Тень Пана, спутника Сатурна, отбрасываемая на кольца планеты

Прометей отбрасывает тень на материал, который он вытащил из ядра кольца F своим гравитационным взаимодействием. 

Дафнис — 8-километровый спутник газового гиганта, открытый в мае 2005 года на снимках зонда «Кассини». Дафнис вращается внутри 42-километрового разрыва в кольце А, известного как щель Киллера.

Своей гравитацией спутник отклоняет частицы кольца: они притягиваются к нему в момент сближения, а затем вновь возвращаются в кольцо. Так как орбита Дафниса немного наклонена по отношению к плоскости колец, частички смещаются как вдоль этой плоскости, так и поперёк.

Образуются гребни волн, которые, при определённом взаимном положении Сатурна и Солнца, отбрасывают тень на кольца. Интересно, что на внутреннем крае щели Киллера волна идёт перед спутником, а на внешнем — позади него.

Это связано с различием в орбитальных скоростях: внутренний край щели движется быстрее, чем внешний.

АМС "Cassini"

 Фотография сделана зондом "Кассини" с расстояния около 1.4 миллиарда километров от нас.

На снимке видны волны гравитационного возмущения, размер спутника всего 8 километров

На снимке, сделанном зондом "Кассини" 20 марта 2009 года - игра света и теней в кольцах газового гиганта. В верхней части кадра видно южное полушарие Сатурна, освещенное рассеянным светом от колец, а в нижней - сами кольца, на которые падает тень от газового гиганта, делая их едва видимыми. Снимок сделан в естественных цветах при помощи широкоугольной камеры космического аппарата с расстояния примерно 892 тыс. км. от Сатурна. Масштаб изображения - 50 километров на пиксель.

Поверхность этого спутника испещрена ударными кратерами. Предположительно Гиперион состоит на 60 % из водяного льда с небольшой примесью камней и металлов, а остальные 40% занимают пустоты.

Кольца Сатурна могут быть такими же старыми, как и сама планета, несмотря на то, что выглядят значительно моложе и чище, чем этого можно было бы ожидать. Причиной этому является их устойчивость к загрязнению, заявили ученые в исследовании, представленном в журнале Nature Geoscience.

«Изначально считалось, что кольцам примерно 4,5 миллиарда лет, однако интерпретация наблюдений космического аппарата «Cassini» значительно снизила их возраст», – рассказывают авторы исследования.

Когда «Cassini» достиг системы Сатурна в 2004 году, он увидел, что кольца гиганта выглядят относительно яркими и чистыми. Это неожиданно, так как если бы они сформировались миллиарды лет назад, то за прошедшее время должны были загрязниться блуждающей по космосу пылью. Опираясь на наблюдения, ученые понизили возраст колец примерно до 400 миллионов лет.

«Мы проверили, так ли это, смоделировав столкновения каменистых тел с частицами ледяных колец. Оказалось, что зачастую удары приводят к полному испарению микрометеороидов, после чего пар расширяется, охлаждается и конденсируется в магнитном поле Сатурна, образуя заряженные наночастицы и ионы. Затем заряженные частицы либо сталкиваются с планетой, либо подвергаются электромагнитному втягиваются в атмосферу, либо полностью избегают гравитационного притяжения», – пояснили авторы исследования.

Моделирование показало, что на кольцах оседает очень мало материала, и это позволяет им оставаться относительно чистыми, поэтому низкий уровень загрязнения никак не свидетельствует о молодости.

«Мы предполагаем, что этот процесс потенциально может происходить и в кольцах Урана и Нептуна, а также на ледяных лунах вокруг планет-гигантов», – заключили авторы исследования.

Снимок получен автоматической межпланетной станцией «Кассини» 18 января 2005 года 

Небольшой тест на внимательность. Прежде, чем читать следующий абзац, попробуйте определить, чем последнее фото Сатурна в подборке отличается от остальных?

На первых трех снимках хорошо видны тени от колец планеты, но на последнем снимке не сразу ясно, что тонкая тёмная полоска, идущая по экватору планеты, и есть искомая тень. Снимок (а точнее, это мозаика из нескольких фото) сделан зондом «Кассини» в августе 2009 года в момент равноденствия на Сатурне. В этот момент Солнце проходит небесный экватор Сатурна и кольца расположены ребром к светилу. По сравнению с шириной, толщина колец незначительна: от десятков метров до 1 км. Поэтому тень и представляет собой узкую полоску. Равноденствие наступает на Сатурне примерно каждые 15 лет. В этот момент не только тени колец исчезают, но и сами кольца для земных наблюдателей, так как мы их в этот момент видим с ребра. А разглядеть километровый объект с расстояния в 1,4 млрд км является непростой задачей.