Дивовижні за красою кільця першими відкрили Сатурна. Це зробили в XVII столітті великі астрономи Гюйгенс і Галілей, які побачили у телескопи навколо гіганта широке кільце. У ХІХ столітті астрофізик з Росії А. Білопольський і фізик з Англії Дж. Максвелл зуміли довести, що кільце, яке в телескопи здавалося суцільним, таким бути не може. Подальше вивчення показало, що Сатурн - це справді планета з кільцями.
Кільця Сатурна
Спочатку кільця викликали захоплення і здивування, але подальше їх вивчення показало, що вони з'явилися недарма, а відіграють значну роль в утворенні планет та вивченні Всесвіту. Вченим вдалося встановити, що кільця складаються з великої кількості мікроскопічних частинок і великих брил льоду і розташовані по екватору. Вони, за космічними мірками, тонкі, лише кілька кілометрів, тоді як ширина становить до сотні кілометрів.
Планета з кільцями не переставала дивувати астрономів. Якщо спочатку вважалося, що Сатурн має лише чотири кільця, і вони були позначені латинськими літерами A, B, C, D, то надалі було встановлено п'яте, віддалену на більшу відстань від планети, ніж інші. Воно було позначено літерою Е. Правда, до певного часу існування кілець D та E у вчених викликало сумніви.
Після передачі даних американськими міжпланетними станціями доскональному вивченню зазнали матеріали та фотографії кілець. Шосте (F) було виявлено станцією "Піонер-11". Знімки кілець Е і D були надіслані станцією "Вояджер-1", що розвіяло сумніви вчених у їхньому існуванні.
Скільки кілець у Сатурна
Планета з обручками привертала до себе дедалі більше уваги. Продовжуючи вивчати їх, вчені дійшли сенсаційного відкриття. Як виявилось, їх не шість, а набагато більше. Загальне число не встановлено, але астрономи припускають, що кількість може становити тисячу кілець.
Як видно за фотографіями, надісланими «Вояжером-2», неширокі кільця складаються з тонших кільця або, як їх називають, пасм. Найцікавіше, що не всі вони мають правильну форму. Було встановлено, що одне з кілець змінює товщину від 80 до 25 кілометрів.
Чому розшаровуються кільця
Як можна пояснити таку структуру кілець? Гіпотез висловлюється кілька, але найцікавішим вважається, що розшарування кілець відбувається через сили гравітаційного впливу, наданих супутниками Сатурна, як великими, а й малими, які були відкриті порівняно недавно з допомогою космічних апаратів. Астрономи звернули увагу на невелику в порівнянні з іншими ширину кільця F і припустили, що це якось пов'язане з супутниками планети. За розрахунками їх має бути два. Один знаходиться на зовнішній стороні кільця, інший – на внутрішній. Вони отримали назву пастухи. Вважається, що супутники, впливаючи на частинки, заганяють їх назад.
Загадки Сатурна
Сатурн – планета, кільця якої ставлять перед людиною чимало загадок. Щодо нещодавно астрономами було виявлено так звані спиці - радіальні утворення, що пронизують кільця на тисячі кілометрів. Вони обертаються навколо планети, як спиці колеса навколо осі. Відразу виникає питання, що це таке. Складовими кілець вони не можуть бути, тому що їх частки знаходяться на різній відстані та рухаються з різними швидкостями. Це призвело б до їх швидкого руйнування.
Вивчивши безліч фотографій та провівши аналіз, вчені встановили, що спиці разом із планетою роблять повний оберт навколо осі Сатурна. Це дозволило припустити, що вони знаходяться на певній відстані від кілець і утримуються ними за допомогою електростатичних сил. Рух свій разом із планетою вони здійснюють під впливом магнітного поля планети, а складаються, як і кільця, із дрібних частинок. У кільці F були виявлені переплетення тонких кілець-ниток та потовщення. Це загадка Сатурна. Чому це відбувається, поки що пояснити астрономи не можуть. Є лише припущення, що у них діють електромагнітні сили.
Кільця в інших планет
У 1977 році під час вивчення Урана були виявлені кільця, що призвело вчених у деяке сум'яття, тому що до цього вважалося, що тільки Сатурн має такий феномен. Вчені стали замислюватися над тим, у яких планет є кільця. Станцією «Вояджер-1» виявили слабке кільце у Юпітера. Сьогодні добре відомо, що всі газові планети-гіганти Сонячної системи мають. Таких планет чотири – Сатурн, Юпітер, Нептун, Уран. Цей список поповнив астероїд Харікло і, як вважає низка вчених, вони є у супутника Сатурна – Реї.
Припускають, що інші планети окольцованы. Але які планети мають кільця, поки що не відомо. Розрахунки деяких астрономів підтверджують їхнє існування у карликової планети Плутон. Але досі це не підтверджено, як і у випадку з супутником Реї.
Кільця Юпітера
Ще одна гігантська газова планета, що має кільця, це Юпітер. Система їх слабка, складається з пилу і включає чотири компоненти: товстий тор з частинок - Гало, дуже тонкий і щільний - Головне кільце і два слабких і широких, що називаються павутинними кільцями. Як припускають вчені, вони утворені із пилу з супутників планети. За припущенням, існує ще одне кільце, але цього немає підтверджень.
Кільця Нептуна
Планета з кільцями у Сонячній системі – газовий гігант Нептун. Його структуру виявлено порівняно недавно і мало вивчено. Вона складається з п'яти компонентів, утворених частинками льоду, покритих силікатами та ще невідомим матеріалом, заснованим на вуглеці. Кільця носять назви Адамса, Левер'є, Гало, Ласселл та Араго.
Цікавий факт, що перше кільце було виявлено американським астронавтом Е. Гвіаном. Але пізніше, проводячи спостереження, астрономи помітили, що його не повне, що нагадує поршневі кільця. Планета в цей час входила в тінь. Чому так вийшло, лишилося не з'ясованим. Найвіддаленіше кільце має п'ять дуг. Їхнє походження також не з'ясоване. Знімки з «Вояджера-2» дозволили виявити слабкіші кільця, які мали масивну структуру.
Кільця Урану
У планети виявлено систему з 13 кілець, що складаються з водяного льоду, органіки, пилу та об'єктів, розмір яких становить від кількох десятків сантиметрів до 20 метрів. Вони надзвичайно темні, непрозорі та неширокі. Імовірно, між основними складовими системи є слабкі пилові кільця і дуги. Вважається, що система утворилася від зіткнення супутників, які раніше були у планети.
Наша Сонячна система складається з Сонця та планет, зірок, комет, астероїдів та інших космічних тіл. Сьогодні ми поговоримо про планети, які оточені кільцями. Які планети мають кільця, Ви дізнаєтеся з цієї статті.
Як називається планета з кільцями?
Переважно кільця мають лише планети-гіганти, про які ми поговоримо нижче. Кільця є утворенням з пилу і льоду, які обертаються навколо небесного тіла. Концентруються вони біля екватора і цим утворюють тонкі лінії. Така особливість пов'язана з осьовим обертанням планет: стабільне гравітаційне поле є в екваторіальній зоні. Це й утримує обручки навколо планети.
Які планети мають кільця?
У нашій Сонячній системі кільця є у планет-гігантів. Найбільші та чітко видимі кільця у Сатурна. Вперше їх виявив у 1659 році голландський астроном Християн Гюйгенс. Усього кілець 6: найбільше з них поділено на тисячі маленьких кілець. Вони складаються зі шматочків льоду різного розміру.
Наприкінці ХХ століття, коли винайшли космічні кораблі та точні телескопи, вчені побачили, що кільця мають не тільки Сатурн. 1977 року під час дослідження Урана, помічено світіння навколо нього. Виявилося, що це обручки. Так було відкрито 9 кілець, а «Вояджер-2» у 1986 році виявив ще 2 кільця – тонких, вузьких та темних.
У 1979 році космічний апарат "Вояджер-1" відкрив кільця навколо планети Юпітер. Його внутрішнє кільце слабке і стикається з атмосферою планети. І, нарешті, 1989 року «Вояджер-2» виявив навколо Нептуна 4 кільця. Деякі їх мали арки, області, де спостерігалася підвищена щільність речовини.
Проте сучасна високоточна техніка дозволила відкрити нові таємниці нашої системи. Останні дослідження вчених показали, що каблучки є у супутника Сатурна – Рея. Також карликова планета Хаумеа, що обертається у периферійній частині Сонячної системи, має свою систему кілець.
Для початку перерахуємо всі планети Сонячної системи
- Меркурій
- Юпітер
- Плутон
- Наша планета Земля
- Венера
Є ще припущення або твердження, що існує 10-а планета Сонячної системи Ксена, так раніше називали цей об'єкт або Еріда, ця назва зустрічається частіше. Спорт у сторонників йде досі.
Отже, тепер розглянемо особливості планет
Кільця є у всіх Газових Гігантів-планет нашої сонячної системи
а саме це
- Юпітер
З дитинства ми всі чули про кільця Сатурна, цю планету ми бачили на багатьох картинках і навіть у ялинкових гірляндах
Так кільця Сатурна виглядають зблизька і сама планета
Наступна планета – це Нептун
Кільця Юпітера
Кільця планет в основному складаються з каміння, пилу, замерзлого льоду різних розмірів і обертаються (частково) навколо цих планет.
Нещодавно виникла теорія виникнення кілець Сатурна. Вчені припустили, що Сатурн поглинув свої супутники, що обертаються навколо нього.
Насправді Астрономія - наука, у якій мають право життя безліч різних теорій.
До Сатурна була запущена станція Кассіні, і ось 11 років спостережень за Сатурном виклали в стислому 3-годинному ролику на ютюбі
Дуже цікаве відео, політ Кассіні дав відповідь астрономам на багато питань, у тому числі і на питання, пов'язані з кільцями Сатурна!
До Юпітера також була відправлена космічна станція Юнона, але виникли деякі неполадки з двигуном, проте вчені, кажуть, що це частково обмежує місію, але не ставить її в розряд провальних, про це можна сперечатися довго, але політ продовжується
до Урану польотів не було, єдиний апарат, який пролітав повз - це Вояджер 2, мета якого безповоротний політ за межі сонячної системи, в 1986-му році він пролітав повз Уран. Наразі планується місія – запуск космічної станції до Урану. Як і коли це станеться - залишається лише чекати відповідей від організацій, які готові взяти участь у цьому проекті
КІЛЬЦЯ ПЛАНЕТ, освіти, що обертаються навколо планети в її екваторіальній площині та мають вигляд диска. Кільця планет розташовані на певній відстані від планети і складаються з сукупності твердих частинок невеликого розміру, що є практично нескінченною кількістю дрібних супутників планети. У Сонячній системі кільцями мають усі планети-гіганти, у планет земної групи кілець немає. Найбільш відома система кілець Сатурна (вперше спостерігав Г. Галілей у 1610; Х. Гюйгенс у 1655 р. встановив, що це система кілець). В інших планет-гігантів кільця відкриті лише в 1970-80-х роках (у Урана - при покритті ним зірки, у Юпітера і Нептуна - при прольоті поблизу планет КА Вояджер).
Структура кілець.Кільце Юпітера розташоване на відстані 50 тисяч кілометрів від умовної межі в атмосфері планети (з тиском близько 1 атмосфери) і має ширину близько 1000 км. Кільце є область відносно малої щільності, заповнену переважно силікатними частинками малого розміру (менше 10 -5 м), що надають області оранжевий колір. У напрямку Юпітера і від нього цю область продовжує дифузна туманність більш-менш однорідної структури.
Реклама
Кільця Сатурна мають значно складнішу структуру. Вони виділяють сім областей (зон).
Три основні концентричні зони: зовнішнє кільце А, найбільш яскраве середнє кільце (ці кільця можна спостерігати навіть у звичайний бінокль) і досить прозоре «крепове» внутрішнє кільце С, що не має різкої межі (рис. 1). Кільця А і В розділені так званою щілиною Кассіні шириною близько 4700 км, кільця S і С - так званою щілиною Максвелла шириною близько 270 км. Найбільш близьку до планети внутрішню область кільця З виділяють як кільце D. Біля зовнішньої межі кільця А знаходиться дуже вузьке кільце F нерегулярної форми, за яким розташоване кільце G і зовнішнє, практично прозоре кільце Е. Зовнішня межа кільця А знаходиться на відстані близько 75 тисяч км від умовного кордону у атмосфері планети (з тиском 1 атмосфера), внутрішня межа кільця З — з відривом близько 20 тисяч кілометрів. Таким чином, довжина чітко помітних кілець Сатурна - близько 55 тисяч км, тоді як їх товщина не перевищує 3,5 км. Переважаючий розмір часток кілець — кілька сантиметрів, але трапляються також частинки з характерним розміром кілька мікрометрів і великі фрагменти розміром одиниці і десятки метрів. Дрібні частинки беруть участь в утворенні пилової плазми, що знаходиться над площиною кільця В. Пилева плазма утворює темні радіальні смуги (так звані спиці — dark spokes), контрольовані магнітним полем планети. Кутова швидкість «спиць» (на відміну кеплерової швидкості частинок кілець) збігається з кутовою швидкістю власного обертання планети. Щільність кілець невелика – крізь них просвічують зірки. За даними ІЧ-спектрометрії, частки кілець Сатурна, ймовірно, складаються з водяного льоду або частинок іншого хімічного складу, покритих льодом. Сумарна маса частинок кілець приблизно відповідає супутнику діаметром близько 200 км. Відповідно до законів Кеплера, швидкість руху частинок у внутрішній зоні кільця більша, ніж у зовнішній.
Екватор Сатурна нахилений до площини екліптики під кутом 27 °, тому в різних точках орбіти планети кільця при спостереженні із Землі видно під різними кутами. При найбільш сприятливої конфігурації видно всю ширину — спостерігається так зване розкриття кілець. В іншому граничному випадку кільця виглядають як дуже тонка смужка, видима лише великі телескопи. Це відбувається, коли площина кілець проходить через центр Сонця та його бічна поверхня виявляється неосвітленої чи коли кільця звернені до спостерігачу Землі «ребром». Період звернення Сатурна навколо Сонця і відповідно повний цикл зміни фаз кілець становить близько 29,5 років.
Кільця Урана (рис. 2) дуже темні та вузькі, складаються з частинок, що не мають крижаної оболонки. До кінця 2008 року в Урана відкрито 13 кілець, що позначаються літерами грецького алфавіту (α, β, γ, …). Найбільше з цих кілець (ε) має нерівномірну ширину та форму. Площина кілець Урана майже перпендикулярна площині екліптики.
Кільця Нептуна утворені темними частинками та складаються із чотирьох вузьких зон. Вони відрізняються ще більш нерегулярною формою і змінною щільністю, тому вони складаються з окремих «арок». Два найбільш характерних кільця з арками названі на честь вчених Дж. К. Адамса та У. Левер'є, що передбачили існування Нептуна шляхом розрахунку його орбіти.
Формування кілець.Утворення систем кілець навколо планет-гігантів є наслідком законів механіки і нагадує процес формування планет. Всі кільця знаходяться всередині так званої Роша межі - області, в якій супутник планети може бути розірваний на частини за рахунок сил. Цей ефект перешкоджає консолідації частинок, що знаходяться поблизу планети, і, відповідно, утворення великих супутників. Сучасна конфігурація кілець зобов'язана своїм походженням впливу гравітаційного тяжіння супутників планети, що у найближчих околицях (або навіть усередині) структури кілець і називаних з цієї причини «пастухами». Частинки кілець, що самі є маленькими супутниками, виявляються в резонансах з більшими супутниками планети (тобто відношення періоду їх звернення до періоду звернення супутника виражається простим дробом — 1/2, 2/3 тощо). Це призводить до порушення однорідної структури кілець, зокрема до утворення всередині них щілин (наприклад, щілини Кассіні в кільцях Сатурна), за своєю природою аналогічних «порожнім» областям (так званим люкам Кірквуда) у Головному поясі астероїдів (дивися Астероїди). Ті ж причини викликають генерацію хвиль щільності, формування ієрархічної структури кілець та їх розшарування на тисячі тонких спіральних кілець (ringlets), що спостерігаються у структурі основних кілець Сатурна (рис. 3).
Наявність супутників з дуже близькими орбітами призводить також до ефекту гравітаційного фокусування та концентрації частинок у тонких кільцях Урану та до утворення згустків частинок (арок), що дрейфують в азимутальному напрямку біля кілець Нептуна. Механізм утворення арок до кінця не зрозумілий, хоча одним з пояснень служить наявність резонансів частинок кілець із супутником Нептуна Галатею, оскільки ексцентриситети та нахилення орбіт частинок та супутника практично одні й ті самі. Резонанси перешкоджають рівномірному розподілу частинок вздовж орбіти. Таким чином, кільця планет є складною відкритою системою частинок, що знаходяться в орбітальному русі і одночасно відчувають хаотичні взаємодії. Через війну системі виникає ефект самоорганізації, що створює впорядкованість у змінах кілець (насамперед рахунок виникнення колективних процесів та наявності у дискової системі непружних зіткнень макро-частинок). Механізм самоорганізації закладено у самій системі; близькі супутники планети надають додатковий «стимулюючий» вплив.
Існують дві основні гіпотези походження кілець планет: 1) утворення кілець із частинок протопланетної хмари (з яких сформувалися супутники поза межами Роша); 2) виникнення кілець планет внаслідок розпаду астероїда чи комети, які потрапили всередину межі Роша. Характерним прикладом останньої події є кільце Юпітера. На користь другої гіпотези свідчить також оцінка часу існування кілець — близько 0,5 мільярда років, що значно менше віку Сонячної системи (близько 4,5 мільярда років). У межах цієї гіпотези слід вважати, що кільця планет періодично виникають і зникають у результаті гравітаційного захоплення планетою малого тіла та його подальшого руйнування. Іншим аргументом, що підтверджує гіпотезу розпаду, можуть бути, наприклад, переважно крижані частинки кілець Сатурна. Ці частки мають високий альбедо, т. е. не покриті темною мікрометеорною речовиною, як це сталося б з реліктовими кільцями за час існування Сонячної системи.
Літ.: Planetary rings/Ed. R. Greenberg, А. Brahic. Tucson, 1984; Горький Н. Н., Фрідман А. М. Фізика планетних кілець. М., 1994; Miner Е., Wessen R., CuzziJ. Planetary ring systems. Ст; N. Y., 2007.
М. Я. Маров.
ЯКІ ПЛАНЕТИ МАЮТЬ КІЛЬЦЯ?
У планет-гігантів Юпітера, Сатурна та Урана є кільця. Вперше кільце Сатурна було відкрито голландським вченим Гюйгенсом в 1656 році, хоча ще раніше Галілей, розглядаючи Сатурн у свій слабкий телескоп, виявив, що ця планета чимось оточена. Вивчення Сатурна показало, що кільце з поверхнею планети ніде не стикається, складається з кількох кілець, вкладених один в одного і розділених проміжками. Кільця є суцільними, а складаються з окремих частинок, великих і дрібних, які як супутники обертаються навколо планети, разом утворюючи кільця. Внутрішні обручки обертаються навколо планети з більшою швидкістю, ніж зовнішні. Вчені вирахували ці швидкості, і виявилося, що так оберталися б супутники Сатурна, тобто. в повній відповідності до законів Кеплера, вісь Сатурна нахилена до площини його орбіти, тому в телескоп спостерігається зміна виду кільця. Галілею ці обручки здалися якимись загадковими «вухами». Наявність кільця у Юпітера передбачив 1960 року вчений С.К.Всехсвятський, а 1979 року його сфотографували американські станції «Вояджер». Кільце Юпітера дуже тонке, складається з дрібного каміння та пилу.
Воно звернене до Землі рубом і тому із Землі не видно.
Уран має дуже тонкі кільця, які телескоп не спостерігаються. За допомогою «Вояджера» виявили 11 чітких кілець та кілька нечітких, так званих дифузних. Дослідження супутників і кілець далеких планет у майбутньому продовжаться і, напевно, принесуть багато цікавого.
Копіювання матеріалів допускається лише із зазначенням активного посилання на статтю!
Інформація
Відвідувачі, які перебувають у групі Гості, не можуть залишати коментарі до цієї публікації.
Сатурн з його кільцем — найдивовижніша планетау сонячній системі. Широке, плоске кільце оточує екватор планети, як капелюх — її поля. Воно розташоване похило до того кола, яким Сатурноминає Сонце за 29,5 років. Тому в залежності від становища Сатурнана його шляху обручка повертається до нас то однією стороною, то іншою. Кожні 15 років воно розташовується до нас рубом, і тоді його не можна розглянути навіть у найсильніші телескопи, а це означає, що кільце дуже тонке: його товщина трохи більше 10 — 15 км.
Першим обручки Сатурна відкрив у XVII столітті Галілей, Гюйгенс. У ХІХ ст.англійський фізик Дж. Максвелл(1831-1879), що вивчав стійкість руху кілець Сатурна, і навіть російський астрофізик А.А. Білополіський (1854-1934) довели, що кільця Сатурнане можуть бути суцільними.
З Землі кращі телескопи видно кілька кілець, розділених проміжками. Але на фотографіях, переданих з АМС, видно безліч кілець. Кільця дуже широкі: вони простягаються над шаром планети на 60 000 км. Кожна складається з частинок і брил, що рухаються по своїх орбітах навколо Сатурна. Товщина ж кілець трохи більше 1 км. Тому, коли Земля при своєму русі довкола Сонцевиявляється у площині кілець Сатурна(це трапляється через 14-15 років, так було 1994 р.), кільця перестають бути видимими: нам здається, що вони зникають. Не виключено, що речовина, з якої складаються кільця, не увійшло до складу планет та їхніх великих супутників під час формування цих небесних тіл.
Знаменитий астроном Галілейу 1610 р. виявив, що Сатурноточений чимось. Але його телескоп був надто слабкий, і тому Галілей не зміг розібрати, що він бачить близько Сатурна. Тільки через півстоліття голландському вченому Гюйгенсу вдалося розглянути, що це насправді плоске кільце, яке оточує планету і ніде до неї не торкається.
Вивчення Сатурназа допомогою більш досконалих телескопів показало, що кільце розпадається на три частини, що становлять як би три незалежні кільця, вкладені одне в інше. Зовнішнє кільце відокремлюється від середнього темним проміжком - вузькою чорною щілиною. Середнє кільце яскравіше за зовнішній. Зсередини до нього примикає напівпрозоре, ніби туманне, третє кільце.
Що ж являють собою ці чудові кільця? Можливо, це справді тверді гладкі майданчики? Ні це не так. Видатні вчені - англійський фізик Максвелл (1831 - 1879) і російська жінка-математик С. В. Ковалевська (1850 - 1891) своїми розрахунками довели, що суцільне і тверде кільце такого розміру існувати не може: воно було б миттєво зруйноване під вплив силі тяжіння для різних його частин. Визначний російський астрофізик А. А. Білопольський ретельними спостереженнями Сатурнапідтвердив, що кільце справді не суцільне. Виявилося, що швидкість руху у різних частинах кільця різна. Це означає, що кільця складаються з дрібних уламків, кожен із яких звертається навколо Сатурназ такою швидкістю, яку мав би супутник планети, що годиться на такій же відстані. Кожен такий уламок - як би незалежний супутник, що сам по собі звертається навколо Сатурна.
Що ж є ці уламки?Це, мабуть, камінчики різного розміру: від кількох сантиметрів до метра в поперечнику, але, можливо, в кільцях є пил. Крім кілець, навколо Сатурнарухаються дев'ятьох супутників. З них один - Титан - за розмірами приблизно дорівнює Меркурію і трохи поступається йому за масою. Інші супутники мають різні розміри. Але всі вони значно менші за Титан.
Сатурнбагато в чому нагадує свого побратима Юпітера .
Багато дивні, на наш погляд, особливості Юпітера виражені у Сатурнаще різкіше. Наприклад, він стиснутий у полюсів ще сильніший і складається з речовини, легшої, ніж вода. Сатурн, Як і Юпітер, оточений суцільним хмарним покривом, але тільки ця туманна пелена на ньому менш строката. Смуги та плями на Сатурнехоч і є, але вони виділяються не так різко, як на диску Юпітера.
Атмосфера,в якій плавають хмари, має той самий склад, що і на Юпітері: у ній містяться метан та аміак. Відстань Сатурнавід Сонця становить 1426 млн. км, і сонячні промені там гріють у 90 разів слабше, ніж Землі, й у 3.5 разу слабше, ніж Юпітері. Зрозуміло, що й мороз там дуже сильний - він сягає 150°. Доба на Сатурнетривають 10 годин 14 хвилин
Астроном Ерік Мамайєк з Рочестерського університету та його напарник з Лейденської обсерваторії в Голландії виявили, що система кілець в однієї з екзопланет, яка проходить транзитом через сонцеподібну зірку J1407, має зовсім неймовірні з погляду нашої Сонячної системи пропорції. Вона набагато більша і набагато важча за систему кілець Сатурна. А взагалі ці кільця є першими, які були виявлені за межами нашої системи, а сталося це у 2012 році.
Колега Еріка, Меттью Кенфорті, він саме з Лейденської обсерваторії, провів аналіз і встановив, що виявлена кільцева система складається з більш ніж тридцяти кілець, кожне з яких має десятки мільйонів кілометрів у діаметрі. Крім того, було знайдено у кільцях проміжки, які вказують на те, що тут, можливо, могли сформуватися супутники (екзолуни).
“Деталі, які бачимо по кривим блиску, просто неймовірні. Транзитне затемнення зірки тривало кілька тижнів, але ми змогли побачити зміни на відрізках часу всього в десятки хвилин. Це пояснюється змінами мікроструктур у кільцях. Сама зірка дуже близько, щоб спостерігати кільця при прямих спостереженнях, але ми змогли створити докладну модель, засновану на раптових змінах яскравості зоряного світла через систему кілець місцевої екзопланети. Якби ми могли замінити кільця Сатурна кільцями екзопланети J1407b (1SWASP J1407 b), їх легко можна було б спостерігати вночі, і вони були б набагато більше, ніж повний Місяць”, – каже Кенворті.
“Ця планета є набагато більшою, ніж Юпітер або Сатурн, а її система кілець приблизно в 200 разів більша за сатурніанську. Можна сказати, що ми спостерігаємо супер Сатурн”, – вторить колезі Мамайєк.
Астрономи проаналізували дані про зірку, отримані проектом SuperWASP. Цей огляд розроблявся виявлення газових гігантів транзитним методом (коли екзопланета проходить диском своєї зірки, якщо цю подію можна побачити із Землі). У 2012 році Мамайєк та його колеги з Університету Рочестера повідомили про відкриття молодої зірки J1407, а також незвичайні затемнення. Тоді було запропоновано, що ці затемнення викликані присутністю протосупутниковим диском навколо молодої гігантської планети або коричневого карлика. Потім Кенворті провів нові дослідження із застосуванням адаптивної оптики та доплерівської спектроскопії, щоб оцінити масу кільцеподібного об'єкта. Після цього і вдалося дійти висновку, що вчені спостерігають у системі J1407 гігантську екзопланету (яку ще не вдалося знайти) з гігантською системою кілець, яка й відповідальна за повторне зниження блиску зірки. Проаналізувавши криву блиску, вдалося встановити, що діаметр кілець становить майже 120 мільйонів кілометрів, що більш ніж у 200 разів перевищує діаметр системи Сатурна, а маса речовини, що містять кільця J1407b, дорівнює приблизно масі всієї Землі.
Ось, що повідомляє Мамайек про те, скільки речовини міститься в цих дисках і кільцях: “Якби ми взяли і підірвали на шматочки чотири головні супутники Юпітера і розкидали б їх матеріал у кільця на орбіті планети, то це кільце було б таким непрозорим, що для віддаленого спостерігача, який дивився б на Сонце під час проходження цих кілець по його диску, відбувалося б сильне багатоденне затемнення. У випадку з J1407 ми спостерігаємо, що кільця блокують цілих 95 відсотків усього світла цієї молодої зірки багато днів. Таким чином, у цих кільцях міститься багато матеріалу, з яких можуть сформуватися супутники.
У вивчених даних астрономи виявили принаймні один проміжок у кільцевій структурі. Одне очевидне пояснення цьому – формування супутника у цій ділянці, який забрав весь будівельний матеріал і зробив проміжок у кільцях. Його маса може лежати в межах мас Землі чи Марса, яке орбітальний період навколо J1407b становить близько двох років. Вчені припускають, що за кілька мільйонів років кільця через формування нових супутників стануть менш щільними й у кінцевому рахунку зникнуть.
“Наукова спільнота, зайнята проблемами планетарної астрономії, протягом багатьох десятиліть висувала різні теорії про те, які кільцеві системи мали Юпітер та Сатурн на ранніх стадіях свого життя, які потім сформувалися у супутники. Однак, поки ми не виявили цю кільцеву структуру у 2012 році, ніхто ніколи раніше не спостерігав таких явищ”.
Вчені оцінюють, що орбітальний період екзопланети J1407b із системою кілець становить приблизно десятиліття. Масу точну визначити також складно, але найімовірніший діапазон становить приблизно 10-40 мас Юпітера. Вчені всіляко заохочують астрономів-аматорів також спостерігати за цією зіркою та фіксувати події її затемнення екзопланетою. Про результати таких спостережень можна повідомляти Асоціацію спостерігачів за змінними зірками (AAVSO).
Зображення
Система кілець навколо екзопланети 1SWASP J1407 b, погляд художника.
