Saturns, sestā planēta no Saules. Saturna gredzeni ir plakanu koncentrisku ledus un putekļu veidojumu sistēma, kas atrodas planētas ekvatoriālajā plaknē. Planētai ir septiņi galvenie (A, B, C, D, E, F, G) un daudzi mazi gredzeni.
Saturna gredzenu atvēršanās
1610. gads - Galileo Galilejs pirmais redzēja Saturna gredzenus savā teleskopā ar 20x palielinājumu, taču neatzina tos par gredzeniem.
1655. gads - zinātnieks no Nīderlandes Kristians Huigenss pirmais atzina gredzenu dīvainajos izvirzījumos, kas pavadīja Saturnu. Bet tikai četrus gadus vēlāk, būdams pārliecināts, ka viņam ir taisnība, viņš no grāmatas "Saturna sistēma" lappusēm teica, ka Saturnu "ieskauj plāns, plakans gredzens, kas nekur nepieskaras, sliecas uz ekliptiku".
1675. gads - Parīzes observatorijas direktors Džovanni Domeniko Kasīni gredzena iekšienē atklāja melnu svītru (vēlāk sauktu par “Kasīni nodaļu”). Viņa to sagrieza divās daļās - tos sāka saukt par gredzeniem A un B. Viņš pirmais pieņēma, ka gredzeni sastāv no atsevišķām daļiņām.
Gredzenu izcelsme
Reklāmas video:
Tagad hipotēzes sāka parādīties viena pēc otras. Jau vairākus gadsimtus noslēpumainie Saturna gredzeni vienmēr ir piesaistījuši astronomu uzmanību. Jo pilnīgāki kļuva teleskopi, jo sarežģītāka šķita gredzenu struktūra. Mūsdienās - izmantojot starpplanētu zondes, kas bijušas netālu no Saturna - mēs par tām daudz zinām. Papildus galvenajiem, astronomi jau ir saskaitījuši vairāk nekā 100 tūkstošus atsevišķu gredzenu, kas ieskauj planētu. Tie atšķiras pēc ķīmiskā sastāva un krāsas. Gredzenu izcelsme joprojām rada daudz jautājumu. Pētnieki nebeidz izvirzīt visas jaunās hipotēzes, kas izskaidro gredzenu dabu.
Hipotēzes
19. gadsimtā franču astronoms Edouards Alberts Roche izvirzīja hipotēzi, ka viens no Saturna pavadoņiem ir pietuvojies planētai tik lielā mērā, ka to plīsa plūdmaiņas spēki, un tā gruveši veidoja gredzenus, kas tagad ieskauj Saturnu. Ne viens vien pavadonis, kurš ir šķērsojis tā saukto "Roche robežu", nevar izdzīvot; agri vai vēlu tas sadalīsies, veidojot citu gredzenu, kas vēlāk nosēdīsies uz planētas. Lai kā arī būtu, gredzeni, šīs hipotēzes atbalstītāji uzskata, ir īslaicīgi. Mums ir paveicies dzīvot laikā, kad vienlaikus tās ieskauj vairākas lielas planētas.
Saskaņā ar citu hipotēzi gredzeni varēja veidoties pēc viena no Saturna pavadoņiem sadursmes ar lielu meteorītu. Daudzi gruveši, kas pēc sadursmes paklāja planētas apkārtni, kļuva par materiālu, no kura veidojās gredzeni. Aprēķini ir parādījuši, ka viņu vecums nepārsniedz 100 miljonus gadu.
No kā izgatavoti gredzeni
Tagad mēs zinām, ka Saturna gredzenos ir 90–95% ūdens ledus. Bet debess ķermeņi, kas tiem varētu kalpot kā materiāls, vismaz pusi sastāv no dažādiem silikātiem un metāliem. Tāpēc Saturna gredzenos vajadzētu būt arī vismaz vairākiem desmitiem procentu šo materiālu. Tikai jaunas hipotēzes var atrisināt šo pretrunu.
Bet kā būtu, ja Saturna gredzeni, tāpat kā tam vistuvākie satelīti, veidotos tās pašas katastrofas dēļ? Šo versiju 2010. gadā izvirzīja amerikāņu astrofiziķis Robins Kanups. Viņš ieteica, ka tālā pagātnē ap Saturnu griežas vēl viens tik liels satelīts kā Titāns. Tās kodols sastāvēja no silikātiem un dzelzs, un spēcīgs ledus apvalks to pārklāja. Tuvojoties planētai attālumā, kas vienāds ar Ročes robežu, plūdmaiņas spēku ietekmē viņš izmeta šo ledus apvalku, un tas, pakāpeniski sadaloties arvien mazākās daļās, sāka riņķot ap Saturnu, veidojot daudzus gredzenus. Kas attiecas uz satelīta dzelzs akmens kodolu, tas sabruka Saturnā.
Saskaņā ar aprēķiniem Saturna gredzeni savulaik svēra tūkstošiem reižu vairāk nekā tagad. Tomēr asteroīdi un komētas, laiku pa laikam ietriecoties tajos, daļu materiāla izsita. Tas varēja veidot Saturna iekšējos satelītus - piemēram, Tethys. Tikmēr silikāti un metāli, kas atrodas asteroīdos, papildina gredzenu materiālu - tā parādījās tur atrastie 5-10% piemaisījumu.
Kad radās gredzeni?
Tomēr šai hipotēzei, tāpat kā pārējām minētajām, ir tādi paši trūkumi. Piemēram, pēc satelīta iznīcināšanas parādās dažāda lieluma fragmenti - no ledus gabaliņiem līdz ledus kalniem, kas stiepjas desmitiem kilometru. Faktiski neviena no ledus plāksnēm, kas veidoja gredzenus, nav garāka par 10 metriem. Cits jautājums, vai Saturna gredzeni parādījās kopā ar planētu! Tad - pateicoties spēcīgajai pretdarbībai gravitācijai - mazi ledus gabali nevarētu pazust pat mājas lielumos. Turklāt satelīta iznīcināšana ir tā pati nejaušība, un visas milzu planētas ieskauj gredzeni, tāpēc ticēt nejaušībai nav īpaši grūti. Daudzi astronomi uzskata, ka gredzeni ap planētām veidojās vienlaikus.
Tātad, šie gredzeni sastāv no matērijas, kas ir saglabājusies kopš Saules sistēmas parādīšanās? Tajā laikā ap Sauli griezās milzīgs gāzes un putekļu disks, no kura materiāla viena pēc otras dzima planētas. Kosmosa sagatavju paliekas - visas šīs ledus un putekļu daļiņas - tagad griezās starp jaunizkaltajām planētām, kas galu galā velmējās satelītu baros. Bet tie var rasties tikai noteiktā attālumā no planētas, pretējā gadījumā tie ātri sabruks. Tāpēc kādu laiku gāzes putekļu diska fragmenti palika pie milzu planētām, kas vēlāk veidoja atsevišķus gredzenus.
Sakarā ar biežām sadursmēm savā starpā, kā arī spēcīgu plūdmaiņu spēku ietekmē visi šie graudi un gabali nekad nav veidojuši vienu satelītu. Ja šī versija ir pareiza, gredzenu materiāls tiek nepārtraukti papildināts ar matēriju no Saturna pavadoņu virsmas - pretējā gadījumā gredzeni varētu iztvaikot vairāku simtu miljonu gadu laikā.
Jaunu gredzenu noteikšana
Tikmēr astronomi atklāj jaunus Saturna gredzenus. Tātad, pirms kāda laika tika pamanīts iepriekš nezināms milzīgs gredzens. Principā milzu planētu gredzenu sistēmas ir diezgan mazas, salīdzinot ar pašām planētām. Pēc astronomu domām, to rādiuss nepārsniedz 5-10 planētas rādiusus. Tātad lielāko līdz šim zināmo Saturna gredzenu - gredzenu E - rādiuss nepārsniedza 10 Saturna rādiusus (tā ekvatoriālais rādiuss ir 60 tūkstoši km).
Novērojumi ir parādījuši, ka Saturna ārējos gredzenus pastāvīgi darbina putekļi, kas pēc sadursmēm ar mikrometeorītiem izplūst no tā satelītu virsmas. Tieši no tā sastāv tikai 2009. gadā atklātais gredzens, kura rādiuss svārstās no 100 līdz 200 Saturna rādiusiem, un tas veidojas no putekļiem, kas izstumti no Fēbes virsmas, kas ir vistālākais un tumšākais planētas pavadonis. Viņi varēja atklāt jauno gredzenu, pateicoties infrasarkanajam starojumam, kas no tā izplūst. Atšķirībā no citiem Saturna gredzeniem, tas atrodas nevis planētas ekvatoriālajā plaknē, bet gan orbītas plaknē, pa kuru tas griežas ap Sauli. Leņķis starp abām plaknēm ir aptuveni 27 °.
Šī gredzena blīvums ir tikai 20 daļiņas uz kubikkilometru (!). Saskaņā ar astronomu Ann Verbisker no Virdžīnijas universitātes, kura vadīja pētījumu, "gredzena daļiņas ir tik tālu viena no otras, ka, nokļūstot tajā, jūs to pat nemanāt uzreiz". Turklāt daļiņu izmērs bieži nepārsniedz dažus mikrometrus.
Šķiet, ka putekļu daļiņas, kas izlido no šī gredzena, nogulsnējas uz cita Saturna satelīta - Japeta - virsmas, kas vērsta pret to. Tas izskaidro šī mēness dīvaino izskatu. Tas ir skaidri sadalīts divās pusēs, gaišā un tumšā. Pēc ekspertu domām, putekļu slāņa augstums, kas aptver vienu no sāniem, svārstās no 20 centimetriem līdz vairākiem metriem.
Ieteicams apskatei: "Vislielākā astronomu noslēpums - kā parādījās Saturna gredzeni."