Кольца Сатурна дрожат по-галактически

Зонд Cassini открывает новые тайны Сатурна. Его кольца дрожат, как гитарные струны, а на краях одного из них нашлись странные небоскребы.

Аппарат Cassini, шесть лет изучающий окрестности Сатурна, прислал на Землю новые фотосвидетельства удивительной структуры его колец. Кольцо B – самое массивное скопление частиц водяного льда вокруг Сатурна — преподнесло астрономам больше всего сюрпризов. Во-первых, равноденствие, наступившее на планете в августе 2009 года, позволило ясно разглядеть тонкие вертикальные структуры на внешнем краю кольца.

Косые лучи Солнца осветили и заставили отбросить тени высокие, похожие на небоскребы образования. Эти столбы состоят из маленьких «лун», которые выстроились в высокие столбы. По длине тени удалось определить высоту столбов. При толщине кольца всего в десять метров высота гребешка оказалась порядка двух километров. Вероятно, в прошлом эти структуры перемещались по краю кольца и в какой-то момент остановились в зоне притяжения Мимаса – одного из многочисленных спутников Сатурна.

Еще одну загадку удалось разрешить, наблюдая за изменением радиуса самого кольца. Еще со времен пролетов космических аппаратов Voyager ученые знали, что кольцо B, строго говоря, не имеет постоянного радиуса. И уже тогда было понятно, что неоднородность его структуры связана не только с наличием Мимаса – основного возмутителя.

Новые данные, присланные Cassini, пролили свет на природу этих возмущений. «Эти осцилляции возникают по той же причине, по которой гитарные струны имеют свои моды колебаний, если их дернешь», -- пояснил Жозеф Спайтейл, автор очередного исследования из Института космических исследований в США.

Звенящее кольцо

Эти самоподдерживающиеся колебания возникают в кольце на масштабах 30-100 метров благодаря ранее исследованному явлению, получившему название «вязкой сверхустойчивости». Оно возникает из-за того, что хаотичное движение отдельных частиц способно рождать и подпитывать своей энергией волны сжатия. Новые результаты подтвердили предположение, что такие флуктуации могут рождать неоднородности с характерными размерами от метров до километров. «Обычно вязкость (или сопротивление движению) ослабляет волны – так же, как затухает звук, распространяющийся в воздухе», -- пояснил Питер Голдич, теоретик из Калифорнийского технологического института. «Однако новые результаты показывают, что в самых плотных частях колец Сатурна трение усиливает волны, что объясняет происхождение странных щелей, впервые увиденных Вояджером», -- добавил он.

Ученые считают, что подобного рода самовозбуждающиеся колебания – явление куда более распространенное во Вселенной. По их мнению, такие же волны должны возникать в других дискообразных гравитирующих системах, например, в дисках спиральных галактик и протопланетных дисках вокруг молодых звезд.