Ледяные кольца Сатурна, вероятно, образовались из потерянного спутника Хризалиса

По оценкам ученых, знаменитая планета с кольцами обзавелась своим самым ярким украшением примерно 100 миллионов лет назад. Вопрос о том, как именно у Сатурна появились кольца, обсуждается уже довольно давно, но группа ученых из США и Китая, возможно, приблизилась к решению этой загадки. Недавно они представили результаты своих исследований на 57-й конференции по изучению Луны и планет, где обсуждали, как кольца Сатурна могли образоваться в результате разрушения древнего спутника под названием Хризалис.

В ходе исследования ученые использовали ряд компьютерных моделей, чтобы проверить давнюю гипотезу о том, что кольца Сатурна образовались в результате разрушения древнего спутника, который астрономы назвали Хризалис. Дело в том, что у всех небесных тел, включая звезды и черные дыры, есть так называемый предел Роша — безопасное расстояние, на которое может приблизиться меньшее небесное тело к большему, прежде чем его разорвет гравитация последнего.

По оценкам исследователей, размер Хризалиса примерно равен размеру спутника Сатурна Япета, диаметр которого составляет 1469 км (913 миль). Внутреннее строение Хризалиса было смоделировано как дифференцированное, то есть состоящее из нескольких слоев, содержащих смесь водяного льда и горных пород. Команда использовала два разных состава льда: 50% и 80%, которые имитируют состав спутников Сатурна Дионы и Япета соответственно. Предполагалось, что у Хризалиса будет эллиптическая (овальная) орбита, которая изначально начиналась примерно в 200 радиусах Сатурна от планеты и заканчивалась на расстоянии от 1 до 1,5 радиуса Сатурна, что примерно соответствует пределу Роша для ледяных планет.

В конце концов исследователи пришли к выводу, что во время максимального сближения с Сатурном Хризалис находился слишком близко к планете, из-за чего его разорвало на части под действием огромной гравитации Сатурна. Часть Хризалиса избежала притяжения Сатурна, а из остального сформировались огромные кольца планеты. Однако исследователи отмечают, что изначально кольца могли быть гораздо больше, чем мы видим их сейчас и часть их была разрушена в результате гравитационного взаимодействия с более крупными спутниками Сатурна, в частности с его самым большим спутником Титаном.

В заключение исследователи отмечают, что некоторые вопросы остаются без ответа, в частности о самом крупном обломке Хризалиса и о том, как он мог повлиять на формирование колец Сатурна. Кроме того, они хотят выяснить, как обломки образовали ударные кратеры на некоторых спутниках Сатурна. Это исследование основано на предыдущих работах, посвященных изучению того, как разрушение древнего спутника Хризалиса могло привести к формированию колец Сатурна. В том числе в исследовании 2022 года высказывалось предположение, что кольца Сатурна могут быть результатом разрушения древнего спутника.

Однако кольца Сатурна могут помочь ученым лучше понять не только формирование и эволюцию планет в нашей Солнечной системе, но и экзопланет. Например, было обнаружено несколько экзопланет, которые потенциально могут иметь систему колец, в том числе J1407b (получившая название «Суперсатурн»), которая находится примерно в 434 световых годах от Земли и, по оценкам, имеет систему колец в 200 раз больше, чем у Сатурна.

На изображении:

Иллюстрация художника, показывающая, как могли образоваться кольца Сатурна из-за того, что древняя Луна разорвалась на части, оказавшись на слишком близкой орбите