Кільця Сатурна

Правильний опис кільця Сатурна дав Х.Гюйгенс (1659), а Дж. Д. Кассіні незабаром показав, що воно складається з двох концентричних складових — кілець A і B, розділених темним проміжком (так званим «діленням Кассіні»). Набагато пізніше німець Й.Галле (1838) і американський астроном В.Бонд відкрили внутрішнє кільце C, що слабо світилося, а в 1969 було виявлено ще слабкіше і ближче до планети кільце D. Яскравість кільця D не перевищує 1/20 яскравості найяскравішого кільця — кільця B. Кільця розташовані на таких відстанях від планети: A — від 138 до 120 тис. км, B — від 116 до 90 тис. км, C — від 89 до 75 тис. км і D — від 71 тис. км і майже до поверхні Сатурна.

Природа кілець Сатурна стала ясною після того, як англійський фізик Джеймс Клерк Максвелл (у 1859 році) і російський математик Софія Ковалевська (у 1885 році) різними методами довели, що стійким існування кільця навколо планети може бути лише в тому випадку, якщо воно складається з сукупності окремих малих тіл: суцільне тверде або рідке кільце було б розірване силою тяжіння планети.

Цей теоретичний висновок наприкінці XIX століття був емпірично підтверджений незалежно один від одного А. А. Бєлопольським (Росія), Дж. Кілером (США) і А. Деландром (Франція), які сфотографували спектр Сатурна за допомогою щілистого спектрографа і на основі ефекту Доплера — Фізо виявили, що зовнішні частини кільця Сатурна обертаються повільніше, ніж внутрішні. Виміряні швидкості виявилися рівними тим, які мали б супутники Сатурна, якби вони знаходилися на тих же відстанях від планети.

Складна структура: кільця складаються з окремих хвиль

Протягом 29,5 років із Землі кільця Сатурна двічі видні в максимальному розкритті і двічі наступають періоди, коли Сонце і Земля знаходяться в площині кілець, і тоді кільця або освітлюють Сонцем «з ребра», або воно для земного спостерігача видно «з ребра». У цей період кільця майже зовсім не видні, що свідчить про їх дуже малу товщину. Різні дослідники, ґрунтуючись на візуальних і фотометричних спостереженнях і їх теоретичній обробці, приходять до висновку, що середня товщина кілець становить від 10 см до 10 км. Зрештою, кільце такої товщини побачити із Землі «з ребра» неможливо. Розміри твердих тіл в кільцях оцінюються від 10⁻¹ до 10³ см з переважанням брил діаметром близько 1 м, що підтверджується і спостережуваним віддзеркаленням радіохвиль від кілець Сатурна.

Хімічний склад речовини кілець, мабуть, однаковий у всіх чотири складових, різний в них тільки ступінь заповнення простору брилами. Спектр кілець Сатурна істотно відмінний від спектру самого Сатурна і Сонця, що їх освітлює; спектр указує на підвищену відбивну здатність кілець в ближній інфрачервоній області (2,1 і 1,5 мкм), що відповідає віддзеркаленню від льоду H2O. Можна вважати, що тіла, що створюють кільця Сатурна, або покриті льодом або інеєм, або складаються з льоду. У останньому випадку масу всіх кілець можна оцінити в 10²⁴ г, тобто на 5 порядків менше маси самої планети. Температура кілець Сатурна, мабуть, близька до рівноважної, тобто до 80°К. За останніми даними, кільця Сатурна швидко еволюціонують. При порівнянні знімків «Кассіні» і «Вояджерів» були виявлені істотні зміни, наприклад, кільце D стало тьмянішим.

Художнє зображення відкритого кільця відносно планети з відомими кільцями

6 жовтня 2009 було оголошено про відкриття нового, гігантського і ніколи не баченого доти кільця Сатурна. Його виявив американський інфрачервоний космічний телескоп «Спітцер». Порівняльне тонке кільце з крижаних частинок і пилу розташовано на самому краю Сатурніанської системи, близько до орбіти супутника Феба і нахилено на 27 градусів у відношенні до основного поясу кілець. Нове виявлене кільце починається за 6 млн км від поверхні Сатурна і розтягнуте ще на 12 млн км від неї, це приблизно від 128 до 207 радіусів Сатурна. Температура кільця становить мінус 193 градуси за шкалою Цельсія.[1]

• Оцінка товщини кілець — від 10 м[2] до 1 км[3]. У першому випадку вони б були, можливо, найплоскішими об'єктами, які знає людина, адже їхня ширина загалом понад 300 000 км.