Кажется очевидным, что непрозрачные вещества должны содержать больше материала, чем более прозрачные. Например, грязная вода имеет больше взвешенных частиц, чем чистая. И соответственно вы можете подумать, что непрозрачные области в кольцах Сатурна содержат больше материала чем те, что кажутся прозрачными.
Но это не всегда так. Согласно недавнему исследованию колец, проведенному на основе полученных данных от космического аппарата NASA «Cassini», связь между плотностью кольца и его прозрачностью практически отсутствует.
Новое исследование Кольца B, самого яркого и тяжелого кольца Сатурна, согласуется с результатами предыдущих исследований, которые обнаружили аналогичные свойства и для других главных колец газового гиганта.
Ученые «взвесили» почти непрозрачный участок Кольца B путем анализа спиральных волн плотности (структура каждой волны напрямую зависит от количества и массы вещества в той или иной области) и обнаружили, что количество материала в более прозрачных областях незначительно отличается от количества в непрозрачных.
«В настоящее время пока неясно, сколько регионов с тем же количеством материала может иметь такие различные помутнения. Это может быть связано с размером или плотностью отдельных частиц или со структурой самого кольца», – сказал Мэтью Хедман, ведущий автор исследования из Университета штата Айдахо.
«Внешность может быть обманчива. Хорошая аналогия – туманный луг гораздо менее прозрачный, чем бассейн с водой, хотя бассейн является более плотным и содержит гораздо больше воды», – добавил со-исследователь миссии «Cassini» Фил Николсон из Корнелльского университета.
Исследование массы колец может дать ученым важную информацию о их возрасте. Менее массивные кольца развиваются быстрее, чем более массивные, содержащие больше материала. Таким образом, менее массивное, чем считалось ранее, Кольцо B, возможно, очень молодое, и его возраст не несколько миллиардов лет, как считалось ранее, а несколько миллионов.
«Полученные данные о Кольце B помогли нам сделать существенный шаг в составлении возрастной карты колец Сатурна. Они настолько великолепные, что невозможно противостоять желанию понять, когда и как они образовались», – сказала Линда Спилкер, ученый миссии «Cassini» из Лаборатории реактивного движения NASA.
Кольца Сатурна сильно отличаются от колец других планет-гигантов в нашей Солнечной системе. Объяснение, почему они такие яркие и огромные, является важной задачей в понимании их формирования. А плотность материала, упакованного в каждой секции кольца, является важнейшим фактором в описании физических процессов, сформировавших их.
«Анализ также обнаружил, что общая масса Кольца B является неожиданно низкой. И это удивительно, так как некоторые части этого кольца в 10 раз менее прозрачные, чем соседние кольца», – сказал Мэтью Хедман.
Данное исследование раскрыло некоторые тайны колец шестой планеты Солнечной системы, однако, более точное измерение их массы только предстоит. В 2017 году ученые планируют направить «Cassini» внутрь колец Сатурна, и его измерения, как ожидается, наконец-то раскроют тайну истинной массы этих впечатляющих «спутников» газового гиганта.