Французские астрономы раскрыли одну из самых интригующих загадок космоса?

Так уж сложилось, что на сегодняшний день ни один из спутников в Солнечной системе не обладает кольцами. Однако согласно последнему научному исследованию, если такие кольца появятся у какой-то малой планеты в будущем, то они будут сохраняться на протяжении миллионов лет. Даже мощная гравитация планет-гигантов не сможет до поры до времени разрушить такие кольца. Поэтому возникает логичный вопрос: почему тогда кольца на спутниках не наблюдаются сейчас, раз они такие прочные и стабильные?

Обделенные спутники

Кольца окружают многие планеты в Солнечной системе, и самый яркий пример — наверное, Сатурн. Этот гигант окружен восемью основными кольцами, которые, в свою очередь, состоят из множества более мелких.

Кроме того, благодаря миссиям «Вояджер», астрофизики выяснили, что аналогичные кольцеобразные структуры имеются и у трех других газовых гигантов. Эти системы, сформированные из фрагментов льда и камней различной величины, удерживаются на месте благодаря небольшим спутникам, которые стабилизируют движение колец.

Более того, когда ученые обзавелись достаточно мощными телескопами, они увидели, что кольца окружают даже нескольких кентавров (астероидов за орбитой Юпитера) и малых планет. Например, кольца есть у Хаумеа, карликовой планеты, очень похожей на яйцо.



В некоторых последних исследованиях приводятся факты, которые доказывают, что даже у Земли и Марса в далеком прошлом существовали собственные кольца. Но ни у одного из спутников (а их в Солнечной системе более 300) так и не было обнаружено даже самого маленького колечка. Надо сказать, в 2008 году у Реи, спутника Юпитера, вдруг нашли кольцо, однако очень скоро стало понятно, что ученые ошиблись.

Почему-то не выходит

Сами астрономы признаются: полное отсутствие колец у спутников их изрядно интригует. Теоретически ничего не мешает кольцам образовываться вокруг спутников. По словам Мэттью Тискарено, планетолога из института SETI (штат Калифорния), самый вероятный вариант появления колец вокруг какого-нибудь космического объекта — это мусор на орбите.



А он, в свою очередь, может появиться разными способами. Например, после того как астероид или комета, столкнется с объектом. Тогда с его поверхности в космос попадает определенное количество планетного материала, камней или льда.

Также на некоторых спутниках действуют многочисленные криовулканы. К примеру, на Энцеладе, спутнике Сатурна, криовулканические гейзеры выбрасывают водяной пар и частички льда на высоту более 500 км. Эти выбросы настолько мощные, что часть материала попадает в космос и формирует кольцо E у Сатурна. А у самого Энцелада кольца почему-то упорно не образуются, хотя, казалось бы, уж там-то они просто обязаны сформироваться.

После того, как на орбите что-то оказывается, гравитация, действующая вдоль экватора объекта, начинает преобразовывать это что-то в устойчивую структуру — кольцо. Но это правило работает только у планет, хотя многие спутники периодически страдают от столкновения с астероидами, отчего у них практически всегда есть мусор на орбите.

Поэтому Марио Сусекиа, астрофизик из университета Гренобль — Альпы (Франция), и его коллеги задались вопросом, могут ли кольца быть стабильными, если они образуются вокруг спутников.

И все же они были!

Первое исследование научная команда провела еще в 2022 году. Тогда ученые смогли доказать, что в теории у изолированных спутников вполне могут быть стабильные кольца. Но эта научная работа не учитывала влияние гравитации других спутников и планет, поэтому Сусекиа и сотрудники решили пойти дальше.

В октябре 2024 года они опубликовали в журнале «Астрономия и астрофизика» новое исследование, где рассмотрели пять наборов спутников и соседних планет, к которым добавили гипотетические кольца. В этот перечень вошла даже система Земля-Луна.

Ученые смоделировали поведение этих колец в течение миллиона лет, учитывая гравитацию родительских лун, других спутников и планет. Также они проанализировали, насколько хаотично двигаются частицы внутри колец, чтобы оценить их стабильность.

Начиная исследование, французские ученые предполагали, что кольца вокруг спутников будут нестабильными из-за силы притяжения других небесных тел. Астрономы из Гренобля ожидали, что такие кольца быстро распадутся или изменять свое положение.

Однако результаты моделирования оказались неожиданными. Оказалось, что большинство рассматриваемых колец оставались стабильными в течение долгого времени (до миллиона лет).

Справедливости ради стоит сказать, что некоторые спутники так и не смогли сформировать вокруг себя устойчивые кольца. К примеру, это совершенно не получилось у Мимаса, спутника Сатурна, который за характерную внешность называют Звездой смерти.



Зато Япет, один из спутников Юпитера, показал практически идеальную степень стабильности, если бы у него были кольца. Даже наша соседка Луна продемонстрировала очень высокую вероятность поддержания стабильной системы колец. 95% — это очень большое, надежное число.


— Сусекиа.

Но куда же они все-таки делись?

Французские ученые считают, что кольца, которые могли ранее существовать вокруг спутников, разрушились из-за негравитационных факторов. Их могли погубить солнечное излучение и взаимодействие с заряженными частицами из магнитных полей планет.

Впрочем, есть и другая версия. Причиной разрушения колец могла стать собственная гравитация спутников. Поскольку большинство спутников вращаются относительно медленно (как Луна вокруг Земли), частицы колец движутся значительно быстрее, чем сам спутник. В результате гравитационное воздействие спутника приводит к постепенному разрушению орбит частиц, и они падают на поверхность спутника.

Словом, загадка так и не решена…