КОЛЬЦО САТУРНА

Размеры планет, следующих за Юпитером, начинают идти на убыль. Сатурн хотя и велик, но по размерам несколько меньше Юпитера. Характерной особенностью Сатурна является его кольцо - то самое странное образование, которое Галилей принял поначалу за двух «прислужников» Сатурна.

Кольцо Сатурна - уникальное, неповторимое, единственное в своем роде явление в Солнечной системе. Оно образовано миллиардами миллиардов твердых частиц размерами от песчинки до небольшого камешка. При рассматривании в небольшой телескоп все они, конечно, сливаются воедино, и кажется, что около Сатурна действительно расположено широкое плоское кольцо.

Толщина кольца ничтожно мала; она составляет всего что-нибудь от 10 до 20 км. Ширина же кольца превышает 130 тыс. км. Ширины кольца достаточно, чтобы в воображении прокатить по нему гигант Юпитер. Расположено кольцо строго в плоскости экватора Сатурна.

Выдающаяся русская женщина-математик С. В. Ковалевская, французский астроном Рош и другие ученые детально исследовали вопрос о влиянии на спутники планет приливных деформаций. Чем больше планета и чем ближе подходит к ней какой-либо спутник, тем заметнее становится в особенностях его поведения влияние приливных сил. Можно найти границу, переступить которую спутник данного размера «не имеет права». Если же под влиянием каких-либо обстоятельств он пересечет эту границу и вступит в окружающую планету «опасную зону», то возросшие приливные силы разорвут спутник на мелкие осколки.

Опасная для спутников зона вокруг планет носит название «зоны Роша». Обычные спутники в пределах этой опасной зоны существовать не могут. Кольцо же Сатурна лежит целиком внутри «зоны Роша».

Вокруг Сатурна за пределами «зоны Роша» обращается несколько крупных спутников. Возмущающее влияние их на кольцо Сатурна вызывает точно тот же эффект, который возмущающее действие Юпитера оказывает на пояс астероидов. Каждый из ближайших спутников Сатурна сгоняет с орбит те частицы кольца, период обращения которых кратен периоду обращения данного спутника. В связи с этим в кольце Сатурна наблюдаются четкие щели. Две самые заметные из них по имени открывателя носят название «щелей Кассини». Другие были обнаружены гораздо позднее.

Кольцо Сатурна, разделенное «щелями Кассини», как оно видно в крупные телескопы, уже не производит впечатления единого образования. В научной литературе часто говорят о трех, как бы вложенных одно в другое, кольцах Сатурна.

Фотография Сатурна 15 декабря 1966 г., на которой французский астроном Одуэн Дольфюс открыл его десятый спутник (отмеченный стрелкой). При фотографировании диск Сатурна закрывался специальной пластинкой, ослаблявшей его яркость в 100 раз. Из-за этого по бокам планеты наблюдается ореол. На фотографии видны еще 4 спутника Сатурна: слева - Диона, справа - Энцелад и Фетида (их изображения соприкасаются друг с другом) и еще правее - Титан

Среднее из них самое широкое и самое яркое. Внутреннее кольцо, напротив, едва различимо и настолько прозрачно, что сквозь него звезды наблюдаются почти без ослабления блеска. Его называют «креповым кольцом».

До последнего времени астрономам было известно 9 спутников Сатурна. Самым близким к планете, оказывающим небольшое возмущающее действие и ответственным за несколько щелей в кольцах считался Мимас. Однако концы с концами здесь в полной мере не сходились.

Чтобы четко согласовать теорию и наблюдения, астрономам очень не хватало еще одного, близкого к планете спутника. Но поиски его были в высшей степени затруднены. Обнаружить слабый и близкий к планете спутник мешает яркость колец.

Тут, однако, следует учесть важную особенность. Сатурн обращается вокруг Солнца так, что плоскость колец всегда остается параллельной самой себе. Вследствие этого, наблюдая Сатурн с Земли, мы видим его кольца попеременно под разными углами. В какой-то момент времени они повернуты к Земле так, что видны наилучшим образом. В этот период лучше всего изучать природу колец и делящих их темных щелей.

По мере движения Сатурна по орбите наблюдаемый разворот колец уменьшается, и в конце концов мы видим кольца Сатурна строго с ребра. Так как они очень тонки, то наблюдать их в это время вообще невозможно. Кольца в такие периоды как бы вовсе исчезают. Это, между прочим, и объясняет загадочное происшествие с Галилеем, когда он вдруг потерял из виду обоих «прислужников» Сатурна.

Периоды мнимого исчезновения колец наступают примерно каждые 15 лет. Последний раз это происходило в конце 1966 г.

Такой период очень благоприятен для поисков близкого к планете спутника. Им-то успешно и воспользовался известный французский исследователь планет Одуэн Дольфюс.

Кольца Сатурна в 1966 г. исчезали дважды: в октябре и в декабре. В октябре Дольфюс гостил в Советском Союзе и использовал это время для предварительных наблюдений на нескольких советских обсерваториях. В декабре, вернувшись во Францию, он предпринял систематическое фотографирование планеты, которое завершилось открытием десятого, очень близкого к внешнему кольцу спутника Сатурна.

Телеграмма об открытии десятого спутника Сатурна была разослана по каналам связи Международного Астрономического Союза 1 января 1967 г.

В наши дни астрономы продолжают часто открывать блуждающие члены Солнечной системы - астероиды. Но открытие «жильцов с постоянной пропиской» - планет и их спутников - теперь явление из ряда вон выходящее. Десятый спутник Сатурна стоит, пока пишется эта книга, последним по счету в ряду подобных открытий. По предложению Дольфюса он получил имя Янус.

Кроме изучения колец Сатурна и его спутников, астрономы, разумеется, уделяют внимание и физическим особенностям строения этой планеты. Но известно по этому поводу немного.

Детали в атмосфере Сатурна наблюдаются, но они гораздо менее ярко выражены, чем на Юпитере. Эти детали не отличаются постоянством. В целом строение Сатурна должно во многом напоминать строение Юпитера. Наибольшую долю среди химических элементов, слагающих Сатурн, занимает водород. Важной отличительной особенностью Сатурна является чрезвычайно низкая средняя плотность. Она меньше плотности воды - всего 0,7 г/см3.

Юпитер и Сатурн - самые крупные планеты из группы во-дородно-гелиевых планет-гигантов. Но основные особенности строения их, по-видимому, распространяются и на другие планеты этой группы, в частности на планету Уран. Детальное исследование физических условий на Уране и еще более далеких планетах затруднено их огромным удалением от Земли. И преимущественное внимание при изучении этих планет как прежде, так и теперь уделяется особенностям их орбитального движения вокруг Солнца.