Сатурн может похвастаться самыми знаковыми кольцами в нашей Солнечной системе, но это не единственная планета, имеющая их. Изображения, полученные в начале этого месяца с помощью космического телескопа Джеймса Вебба (JWST), позволили миру увидеть кольца Юпитера, хотя они гораздо темнее и тусклее, чем у Сатурна. До сих пор астрономы были озадачены вопросом, почему у Юпитера нет более крупных колец, но новое исследование, опубликованное 13 июля в препринте, предполагает, что это может быть связано с лунами газового гиганта.
Теоретически у Юпитера должны быть большие кольца. Это самая большая планета в нашей Солнечной системе - Сатурн находится на втором месте - и вполне логично, что газовый гигант может притянуть еще больше космического мусора, чтобы создать большие и более яркие кольца.
"Если бы они были у Юпитера, они казались бы нам еще ярче, потому что планета гораздо ближе, чем Сатурн", - сказал Стивен Кейн, астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор исследования, в пресс-релизе университета. По оценкам астрономов, когда Юпитер находится ближе всего к Земле, расстояние до него составляет около 365 миллионов миль, в то время как Сатурн приближается к Земле на расстояние около 746 миллионов миль.
Уран и Нептун, а также Юпитер и Сатурн тоже имеют кольца. Но только кольца Сатурна видны без современного телескопа. В отличие от телескопов-предшественников, таких как "Хаббл", JWST может смотреть на Вселенную в инфракрасном свете, что облегчает наблюдение за менее величественными кольцами других планет.
На этом снимке Юпитера, сделанном JWST, кольца Юпитера видны, хотя и едва заметно. NASA/ESA/CSA/B. Холлер/Дж. Стэнсберри/STScIИзучение колец может дать астрономам представление об истории планеты, показав, какие столкновения или события происходили на ней. Массивные кольца Сатурна простираются на 27 земных шаров. Они состоят из миллиардов кусков комет, астероидов и лун, притянутых и разорванных гравитацией планеты.
Если ученые смогут рассчитать возраст материалов, из которых состоят кольца, они смогут определить, были ли эти куски космического мусора получены от близлежащих лун или объектов из далекого пояса Койпера. Знание происхождения планетарных колец может дать ответ на некоторые вопросы о том, как зародилась наша Солнечная система и Вселенная.
В данном исследовании авторы использовали компьютерную модель для моделирования орбиты Юпитера и орбит четырех его лун - Ганимеда, Каллисто, Ио и Европы. Астрофизики также включили в модель информацию о том, сколько времени требуется для формирования колец. "Мы обнаружили, что галилеевы луны Юпитера, одна из которых является самой большой луной в нашей Солнечной системе, очень быстро уничтожат любые крупные кольца, которые могут образоваться", - сказал Кейн, назвав луны по имени их первооткрывателя Галилео Галилея.
Поскольку луны настолько велики, их сильная гравитационная сила выбрасывает лед, поступающий на орбиту Юпитера, вместо того чтобы притягивать его. Основываясь на полученных результатах, команда предполагает, что маловероятно, что Юпитер имел большие кольца в прошлом, а затем потерял их, как они первоначально предполагали в начале своего исследования.
Следующим шагом будет использование симуляции для изучения колец Урана. Они надеются ответить на вопрос, почему Уран движется по орбите вокруг Солнца, наклонившись на бок. Возможное объяснение заключается в том, что массивное столкновение изменило положение планеты, а кольца могут быть остатками удара.
"Для нас, астрономов, это брызги крови на стенах на месте преступления", - сказал Кейн. "Когда мы смотрим на кольца гигантских планет, это свидетельствует о том, что произошло нечто катастрофическое, что привело к появлению этого материала".