Кольца Сатурна появились не позже, чем динозавры на Земле, как считалось ранее, а имеют такой же возраст, как и сама планета-гигант. Ученые пришли к выводу, что кольца Сатурна существуют не сотни миллионов лет, а несколько миллиардов лет. Это исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience, сообщает Space.
Долгое время возраст колец Сатурна оставался предметом дискуссий. Некоторые исследователи полагали, что они образовались вместе с планетой около 4,5 млрд лет назад из ледяных обломков, оставшихся после формирования Солнечной системы. Другие же считали, что кольца имеют всего несколько сотен миллионов лет и возникли в результате разрушения ледяного спутника под действием гравитации Сатурна.
В 2004 году к Сатурну прибыл космический аппарат "Кассини", который зафиксировал, что крупные куски льда и мелкие ледяные частицы, составляющие кольца планеты, не загрязнены пылью от ударов микрометеоритов. Хотя ожидалось, что такие удары должны были происходить на протяжении миллиардов лет. Это означает, что кольца выглядели яркими и чистыми, так как в них не было обнаружено темной пыли.
Таким образом, ученые предположили, что возраст колец Сатурна составляет примерно 100-400 млн лет. Для сравнения, динозавры появились на Земле около 230 млн лет назад. Теперь же исследователи установили, что кольца Сатурна значительно старше, и есть объяснение, почему лед внутри них оставался чистым на протяжении миллиардов лет.
Когда Сатурн образовался 4,5 млрд лет назад, Солнечная система была гораздо более хаотичным местом в течение примерно 500 млн лет. В это время происходила миграция различных каменистых тел, что увеличивало вероятность столкновений между ними. Ученые считают, что одно из таких столкновений могло привести к образованию колец Сатурна.
Авторы исследования разработали компьютерную модель, имитирующую столкновения микрометеоритов с ледяными глыбами, из которых состоят кольца Сатурна. Моделирование показало, что такие столкновения происходят на скорости свыше 100 000 км/ч.
Ученые обнаружили, что такие столкновения могут создавать температуру более 9700 градусов Цельсия, что приводит к испарению микрометеоритов. После этого газообразные вещества расширяются, остывают и конденсируются в магнитном поле Сатурна, что приводит к образованию микроскопических частиц.
Моделирование показало, что эти частицы в основном либо сталкиваются с Сатурном, либо улетают в космос, и лишь небольшая их часть загрязняет кольца, благодаря чему они остаются относительно чистыми. То есть кольца не затемняются ударами микрометеоритов.
На основе полученных данных ученые пришли к выводу, что возраст колец Сатурна на самом деле составляет 4-4,5 млрд лет. Эти выводы могут быть подтверждены будущими миссиями к Сатурну.