Тайны тёмных колец Урана.

14 фото
Уран.

Благодаря «Вояджерам» человечество впервые могло полюбоваться кольцами планет-гигантов. Когда мы говорим о планетарных кольцах, нам сразу представляется величественный Сатурн: ему, действительно, можно по праву отдать звание «Властелина колец» в Солнечной системе, ведь такой мощной кольцевой системой не обладает ни одна другая планета!

Сатурн. Фото "Кассини".

Но у каждой системы колец свои особенности – все они уникальны и красивы по-своему. Так, кольца Юпитера разреженные и содержат в основном тёмные, очень мелкие частицы. Они практически невидимые, поэтому мы привыкли представлять эту планету вообще без колец.

Кольца Юпитера. Фото "Новые горизонты".

Яркие кольца Сатурна состоят преимущественно из замёрзшей воды.

А вот тёмные кольца Урана, по-видимому, состоят из элементарного углерода и органических молекул, немного напоминающих древесный уголь или печную сажу. Уран имеет 13 главных колец, некоторые из которых словно «дышат» - расширяются и сжимаются.

Кольца Нептуна самые тонкие из всех, причём участки каждого кольца настолько отличаются по плотности, что при наблюдении с Земли в мощные телескопы кажутся просто дугами или разомкнутыми окружностями.

Нептун.

Как же обзавелись газовые гиганты этими «аксессуарами» и почему их нет у планет земной группы? Во всём виноваты приливные силы. Если какой-нибудь блуждающий спутник или комета рискнут подойти к планете на опасно близкое расстояние, то обращённая к планете сторона «непрошенного гостя» испытывает более сильное притяжение, чем его тыльная сторона. Если контакт получается достаточно тесным, а внутреннее сцепление спутника невелико, то за свой непрошенный визит он дорого платит – планета разрывает его в клочья! Из останков несчастного и формируются кольца, и все эти частички поддерживаются силой гравитации самой планеты и других многочисленных спутников-пастухов. У планет земной группы нет таких «слуг» и силам гравитации газовых гигантов им остаётся только позавидовать, хотя точного ответа на этот вопрос пока нет.

Система колец Урана занимает промежуточное положение по сложности своей структуры между внушительными кольцами Сатурна и простыми системами колец Юпитера и Нептуна. Американские астрономы Джеймс Эллиот, Эдвард Данхэм и Дуглас Минк в 1977 открыли первые 9 колец Урана. После этого были открыты ещё четыре: два — «Вояджером-2» в 1986 году, ещё два — телескопом «Хаббл» в 2003—2005 годах.

Система колец Урана.

Нередко упоминают, что английский астроном Уильям Гершель – учёный, открывший Уран в 1781 году, ещё тогда наблюдал за кольцами ледяного гиганта. Это утверждение ошибочно. Разумеется, Гершель был блестящим учёным и опытным наблюдателем звёздного неба, но даже сейчас в очень хороший и качественный любительский телескоп сам Уран достаточно трудно рассмотреть, не говоря уже о кольцах, а оптика того времени была намного слабее современной. Только самые мощные современные телескопы с помощью специальной электроники позволят детально рассмотреть их с Земли.

Уильям Гершель.

Всего открытых колец у Урана – 13, к ним относятся самые мощные кольца, однако «мощные» - это сильно сказано. Между кольцами Урана большие промежутки. Сами кольца включают в себя мелкие частички, начиная от крошечных пылинок, до небольших камней размером до 20 м. Ширина колец ограничивается в несколько км. Точное количество колец подсчитать нам вряд ли удастся, как и в случае с Сатурном – у него тоже есть несколько, скажем так, основных колец, но при увеличении снимков, заметно, что каждое из них дробится на сотни и тысячи более мелких колечек.

Схема внутренних колец Урана в усиленных цветах, составленная по снимкам «Вояджера-2».

Посмотрим на снимки «Вояджера-2» - это единственные фотографии, сделанные с самого близкого расстояния, ведь больше к Урану не летал ни один другой космический аппарат! Кольца тоже дробятся на более мелкие, и попробуй-ка их посчитай, ведь многие, как уже было сказано выше, состоят из тёмных частиц. Сколько ещё среди них таится неуловимых тончайших невидимок!

Кольца Урана от "Вояджера-2".

В начале статьи упоминалось некое необычное «дыхание» колец. Почему они расширяются и сжимаются? Ответ может крыться в гравитационном воздействии спутников Урана. На Сатурне ярким примером может служить спутник Дафнис: учёные, исследовавшие снимки «Кассини», заметили, что, даже несмотря на свой крохотный размер, этот маленький «хулиган» создаёт в кольцах волны!

Дафнис в кольцах Сатурна разгоняет волны!

Уран тоже имеет своих «подданных», стерегущих его кольца, – это спутники Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Маб, Миранда, а всего спутников – 27. Спутники – пастухи вместе с силами гравитации самой планеты могут заставлять кольца сжиматься и расширяться, а также, вероятно, здесь не обошлось и без необычного вращения Урана: плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты под углом 97,86°. Это значит, что планета вращается ретроградно, в положении «лежа на боку слегка вниз головой». Учёные объясняют это последствием столкновения с крупным космическим телом, перевернувшим планету вверх тормашками, ещё на заре формирования Солнечной системы.

Вид на Уран с Миранды в представлении художника.

И это ещё не все загадки тёмных колец Урана: при помощи сети телескопов ALMA и восьмиметрового телескопа VLT («Очень большой телескоп») учёные из США и Великобритании получили данные о наблюдениях за кольцами в миллиметровом и среднем инфракрасном диапазонах – это позволило наконец-то измерить температуру колец. Оказалось, что кольца не только «дышат», они ещё и теплее самой планеты! Так, температура Урана – около минус 224 С, а температура тел в наиболее ярком кольце оказалась на отметке в минус 196 С! Это неожиданно «высоко» и говорит либо о медленном охлаждении после захода планеты в тень, либо о медленном вращении.

Очень жаль, что пока к Урану и Нептуну не планируется никаких научно-исследовательских миссий, а ведь обе эти планеты уникальны и удивительны, но, к сожалению, мало изучены и пока таят в себе больше загадок, чем ответов.
Иточник