Повний наб?р к?лець, знятий зондом Касс?н? 15 вересня 2006 року (яскрав?сть була штучно зб?льшена для наочност?)
К??льця Сату?рна
?
концентричн?
утворення р?зно? яскравост?, як? н?би вкладен? одне в одне, ? створюють ?дину плоску систему невелико? товщини, розташовану в екватор?альн?й площин?
Сатурна
. К?льце навколо Сатурна вперше спостер?гав
Гал?лео Гал?лей
у 1610 роц?, але через низьку як?сть
телескопу
в?н сприйняв ? описав видим? по краях планети частини к?льця як дв? менш? планети (супутники) з кожного боку головно? сфери Сатурна
[1]
.
Правильний опис к?льця Сатурна дав
Християн Гюйгенс
(1659), а
Джованн? Касс?н?
незабаром показав, що воно склада?ться з двох концентричних складових ? к?лець A ? B, розд?лених темним пром?жком (так званою
≪щ?линою Касс?н?≫
). Набагато п?зн?ше н?мець
Йоганн ?алле
(1838) ? американський астроном
В?льям Бонд
в?дкрили внутр?шн? к?льце C, що слабо св?тилося, а в 1969 роц? було виявлено ще слабк?ше ? ближче до планети к?льце D.
Яскрав?сть к?льця D не перевищу? 1/20 яскравост? найяскрав?шого к?льця ? к?льця B. К?льця розташован? на таких в?дстанях в?д планети: A ? в?д 138 до 120 тис. км, B ? в?д 116 до 90 тис. км, C ? в?д 89 до 75 тис. км ? D ? в?д 71 тис. км ? майже до поверхн? Сатурна.
Природа к?лець Сатурна стала ясною п?сля того, як англ?йський ф?зик
Джеймс Клерк Максвелл
(у 1859 роц?) ? рос?йська математикиня
Соф?я Ковалевська
(у 1885 роц?) р?зними методами довели, що ст?йким ?снування к?льця навколо планети може бути, лише якщо воно склада?ться ?з сукупност? окремих малих т?л: суц?льне тверде або р?дке к?льце було б роз?рване силою тяж?ння планети.
Цей теоретичний висновок наприк?нц?
XIX ст.
був емп?рично п?дтвердили незалежно один в?д одного
Аристарх Б?лопольським
(
Рос?йська ?мпер?я
), Дж. К?лер (
США
) ? А. Деландром (
Франц?я
), як? сфотографували спектр Сатурна за допомогою щ?листого спектрографа ? на основ?
ефекту Доплера ? Ф?зо
виявили, що зовн?шн? частини к?льця Сатурна обертаються пов?льн?ше, н?ж внутр?шн?. Вим?рян? швидкост? виявилися р?вними тим, як? мали б супутники Сатурна, якби вони перебували на тих же в?дстанях в?д планети.
Автоматичний косм?чний апарат ≪
Касс?н? ? Гюйгенс
≫, який був запущений у 1997 роц?, досяг Сатурна у 2004 роц? та вийшов на орб?ту навколо планети, де залишався до к?нця м?с?? у 2017 роц?. Одним з наукових ?нструмент?в на борту косм?чного апарату був анал?затор косм?чного пилу (CDA). Використовуючи дан?, як? з?брав CDA, вчен? пор?вняли поточну к?льк?сть пилу в космос? навколо Сатурна з розрахунковою масою темного пилового матер?алу в к?льцях. Досл?дники виявили, що к?льця мають в?к не старше 400 м?льйон?в рок?в ? можуть бути молодшими, до 100 м?льйон?в рок?в. Цей в?к може здатися тривалим часовим масштабом, але в?н становить лише 1/10 частину в?д 4,5 м?льярд?в рок?в ?снування
Сонячно? системи
. Це також означа?, що к?льця не утворилися одночасно з Сатурном або ?ншими планетами Сонячно? системи. З точки зору
космолог??
, к?льця ? нещодавн?м доповненням до Сонячно? системи. Понад 90 % часу ?снування Сатурна ?х у нього не було
[1]
.
Апарат ≪Касс?н? ? Гюйгенс≫ також заф?ксував, що к?льця Сатурна кожно? секунди втрачають тонни сво?? маси. Це в?дбува?ться з причини того, що к?льця, в основному, складаються з льоду, ? лише невелика ?х частка ? це кам'яний пил, утворений у космос? осколками
астеро?д?в
?
м?крометеоро?дами
. Шматочки, схож? на п?щинки, стикаються з частинками в к?льцях Сатурна. Коли метеоро?ди проникають у к?льця, вони швидко штовхають матер?ал усередин? внутр?шн?х к?лець до поверхн? планети. За оц?нками досл?дник?в, к?льця ?снуватимуть щонайб?льше ще дек?лька сотень м?льйон?в рок?в та з часом ? зникнуть
[2]
[3]
.
Складна структура: к?льця складаються з окремих хвиль
Протягом 29,5 року ?з Земл? к?льця Сатурна дв?ч? видн? в максимальному розкритт? ? дв?ч? наступають пер?оди, коли Сонце ? Земля перебувають в площин? к?лець, ? тод? к?льця або осв?тлюють Сонцем ≪з ребра≫, або воно для земного спостер?гача видно ≪з ребра≫. У цей пер?од к?льця майже зовс?м не видн?, що св?дчить про ?х дуже малу товщину. Р?зн? досл?дники, ?рунтуючись на в?зуальних ? фотометричних спостереженнях ? ?х теоретичн?й обробц?, приходять до висновку, що середня товщина к?лець становить в?д 10 см до 10 км. К?льце тако? товщини побачити ?з Земл? ≪з ребра≫ неможливо. Розм?ри твердих т?л в к?льцях оц?нюються в?д 10
?1
до 10
3
см ?з переважанням брил д?аметром близько 1 м, що п?дтверджу?ться ? спостережуваним в?ддзеркаленням рад?охвиль в?д к?лець Сатурна.
Х?м?чний склад речовини к?лець, ?мов?рно, однаковий у вс?х чотири складових, р?зний у них т?льки ступ?нь заповнення простору брилами. Спектр к?лець Сатурна ?стотно в?дм?нний в?д спектра самого Сатурна ? Сонця, що ?х осв?тлю?; спектр указу? на п?двищену в?дбивну здатн?сть к?лець у ближн?й ?нфрачервон?й област? (2,1 ? 1,5 мкм), що в?дпов?да? в?ддзеркаленню в?д льоду H
2
O. Можна вважати, що т?ла, що створюють к?льця Сатурна, або покрит? льодом або ?не?м, або складаються з льоду. У останньому випадку масу вс?х к?лець можна оц?нити в 10
24
г, тобто на 5 порядк?в менше маси само? планети. Температура к?лець Сатурна, мабуть, близька до р?вноважно?, тобто до 80
К
. За останн?ми даними, к?льця Сатурна швидко еволюц?онують. Пор?вняння зн?мк?в ≪Касс?н?≫ ? ≪
Вояджер?в
≫ виявило ?стотн? зм?ни, наприклад, к?льце D стало тьмян?шим.
Художн? зображення в?дкритого к?льця в?дносно планети з в?домими к?льцями
6 жовтня 2009 року було оголошено про в?дкриття нового, г?гантського ? н?коли не баченого доти к?льця Сатурна. Його виявив американський
?нфрачервоний
косм?чний телескоп ≪Сп?тцер≫
. Пор?вняльно тонке к?льце з крижаних частинок ? пилу розташовано на самому краю Сатурн?ансько? системи, близько до орб?ти супутника
Феба
, ? нахилено на 27 ° в?дносно основного поясу к?лець. Нове виявлене к?льце почина?ться за 6 млн км в?д поверхн? Сатурна ? розтягнуте ще на 12 млн км в?д не?, це приблизно в?д 128 до 207 рад?ус?в Сатурна. Температура к?льця становить ?193 °C
[4]
.
- Оц?нка товщини к?лець ? в?д 10 м
[5]
до 1 км
[6]
. У першому випадку вони б були, можливо, найплоск?шими об'?ктами, як? зна? людина, адже ?хня ширина загалом понад 300 000 км.