Новое исследование показало, что возраст колец Сатурна может составлять миллиарды лет, хотя на вид они не старше нескольких сотен миллионов.
Кольца Сатурна — одно из величайших чудес нашей солнечной системы; они состоят из миллиардов, если не триллионов, кусков водяного льда, которые могут быть меньше песчинки и больше горы, согласно данным НАСА . Однако они также представляют собой некоторую загадку.
Исследователи десятилетиями спорят о происхождении и возрасте колец Сатурна. Некоторые ученые утверждают, что кольца образовались всего 100 миллионов лет назад — когда динозавры еще бродили по нашей планете — после того, как гравитационное притяжение Сатурна разорвало на части пролетавшую мимо комету или ледяную луну.
Одна из причин, по которой ученые считали, что кольца настолько молоды, заключается в том, что они выглядят очень чистыми — в контексте планетарных колец это означает, что ледяные глыбы, из которых они образованы, не были загрязнены столкновениями с крошечными космическими камнями, называемыми микрометеороидами, на протяжении миллиардов лет. Однако новое исследование, опубликованное 16 декабря в журнале Nature Geoscience, предполагает, что микрометеороиды на самом деле не прилипают к кольцам, поэтому они могут выглядеть моложе, чем они есть на самом деле.
«Чистый внешний вид не обязательно означает, что кольца молодые», — рассказал ведущий автор исследования Рюки Хёдо , планетолог из Института науки Токио, сайту Space.com , родственному Live Science.
Новое исследование предполагает, что кольца могли образоваться на раннем этапе истории Солнечной системы, около 4,5–4 миллиардов лет назад, когда, по словам Хиодо, Солнечная система была гораздо более хаотичной.
«Многие крупные планетные тела все еще мигрировали и взаимодействовали, что значительно увеличивало вероятность значительного события, которое могло привести к образованию колец Сатурна», — сказал он.
Чтобы узнать больше о кольцах, команда Хиодо использовала компьютерное моделирование для проведения симуляций ударов микрометеоритов. Эти симуляции определили, что микрометеориты будут врезаться в кольца с достаточно высокой скоростью, чтобы испариться, достигая пиковой температуры почти 18 000 градусов по Фаренгейту (10 000 градусов по Цельсию), согласно исследованию. Другими словами, в кольца не будет имплантирован твердый материал.
Дополнительные симуляции предполагали, что пар от микрометеоритов будет расширяться, охлаждаться и затем формировать заряженные наночастицы и ионы, которые будут сталкиваться с Сатурном, выходить из его гравитации или будут втянуты в атмосферу планеты. В любом случае кольца останутся кристально чистыми и сохранят относительно молодой вид.
Однако дебаты о возрасте колец, скорее всего, продолжатся. Саша Кемпф , доцент кафедры физики в Университете Колорадо в Боулдере, который руководил исследованием 2023 года , предполагающим, что кольца Сатурна не старше 400 миллионов лет, не убежден новыми открытиями.
Кемпф рассказал изданию New Scientist , что его команда использовала более сложный метод оценки возраста, который опирался не только на эффективность загрязнения колец, но и учитывал время, необходимое для прибытия и исчезновения материала.
«Мы почти уверены, что это не означает, что нам нужно возвращаться к чертежной доске», — сказал Кемпф.
Лотфи Бен-Джаффель , научный сотрудник Парижского института астрофизики во Франции, не принимавший участия ни в одном из исследований, рассказал New Scientist, что новое исследование предполагает, что кольца старше, чем предполагалось в последние годы, но добавил, что команде Хиодо все еще необходимо улучшить свое моделирование, чтобы дать более точную оценку возраста.
«Это представляет собой позитивный шаг на пути к недостающим усилиям по моделированию, необходимым для надлежащего решения фундаментальной проблемы формирования и эволюции планетарной кольцевой системы», — сказал Бен-Джаффель.
Прочитайте что такое взгляд в будущее