Пыль указала на возраст одного из колец Сатурна

Коллектив американских астрономов, возглавляемый Чжимэн Чжаном из Корнелльского Университета, определил возраст C-кольца Сатурна — ближайшего к планете из ярких колец системы. Оказалось, что он составляет порядка 15-90 миллиона лет. На это указало содержание силикатных частиц в кольце. Исследование опубликовано в журнале Icarus, кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.

Происхождение и возраст колец Сатурна, несмотря на многочисленные и обширные исследования, до сих пор не до конца ясны. Различные теории датируют их несколькими миллионами или миллиардами лет. К примеру, до того, как «Вояджер-1» достиг газового гиганта в 1984 году наиболее распространенной была гипотеза о том, что возраст колец равен возрасту Солнечной системы. Данные со спутника стали основой для теорий, омолодивших кольца до сотен миллионов лет. Другие современные теории предполагают, что кольцо, возникшее почти одновременно с Сатурном, было в несколько раз крупнее нынешнего. Еще одно предположение связывает возраст и происхождение колец с Поздней тяжелой бомбардировкой.

Ученые отмечают, что наиболее основательную информацию о природе может дать состав колец. На него должна была повлиять непрерывная микрометеороидная бомбардировка, происходящая в Солнечной системе. Ее темпы оцениваются в 4,5×10⁻¹⁷ грамм на сантиметр квадратный в секунду, на площади в квадратный километр это соответствует 10 граммам в год, а суммарная площадь только основных колец Сатурна составляет десятки миллиардов квадратных километров. Она должна постепенно увеличивать долю силикатов в системе. 

Авторы новой работы использовали данные радиометра RADAR аппарата «Кассини», чтобы оценить состав C-кольца Сатурна. Оно располагается примерно в 75 тысячах километров от центра газового гиганта (около 15 тысяч километров от верхних слоев облаков), между тусклым D-кольцом и самым ярким в системе B-кольцом. Данные были собраны в 2006-2007 годах.

Радиометр работает в микроволновом диапазоне — на длине волны 2,2 сантиметра. Это излучение почти не поглощается льдом и может проходить через 100-метровые глыбы льда (размер самых крупных частиц в кольцах около 10 метров), в то же время оно легко поглощается силикатами и другими минералами. Источником излучения служит сам Сатурн.

Исследователи показали, что в кольце содержится порядка одного-двух процентов силикатов. Этот результат соотносится с системой, в состав которой входили только ледяные частицы, но которая постепенно «загрязнялась» микрометеороидной бомбардировкой в течение 15-90 миллионов лет. Эта оценка предполагает, что оптическая глубина и плотность кольца слабо менялась за этот промежуток времени. Кроме того, в центральной области C-кольца астрономы обнаружили повышенное содержание «посторонних» частиц — вплоть до 6-11 процентов. Авторы полагают, что оно может быть связано с захватом астероида из группы Кентавров и его последующим приливным разрушением. Это событие могло произойти 10-20 миллионов лет назад.

Ранее международная группа физиков выяснила, что средняя часть кольца А (внешнее из ярких колец) моложе остальных колец. На это указало неравномерное распределение температуры и вещества в нем. Подробнее о кольцах Сатурна можно прочитать в нашем материале.

Владимир Королёв