у каких планет солнечной системы нет колец
Властелины Сатурна
О происхождении колец Сатурна существует несколько гипотез. По одной теории, кольца появились в результате разрушения крупного спутника, случившегося из-за произошедшей около 4 миллиардов лет назад мощной метеоритной бомбардировки. Впрочем, с тем же успехом со спутником могла столкнуться крупная комета или астероид. Разрушение «чужеродного» тела могло произойти из-за влияния гигантского Сатурна, буквально разорвавшего его своим мощным притяжением.
Сторонники другой версии считают, что кольца сформировались из остатков околопланетного облака материи, которые из-за непостоянства притяжения Сатурна не смогли, как у некоторых других планет, сформировать полноценный спутник. Точнее говоря, в спутники превратились лишь внешние области облака, а частицы внутренних областей, вращаясь слишком быстро и беспорядочно, соударялись слишком мощно, постепенно лишь дробясь и становясь все более рыхлыми.
Свою версию предложили ученые МГУ им. Ломоносова. Они задались вопросом, почему кольца постепенно не превращаются в спутники? Ведь за счет сил гравитации пылинки должны слипаться и постепенно расти в размерах. Но почему-то этого не происходило, рост прекращался, когда «ком» достигал определенной величины. Это оставалось загадкой.
Ее удалось разгадать международной группе ученых, в которую входят четверо россиян: сотрудники МГУ Анна Бодрова и Владимир Стадничук, а также выпускники этого университета ныне британский профессор Николай Бриллиантов и профессор Бостонского Университета Павел Крапивский.
Ученые досконально изучали все, что происходит в кольцах Сатурна. Известно, что они в основном состоят изо льда различного размера. Вся эта ледяная масса вращается вокруг планеты с колоссальной скоростью, 72 тысячи километров в час. Причем львиная доля ледышек летит примерно с одинаковой скоростью, отклонения в движении ничтожны. И когда они подлетают друг к другу, то слипаются как два снежка, если их соединить вместе. Но в этом огромном единении частиц есть отдельные «индивидуумы», которые позволяют себе лететь значительно быстрей остальных. Эти спринтеры врезаются в «соседа», и обе рассыпаются на мелкие кусочки. Хотя такие сюрпризы довольно редки, но они в конечном счете устанавливают баланс между объединением частиц и их распадом.
Крайне важен и другой вывод ученых. Созданный ими для космоса математический аппарат можно применять к самым разным системам, как в природе, так и в индустрии. Везде, где есть частицы, которые могут слипаться при соударениях с малыми скоростями и разрушаться на мелкие осколки при больших скоростях, распределение частиц по размерам будет подчиняться закону обратных кубов.
Первые кольца Сатурна обнаружил знаменитый итальянец Галилео Галилей в 1610 году. Сегодня их уже известно восемь. Они простираются на сотни тысяч километров от центра планеты. В 2009 году было открыто кольцо Феба диаметром более 13 миллионов километров. Львиная доля частиц, из которых сформированы кольца, имеет размер в несколько микрон, но есть «супермены» до десятков метров. А толщина колец от 10 метров до километра. Вся эта ледяная масса несется вокруг Сатурна с колоссальной скоростью, 72 тысячи километров в час.
Много новых данных об этих удивительных феноменах сообщил американский космический аппарат «Кассини», который в 2004 году пролетел между двумя из колец. При пролёте аппарат получил более 100 тысяч ударов микрометеоритами, но серьёзно не пострадал.
У каких планет Солнечной системы есть кольцевая система
Мы знаем, что на просторах Солнечной системы существует настоящая красавица, выделяющаяся роскошной системой колец. Конечно же, речь идет о великолепной планете Сатурн. Но не многие знают, что кольца можно найти и вокруг других миров, пусть и не такие масштабные. Где искать?
Явление колец у небесных тел
Кольца формируются из пыли и льда. Полагают, что это остаточные материалы от создания планет и спутников, которые удерживаются гравитацией небесного тела и вращаются вокруг него по экваториальной плоскости. Вы удивитесь, но подобные «украшения» можно найти не только возле Сатурна, но также у остальных газовых и ледяных гигантов.
Более того, кольцами располагает карликовая планета Хаумеа, астероиды Хирон и Харилко, а также может быть у Реи (луна Сатурна). Велика вероятность, что кольца были когда-то у Земли и однажды появятся у Марса (его спутник Фобос уничтожится на орбите). Давайте ближе познакомимся с кольцами наших гигантов.
Кольца Сатурна
Так как это самый очевидный вариант, то начнем с шестой планеты от Солнца. Впервые эти кольца наблюдал еще в 1610 году Галилео Галилей, использовавший собственный телескоп, добивающийся увеличения изображения в 20 раз. Но астроном не понял, на что смотрит, и посчитал, что речь идет о спутниках или неизвестных планетарных придатках.
О кольцах первым заговорил Христиан Гюйгенс (его телескоп увеличивал в 50 раз) в 1656 году. Темный промежуток (щель) в 1675 году нашел Джованни Кассини, который назвали в его честь. К Сатурну отправляли несколько миссий, но самым примечательным стал полет космического корабля Кассини.
Аппарат стартовал в 1997 году и прибыл к планете в 2004-м. Он не только поведал много новой информации о Сатурне, но также выполнил несколько пролетов между кольцами, отправив качественные фотографии и детализировав состав.
Кольца представлены частицами, размер которых достигает от микрометров до десятков метров (редкие экземпляры). В составе наблюдался водяной лед и небольшое количество силикатной пыли.
Кольца Юпитера
Впервые о возможных кольцах заговорили в 1960 году. В основе легло исследование комет, которые могли прибывать из кольца Юпитера. Впервые их смогли зафиксировать в 1979 году, когда мимо планеты пролетал космический корабль Вояджер-1. Детальный обзор обеспечил пролет корабля Галилео в 1990-х гг.
Полагают, что система появилась из-за вулканической активности спутников, вроде Ио. Важно отметить, что это слабые кольца, представленные по большей части пылью. Есть главное кольцо и два внешних. Пополняются материалом от спутников Адрастеи и Метиды. Частички невероятно маленькие. Ширина главного кольца – 6500 км, а вытягивается на 129 000 км от планеты.
Кольца Урана
Эта система по сложности стоит посредине между кольцами Юпитера и Сатурна. В 1977 году Джеймс Эллиот сумел отыскать сразу 9 колец. В 1986 году пролет корабля Вояджер-2 продемонстрировал два новых кольца, а уже в 2003-2005 гг. обзор космического телескопа Хаббл открыл еще два.
Интересно, что еще за два века до фактического обнаружения Уильям Гершель сообщал, что видит кольца вокруг планеты. Правда современные ученые думают, что он привирал, так как они слишком слабые для наблюдения в инструменты того времени.
Итак, у Урана наблюдается система из 13 колец, радиус которых охватывает от 38000 км до 98000 км. В обзоре они кажутся невероятно темными, поэтому состав должен основываться на водяном льде и органических материалах. В ширину вытягиваются не сколько метров, а среди частиц встречаются как сантиметровые, так и метровые объекты.
Кольца Нептуна
Вокруг восьмой планеты сосредоточено 5 колец. Самое внешнее начинается на удаленности в 63000 км от Нептуна. Полагают, что первое кольцо нашли в 1968 году, но подтвердить удалось лишь в 1984 году. Тогда планета проходила перед звездой, и кольца перекрыли часть света.
Дополнительные слабые кольца заметили при полете космического корабля Вояджер-2 в 1989 году. Тогда не знают, как появилась система, но указывают на гравитационное влияние ближайших спутников. В составе числятся ледяные частички с силикатами или углеродным материалом. Стоит отметить, что эти кольца меняются и уже в ближайшую сотню лет одна дуга способна исчезнуть.
Постскриптум
Теперь вы знаете, что кольца – довольно распространенное явление в нашей системе. Конечно, главной изюминкой остается Сатурн. Правда есть опасения, что однажды и они исчезнут. Поэтому успейте налюбоваться их красотой, пока есть возможность.
Почему у Земли нет колец?
Еще несколько лет назад ученые считали, что кольца могут быть только у газовых гигантов. Но теперь мы знаем, что даже астероиды могут иметь кольцевую систему. Поэтому заданный вопрос очевиден — так почему у Земли нет колец? И если бы они были, как бы это повлияло на жизнь на нашей планете?
Возможно, кольца все же могут образовываться и у внутренних планет
Нет никаких причин, по которым у внутренних планет (Меркурия, Венеры, Земли и Марса) не могло бы быть колец в прошлом. И никакие законы физики не препятствуют их появлению в будущем. Существует теория, в которой утверждается, что кольцевые системы намного моложе Солнечной системы. И поэтому они появляются и исчезают с течением временем. Если бы у Земли были кольца в прошлом (например, после уничтожения кометы или астероида, который прошел слишком близко), то эти кольца давно бы исчезли. Просто рассеявшись в пространстве. Наша планета вполне может получить кольцевую систему в будущем. Если какая-то комета или астероид приблизятся к Земле с такой ориентацией и скоростью, чтобы будут разрушены гравитацией планеты, а не ее атмосферой.
Но основная причина, по которой у Земли нет колец, — это ее близость к Солнцу. Так как она намного ближе к нему, чем Сатурн, частицы льда на орбите Земли будут быстро превращаться в пар. Таким образом большая часть материала, из которого может образовать кольцо, станет газом. В общем получается, что у Земли вполне могла бы быть кольцевая система. Но не более одного сезона.
Какой была бы жизнь на Земле, если бы у нее были кольца?
Но это подводит нас к самому интересному вопросу: как повлияла бы жизнь на нашей планете система колец вокруг Земли? Устойчивая долговременная система.
Вид с Земли был бы просто удивительный. Потому что кольца будут видны всегда. И днем, и ночью. А ночи были бы еще более впечатляющими. И мы очень часто видели бы тень нашей планеты в этих кольцах.
Однако будут и минусы. Количество света, отраженного кольцами после захода Солнца, может стать проблемой для ночных видов животных. Ведь многие из них проявляют активность только в полной темноте. Скорее всего подобные виды ночных животных могли бы вообще не возникнут на нашей планете. Например, навозные жуки используют звезды, чтобы ориентироваться. А чайки Галапагосских островов меняют свое поведение в зависимости от лунного цикла. Поэтому их эволюция явно будет отличаться от той, что произошла на настоящей Земле.
Мало того, тень от колец, которая будет падать на поверхность нашей планеты, вызовет изменения в ее климатической системе. Поскольку количество света, достигающего поверхности уменьшится. А это особенно плохо для растений и фотосинтеза. Зимой отражение солнечного света от колец может сделать температуру на планете несколько ниже. И, возможно, несколько выше в течение лета. Хотя это будет зависеть от толщины колец, а также от их состава. Например, кольца Сатурна настолько яркие потому, что состоят в основном изо льда. И отражают гораздо больше света, чем камни.
Ну и наконец, это может повлиять на работу наших геостационарных спутников (при условии, что кольца расположены на экваторе). А исследования космоса могут стать проблемой. Ведь все будет зависеть от того, какой маршрут запуска мы выбрали. Ведь камень, движущийся на высоких скоростях, может уничтожить любое оборудование…
Короче говоря, если бы на Земле были кольца, то наверняка и жизнь на планете была другой. Возможно даже, что и нас тут не было бы.
Поэтому — как есть, так и есть. Значит так надо. Любуемся кольцами Сатурна. И не завидуем.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Новости
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
Музей «Лунариум» временно закрыт
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Геология космоса: Кольца планет
Некоторые планеты в Солнечной системе окружены кольцами. Это плоские концентрические образования, состоящие из космической пыли и льда, вращающиеся вокруг планеты. Долгое время Сатурн считался единственной планетой, окружённой кольцами. Одним из первых, кто сделал предположение о наличии у Сатурна «придатка», был Галилей. Это было в 1610 году. А в 1655 году Христиан Гюйгенс, используя более мощный, чем у Галилея, телескоп, впервые описал этот «придаток» как кольцо, окружающее Сатурн.
Сатурн, снимок КА «Кассини-Гюйгенс», 2009 г.
Следующей планетой, вокруг которой были обнаружены кольца, был Уран, и произошло это открытие в 1977 году. Чуть позже, в 1979-м, тонкие кольца были зафиксированы вокруг Юпитера космическим аппаратом «Вояджер-1». А в 1989-м приборы КА «Вояджер-2» диагностировали наличие кольца вокруг Нептуна.
Уран, снимок космического телескопа «Хаббл», 2005 г.
Но самым необычным было открытие в 2014 году колец вокруг астероида Харикло – самого большого астероида в области между Главным поясом и поясом Койпера. Имея диаметр всего 250 километров, он окружен двумя узкими и плотными кольцами шириной 7 км и 3 км, разделёнными щелью в 9 км. Кольца расположены на расстоянии 391 и 405 км от центра планетоида. Существование системы колец вокруг малой планеты было неожиданным, поскольку считалось, что кольца могут быть стабильны только вокруг массивных тел. Остаётся неясным, как Харикло могла удержать кольца в течение длительного времени.
Наиболее популярной гипотезой происхождения колец вокруг планет является гипотеза столкновения планеты с другим космическим телом, в результате чего образовалось огромное количество мелких обломков, постепенно распределившихся по орбите. Так ли это? – предмет будущих исследований.
Кольца планет
Не исключается возможность наличия в прошлом короткоживущих (по астрономическим меркам) колец у других планет, в том числе у Земли. Падение Фобоса через несколько десятков миллионов лет может привести к образованию колец у Марса.
Кольца планет всегда располагаются точно в плоскости экватора. Это вызвано тем, что планеты имеют не идеально сферическую, но слегка сплюснутую вращением форму, что делает гравитационно стабильной лишь экваториальную орбиту.
Связанные понятия
30 диаметров Земли).
По современным данным, во многих отношениях Луна весьма отличается от Земли, в первую очередь, химическим составом: практически нет воды (хотя в приполярных областях обнаружены заметные запасы льда), малое содержание летучих элементов и соединений. Анализ лунных пород даёт основание полагать, что Луна подверглась полному расплавлению, в отличие от Земли. Плотность Луны сравнима с плотностью земной мантии, но у неё очень маленькое железо-никелевое ядро.
Планéта-океа́н — разновидность планет, состоящих преимущественно изо льда, скалистых пород и металлов (приблизительно в равных пропорциях по массе для упрощения модели). В зависимости от расстояния до родительской звезды могут быть целиком покрыты океаном жидкой воды глубиной до 100 км (точное значение зависит от радиуса планеты), на большей глубине давление становится столь велико, что вода не может более существовать в жидком состоянии и затвердевает, образуя такие модификации льда, как Лёд V.