Вчені розповіли, чому кільця Сатурна такі тонкі

Нещодавно ми отримали цікаве запитання від читача: Чому кільця Сатурна такі тонкі?
Ми неодноразово писали про кільця Сатурна, але це питання ніколи не зачіпали, тому сьогодні розповімо, чому ж кільця Сатурна настільки тонкі.

Звідки у Сатурна кільця?

Деякі вчені стверджують, що наприкінці свого формування Сатурн мав кілька дуже великих супутників, які через гравітаційну взаємодію Сатурна були зруйновані. Тяжкі уламки цих супутників впали на планету, а ось легкі, що складаються переважно з водяного льоду, залишалися на орбіті. Ось вони згодом і утворили кільця.

Інші дослідники датують вік кілець у кілька мільйонів років, тому пропонують інші гіпотези про їхнє походження. Згідно з ними, кільця могли виникнути в результаті захоплення Сатурном великих астероїдів або комет. Але, враховуючи сумарну масу кілець, на їх формування, знадобилося б дуже багато великих астероїдів і комет.

Також деякі вчені стверджують, що кільця Сатурна – це залишок навколопланетної хмари, що залишилася після формування планети. Але по-перше, це знову суперечить їхньому віку, а по-друге, чому тоді такі кільця ми спостерігаємо тільки у Сатурна і чому вони такі великі. Однозначної відповіді це питання поки немає.

Наскільки тонкі кільця у Сатурна?

Товщина кілець коливається від кількох метрів до 1 кілометра, але чому ми тоді їх називаємо тонкими? Насправді, в порівнянні з їх шириною, яка становить близько 300 000 кілометрів (не рахуючи недавно відкритих і дуже віддалених від планети кілець), ці кільця є найпласкішим відомим людству об’єктом.

Відношення максимальної товщини (1км) до ширини кілець становить 1 до 300000 або 0,0000033. Для порівняння товщина аркуша паперу формату А4 становить близько 0,1 міліметра, а його довжина та ширина становлять 210 на 297 мм. Тоді відношення його найдовшої сторони до товщини становить близько 0,00036. А це майже у 100 разів перевищує відношення товщини до ширини кілець Сатурна.

При цьому ми використовували максимальну товщину кілець — 1 км, але подекуди товщина становить 10 метрів, або навіть менше. Якщо ми використовуємо менше, коефіцієнт підскочить ще в 100 разів.

Чому кільця такі тонкі?

Кільця, що утворили, частки, можливо, колись мали різну площину обертання щодо планети, з часом вони стикалися один з одним і ці зіткнення поступово обнуляли кутові моменти у частинок, що не обертаються в площині екватора і паралельних їй, а потім відцентрова сила стягувала їх все ближче до площини екватора, роблячи кільця все тоншими і тоншими. Це відбувалося до того часу, поки частки не розподіляються настільки тонко, що зіткнення з-поміж них практично перестають відбуватися. Ось чому кільця такі тонкі.