопросы
По мнению исследователей, наиболее вероятным механизмом является конденсация быстрых паровых шлейфов после удара микрометеоритов по кольцу. Это привело бы к образованию наблюдаемых наносиликатов в данных, а также к наблюдаемому истощению железа.
Исследователи также рассмотрели альтернативную теорию, согласно которой частицы привлекались гравитационной фокусировкой и таким образом попадали в систему Сатурна извне. Однако они считают, что это менее вероятно, поскольку пылевой состав не соответствует экзогенным пылевым зернам, наблюдаемым CDA в других частях системы Сатурна.
Поскольку столкновение микрометеоритов является достаточно распространенным явлением, исследование поднимает вопрос о том, могут ли системы колец других планет также простираться дальше или могут ли они иметь другие эффекты от динамики пыли, которые нелегко заметить с помощью обычных методов.
По материалам phys.org
