Кольца Сатурна оказались гораздо моложе самой планеты. Ученые выяснили, что им не больше 400 млн лет

Кольца Сатурна. Источник: НАСА

Ученые изучили поток космической пыли, набегающей на Сатурн извне, и оценили по нему возраст колец, окружающих планету. Как следует из публикации на Science Advances, они оказались не старше 400 млн лет.

Раньше ученые считали, что кольца имеют примерно тот же возраст, что и Сатурн с остальными планетами Солнечной системы, то есть около 4,5 млрд лет. Кольца были открыты Галилео Галилеем в 1610 году, а в XIX веке астрономы догадались, что это не монолитные образования, а совокупность множества мелких объектов. В наше время было установлено, что кольца состоят почти полностью из чистого водяного льда.

При этом от 0,1% до 2% материала колец составляет космическая пыль. Частицы колец Сатурна должны выглядеть как плохо чищенный тротуар к весне: внутри снег и лед, снаружи грязь. Количество пыли ученые оценили по ухудшению отражающей способности льда: так количество пыли на зеркале можно оценить по тусклости отражения. Космическая пыль захвачена из микрометеоритов, бомбардировке которыми Сатурн подвергается из-за пределов сферы своего гравитационного влияния. Интенсивность бомбардировки измерялась с 2004-го по 2017 годы космическим зондом «Кассини», находившимся на орбите вокруг Сатурна. Его прибор — анализатор космической пыли — определил, сколько мелкого космического «мусора» налетает на Сатурн.

Авторы публикации на Science Advances проанализировали данные «Кассини» и рассчитали время возникновения колец. Анализатор космической пыли ловил космические микрочастицы и по их траекториям определял, были ли они экзогенными, то есть прилетели ли они из-за пределов сферы преимущественного гравитационного влияния Сатурна. Всего ученые поймали 163 пылинки. Из них только 73 оказались определенно экзогенными. Также ученые определяли радиус частиц и их скорость. Это нужно было для того, чтобы рассчитать, сколько килограммов пыли прилетает на квадратный метр колец в секунду. При этом учитывалось также, что Сатурн эффективно «засасывает» пыль за счет своей гравитации с большой площади — больше, чем площадь колец. Также учитывалось, что не вся пыль на деле уменьшает отражающую способность водяного льда — хотя бы потому, что сами микрометеориты могут частично состоять изо льда.

Зная, сколько пыли накопил в себе этот космический «пылесос» и сколько он ежесекундно «засасывал», ученые оценили возраст колец в диапазоне от 100 до 400 миллионов лет. В астрономических масштабах это время очень мало по сравнению с длительностью существования солнечной системы. Главный вывод статьи: кольца не могли сформироваться вместе с планетой. Не могли они сформироваться и во время «Поздней тяжелой бомбардировки» (интенсивной бомбардировки планет Солнечной системы кометами, случившейся примерно 4 млрд лет назад).