Ко́льца Ре́и — предположительно существующая система из плоских концентрических образований, расположенных в экваториальной плоскости спутника Сатурна , Реи .

Считается, что у одного из спутников Сатурна, Реи, может существовать своя кольцевая система, состоящая из трёх узких, относительно плотных колец. Это первый случай, когда кольца могут быть обнаружены не у планеты, а у её спутника. О возможности такого открытия было объявлено в статье журнала « Science » в начале марта 2008 года .

В ноябре 2005 года КА Кассини обнаружил, что в окрестностях спутника наблюдается торможение электронов высокой энергии магнитосферы Сатурна . Как утверждает команда исследователей, полученные данные могут быть удовлетворительно объяснены, если предположить, что электроны поглощаются неким твёрдым объектом, представляющим собой диск из нескольких колец или дуг, содержащих в себе частицы диаметром от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. Последующие исследования, специально проведённые аппаратом «Кассини» с помощью камеры с малым углом рассеивания, однако, не подтвердили предположение; в августе 2010 года было объявлено, что у Реи колец нет , а что касается причин наблюдающегося эффекта с торможением электронов, то причина его возникновения остаётся неясной . Тем не менее, цепочка отметин на поверхности спутника может представлять собой последствия падения частиц колец Реи, сошедших со своих орбит, так что вопрос остаётся открытым .

Обнаружение

« Вояджер-1 » наблюдал вышеупомянутый эффект торможения электронов , захваченных магнитосферой Сатурна, в окрестностях Реи ещё в 1980 году . Эти данные, на тот момент не имевшие объяснения, были получены при наблюдениях с гораздо большего расстояния, нежели данные «Кассини».

26 ноября 2005 года аппарат «Кассини» проводил целенаправленные исследования Реи. Он прошёл на высоте 500 км над поверхностью спутника и зафиксировал прерывание потока заряженных частиц магнитосферы Сатурна в тени спутника, когда аппарат находился в его тени . Поток электронов высокой энергии, захваченных магнитным полем планеты-гиганта, в этой области пространства уменьшался на 70 % . Подобные изменения были обнаружены также в случае с Дионой и Тефией , но в их тени поток уменьшался сразу, а когда Рея заслоняла «Кассини» от такого же потока, тот уменьшался не сразу, а постепенно, и только затем следовал резкий «обрыв». Подобные «затухания» начинали наблюдаться на расстоянии, совпадающим с радиусом сферы Хилла для данного спутника . При выходе аппарата из-за Реи наблюдался обратный эффект: сначала резкий «всплеск» плотности потока частиц, а потом дальнейшее его плавное повышение до выхода «Кассини» из сферы Хилла.

Схожее явление наблюдается и у Энцелада , но у последнего это связывается с наличием криовулканизма на его южном полюсе.

К тому же, магнитосферная камера космического аппарата обнаружила, что при изменении количества частиц в потоке в случае Реи есть как бы «ступеньки», причём симметрично — три при понижении и три при повышении на одинаковом расстоянии, что может быть объяснено наличием трёх колец или дуг вокруг Реи .

В августе 2007 года «Кассини» повторил свой манёвр, но на большем отдалении от спутника; результаты его измерений совпали с результатами «Вояджера-1».

В октябре 2009 года появилась публикация, в которой утверждалось, что цепочка отметин, ярких в ультрафиолетовом цвете и занимающих собой три четверти обхвата спутника вдоль его экватора (с отклонением от последнего максимум всего в 2°), может также представлять собой свидетельство наличия кольца или колец, частички которых, сойдя со своих орбит, упали на Рею .

Тем не менее, прямых доказательств или фотографических изображений вещества, препятствующего электронам, не существует, хотя обнаружить их было бы трудно. Дальнейшие исследования, выполненные всё тем же «Кассини» 2 марта 2010 года , не выявили наличие колец у Реи .

Интерпретация

Траектория полёта аппарата при проведении данных исследований затрудняет интерпретацию полученных данных.

Одной из причин прерывания потока заряженных частиц могли бы быть газ или пыль в окрестностях Реи, но объём, который по расчётам требуется для создания такого эффекта, намного больше, чем тот, что был обнаружен «Кассини». Поэтому команда исследователей пришла к заключению, что причиной служит именно наличие колец у спутника .

Простейшим объяснением симметричности при падении и росте потока может быть именно наличие у Реи трёх колец, обращающихся вокруг спутника в его экваториальной плоскости. Подобным образом уже удалось доказать наличие колец у Урана в 1977 году (тогда учёные планировали наблюдение за покрытием звезды Ураном, но оно состоялось до покрытия собственно планетой, причём несколько раз подряд). Небольшие отклонения от абсолютной симметрии объясняются как умеренным наклоном к местному магнитному полю, так и общими девиациями в потоке плазмы; ниже приведена таблица с округлёнными данными:

Тем не менее, не все учёные согласны с такой трактовкой имеющихся данных, они опираются на то, что на полученных изображениях нет колец, но составляющие их камни должны были бы присутствовать на фотографиях .

Физическая сторона вопроса

Моделирование показывает, что массивные камни могли бы оставаться на орбите в экваториальной плоскости вокруг Реи на протяжении астрономически значимых отрезков времени. Но вокруг Дионы и Тефии они не были бы устойчивыми, так как эти спутники находятся намного ближе к Сатурну, и их сферы Хилла значительно меньше. Вокруг Титана , например, такие кольца также не были бы устойчивыми, ибо быстро потеряли бы свою целостность, соприкасаясь с плотной атмосферой этой луны .

Высказываются различные предположения насчёт источника для материала этих колец. Есть версия, что камни могли быть выброшены на орбиту вокруг спутника в результате толчков или сотрясений на спутнике, что, в таком случае, произошло около 70 миллионов лет назад. Или небольшое тело было разрушено, попав в поле тяготения Реи. Так или иначе, камни должны были бы в конечном счёте распределиться по орбите в экваториальной плоскости спутника. Если принять мнение, что такие кольца устойчивы на протяжении долгих промежутков времени, то можно предположить, что они существуют даже со времён, когда формировалась сама Рея .

Примечания

Ссылки

• . membrana.ru. 2008-03-07 . Дата обращения: 22 марта 2012 .
• . membrana.ru. 2010-07-30 . Дата обращения: 22 марта 2012 .
• . CyberSecurity.ru. 2010-08-07. из оригинала 1 ноября 2011 . Дата обращения: 22 марта 2012 .