Сатурн - Властелин Колец
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Сатурн
 Исследователи
КА "Cassini"
Страница: КА "Cassini" NASA, Сатурн все ближе (Part #1, Part #2), Орбита Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3), Посадка на Титан (Part #1, Part #2.1, Part #2.2), Система Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3), Два года миссии (Part #1, Part #2, Part #3), Новые открытия, Первая пятилетка (Part #1, Part #2), Разгадка тайн Сатурна, Проделанная работа (Part #1, Part #2), Луны, кольца и ураганы (Part #1, Part #2, Part #3), 15 лет в космосе! (Part #1, Part #2, Part #3), Продолжаем миссию (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4);
Сатурн: Властелин Колец

Космический аппарат "Cassini", 2007

И вновь о Титане

    Американская АМС Cassini продолжает работу на орбите вокруг Сатурна и исследование этой планеты и ее спутников. Правда, точнее было бы сказать «на орбитах», потому что за два с половиной года после прибытия к Сатурну 1 июля 2004 г. у нее не было двух одинаковых витков. Благодаря тщательно планируемым и исполняемым пролетам спутников Саурна (и прежде всего Титана, наиболее крупного и тяжелого из них), изменяются расстояние от планеты в апоцентре, продолжительность витка, ориентация его в пространстве и наклонение к плоскости экватора планеты.
    Напомним, что расчетный четырехлетний цикл работы Cassini в системе Сатурна состоит из шести отдельных сегментов, задачи которых различны. Сейчас станция отрабатывает программу четвертого сегмента (см. таблицу справа).
    Первый сегмент включал в себя витки 0 (от подлета до первого апоцентра), а, Ь, с и часть витка 3 до перицентра и имел целью обеспечение спуска европейского зонда Huygens в заданный район Титана.

Основные этапы работы АМС Cassini (витки 27—38)
Дата
Событие
Виток 27 (4 августа - 28 августа 2006 г.)
04.08.2006
Апоцентр орбиты (3000000 км)
16.08.2006
Перицентр орбиты (253000 км)
Виток 28 (28 августа - 17 сентября)
28.08.2006
Апоцентр орбиты (2900000 км)
04.09.2006
Коррекция ОТМ-70
07.09.2006, 20:16
Целевой пролет Титана Т17 (1000 км)
09.09.2006
Перицентр орбиты (181000 км)
10.09.2006
Коррекция ОТМ-71
14.09.2006
Коррекция ОТМ-72
Виток 29 (17 сентябре - 3 октября)
17.09.2006
Апоцентр орбиты (2300000 км)
20.09.2006
Коррекция ОТМ-73 (отменена)
23.09.2006, 18:59
Целевой пролет Титана Т18 (960 км)
25.09.2006
Перицентр орбиты (241000 км)
26.09.2006
Коррекция ОТМ-74 (отменена)
01.10.2006
Коррекция ОТМ-75
Виток 30 (3 октября - 19 октября)
03.10.2006
Апоцентр орбиты (2200000 км)
06.10.2006
Коррекция ОТМ-76
09.10.2006, 00:23
Целевой пролет Титана Т19 (980 км)
11.10.2006
Перицентр орбиты (332000 км)
12.10.2006
Коррекция ОТМ-77 (отменена)
17.10.2006
Коррекция ОТМ-78
Виток 31 (19 октября - 2 ноября)
19.10.2006
Апоцентр орбиты (2100000 км)
22.10.2006
Коррекция ОТМ-79
25.10.2006, 15:58
Целевой пролет Титана Т20 (1030 км)
27.10.2006
Перицентр орбиты (284000 км)
Виток 32 (2 ноября - 14 ноября)
02.11.2006
Апоцентр орбиты (1700000 км)
08.11.2006
Перицентр орбиты (284000 км)
09.11.2006
Коррекция ОТМ-80
Виток 33 (14 ноября - 26 ноября)
14.11.2006
Апоцентр орбиты (1700000 км)
20.11.2006
Перицентр орбиты (284000 км)
27.11.2006
Коррекция ОТМ-81
Виток 34 (26 ноября - 8 декабря)
26.11.2006
Апоцентр орбиты (1700000 км)
02.12.2006
Перицентр орбиты (284000 км)
Виток 35 (8 декабря - 22 декабря)
08.12.2006
Апоцентр орбиты (1700000 км)
08.12.2006
Коррекция ОТМ-82 (отменена)
12.12.2006, 11:42
Целевой пролет Титана Т21 (1000 км)
14.12.2006
Перицентр орбиты (459000 км)
15.12.2006
Коррекция ОТМ-83
20.12.2006
Коррекция ОТМ-84
Виток 36 (22 декабря 2006 г. - 7 января 2007 г.)
22.12.2006
Апоцентр орбиты (2000000 км)
24.12.2006
Коррекция ОТМ-85 (отменена)
28.12.2006, 10:05
Целевой пролет Титана Т22 (1300 км)
30.12.2006
Перицентр орбиты (591000 км)
31.12.2006
Коррекция ОТМ-86
05.01.2007
Коррекция ОТМ-87
Виток 37 (7 января - 24 января)
07.01.2007
Апоцентр орбиты (1900000 км)
10.01.2007
Коррекция ОТМ-88
13.01.2007, 08:39
Целевой пролет Титана Т23 (1000 км)
15.01.2007
Коррекция ОТМ-89
16.01.2007
Перицентр орбиты (754000 км)
21.01.2007
Коррекция ОТМ-90
Виток 38 (24 января -10 февраля)
24.01.2007
Апоцентр орбиты (1700000 км)
26.01.2007
Коррекция ОТМ-91
29.01.2007, 07:16
Целевой пролет Титана Т24 (2631 км)
31.01.2007
Коррекция ОТМ-92 (отменена)
01.02.2007
Перицентр орбиты (941000 км)
06.02.2007
Коррекция ОТМ-93
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Второй сегмент обеспечивал возможность исследования колец при наблюдении «на просвет» Солнца бортовыми приборами и изучения особенностей радиосигнала, прошедшего сквозь материал колец на пути к Земле. В третьем сегменте приоритет был отдан исследованию магнитосферы Сатурна, в том числе области ее хвоста.

Основные этапы работы АМС Cassini
Сегмент
Временные рамки
Витки
1. Выход на орбиту и сброс зонда Huygens
01.07.2004-15.02.2005
0-3
2. Затменная последовательность
15.02.2005-07.09.2005
3-14
3. Поворот и изучение хвоста магнитосферы
07.09.2005-22.07.2006
14-26
4. Разворот на 180°
22.07.2006-30.06.2007
26-47
5. Изучение ледяных спутников
30.06.2007-31.08.2007
47-49
6. Работа на высоких наклонениях
31.08.2007-01.07.2008
49-74
Основные этапы работы АМС Cassini

    До недавнего времени станция сближалась с Титаном во время подлета к Сатурну, то есть на подходе к перицентру. Четвертый сегмент позволит развернуть большую ось орбиты и перейти к встречам Титана на отлете от Сатурна. На пятом этапе запланированы несколько пролетов далеких ледяных спутников планеты. Наконец, на шестом станция будет постепенно увеличивать наклонение своей орбиты, чтобы исследовать полярные области Сатурна, его магнитосферу и кольца.
    Период с октября 2006 г. по январь 2007 г., когда апоцентр и перицентр орбиты были несколько ниже по сравнению с предыдущими месяцами, выдался для Cassini богатым на открытия и ценные снимки. Итак, о самом интересном.

О метановых озерах Титана

    Из всех спутников Сатурна наибольший интерес, конечно, вызывает Титан, и станция снимает его при любой возможности. Гигантский спутник, по диаметру чуть уступающий юпитерианскому Ганимеду, но превосходящий планету Меркурий; единственный в Солнечной системе с плотной атмосферой, которая состоит из азота и метана; мир, который внешне в максимальной степени похож на Землю: горы, пустыни, дюны, речные долины, озера...
    Об озерах или даже морях из жидкого метана на Титане заговорили более 20 лет назад, однако плотная, почти непрозрачная атмосфера не позволяла их увидеть. Европейский зонд Huygens, десантированный на Титан 14 января 2005 г., нашел метановый дождь и долины метановых рек, но и только. Ни при посадке зонда, ни во время многочисленных сближений АМС с Титаном найти жидкий метан не удалось. Казалось, побеждает альтернативная гипотеза об источнике метана и других углеводородов в атмосфере: криовулканизм, выделение из подземных источников. И лишь 22 июля 2006 г. во время целевого пролета Т16 шестой за время полета сеанс радиолокационной съемки принес успех.
    В этот день в 00:25 UTC станция прошла со скоростью 5.8 км/с над поверхностью Титана, причем наименьшая высота 950 км находилась над 85°с.ш.* Первое сообщение о наблюдении чрезвычайно темных (в смысле отраженного сигнала радиолокатора) пятен было сделано по горячим следам, 28 июля 2006 г. Подробное описание результатов июльского пролета появилось в статье Эллен Стофан (Ellen R. Stofan) с коллегами в номере Nature за 4 января 2007 г.

КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ
* Полярный проход над Титаном - это большая редкость в баллистической схеме полета Cassini. До этого лишь однажды, 26 октября 2004 г., аппарат смог «попробовать» высокие широты северного полушария бортовым радаром на волне 2.17 см (13.8 ГГц).
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Длина отснятой полосы составила 6130 км, пространственное разрешение - от 0.3 до 1.2 км. На участке к северу от 70° были обнаружены более 75 темных участков различной формы - от округлой до неправильной, размером от 3 до 70 км. Исследователи признали их озерами, так как эти пятна имеют очень низкую отражательную способность (а следовательно, очень ровную поверхность) и лежат во впадинах рельефа. Кроме того, местами видны заливы и даже проливы, соединяющие соседние пятна. Теоретически возможно и другое объяснение - чрезвычайно темные сухие отложения, но отсутствие проявлений эоловой активности в этом регионе делает его маловероятным.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Из общего числа 15 озер имеют округлую форму и, по-видимому, находятся в естественных углублениях рельефа (кратеры ударные или криовулканические, карсты). Они могут питаться жидким метаном из подповерхностных слоев Титана. Озера неправильной формы, с заливами, отличаются также и постепенным снижением коэффициента отражения от окраин к центру - сигнал радара может отражаться от дна до глубины в несколько десятков метров. Для этих озер более вероятно заполнение путем поверхностного стока. Интересно, что некоторые «водоемы» не заполняют свои впадины целиком, а иные понижения пусты. Это говорит о непостоянстве наблюдаемых озер - в теплое время года или в периоды более мягкого климата они присутствуют, а в другое время могут сокращаться или исчезать совсем.
    Открытие группы Стофан полностью соответствует современным представлениям о климате Титана. Температура в экваториальных районах спутника составляет 93.6 К, а у полюсов должно быть на 3-5° холоднее. Метан может находиться в жидкой фазе на всей поверхности, однако везде, за исключением полярных районов, его содержание в атмосфере не достигает насыщения (относительная влажность менее 100%), и потому водоемы, образовавшиеся на низких широтах, будут испаряться. С момента прибытия Cassini в систему Сатурна в северной полярной области Титана продолжается полярная ночь, которая особенно благоприятна для существования жидкого метана.
    «Это большое событие, - считает Стив Уолл (Steve Wall), заместитель руководителя радиолокационной группы в Лаборатории реактивного движения. - Мы нашли второе место, кроме Земли, где существуют озера». Ученые полагают, что метановые «водоемы» Титана могут быть главными источниками углеводородного «смога» в атмосфере спутника. Если озера занимают всего от 0.2 до 4% поверхности Титана (необходимая доля зависит от процента растворенного в метане этана), то уже этого достаточно для поддержания наблюдаемого уровня метана в атмосфере. И если отснятую 22 июля полосу пересчитать на обе полярные области, такая площадь набирается без труда.

Полярные облака

    Однако на этом сюрпризы северного полушария Титана не заканчиваются. В декабре 2004 г., а затем в августе и сентябре 2005 г. с помощью картирующего спектрометра видимого и ИК-диапазона VIMS станция Cassini наблюдала огромное этановое облако в самых северных широтах над Титаном. На снимках оно выглядело как яркая полоска на высоте 30-60 км на границе полярной зоны, между 51° и 69°с.ш. Но спектрометр VIMS мог видеть лишь часть системы перистых облаков, так как большая часть северного полушария Титана находилась во власти зимы.
    И вот более чем через год, 29 декабря 2006 г., когда Солнце уже начало подсвечивать атмосферу над полюсом, станция Cassini пронаблюдала с расстояния около 90000 км огромную облачную систему. Она имела около 2400 км в диаметре и охватывала весь северный полярный район до 60°с.ш. и по всей наблюдаемой долготе. Гигантская атмосферная структура наблюдалась и в ходе следующего пролета Титана 13 января 2007 г., хотя условия наблюдения были менее благоприятными.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    «Эта система облаков может играть ключевую роль в глобальном образовании органических соединений и их взаимодействии с поверхностью Титана», - говорит д-р Кристоф Сотэн (Christophe Sotin), член научной группы по VIMS из Университета Нанта (Франция).
    Исследователи считают, что полярные облака состоят из этана, метана и других органических соединений. Метан поступает в него при испарении из полярных озер и вновь попадает на поверхность в виде метанового дождя - в общем, вполне ожидаемый «круговорот метана в природе».
    Согласно наблюдениям с помощью наземных радиотелескопов, система полярных облаков появляется и исчезает при смене времен года (а год на Титане длится приблизительно 29 земных лет). На основе существующих моделей глобальной циркуляции атмосферы был сделан вывод, что такая структура существует до 25 земных лет, затем исчезает на 4-5 лет и формируется вновь. Со сменой времени года, очевидно, гигантское облако и метановые озера могут образоваться в другой полярной области; сейчас же в южном полушарии известно лишь единственное озеро овальной формы, найденное на снимках камер Cassini.
    С главным же компонентом все еще интереснее. Этан образуется при фотохимической диссоциации метана в атмосфере, и за 4.5 млрд лет его должно было накопиться очень много. До прибытия Cassini в систему Сатурна в 2004 г., говорит планетолог из Университета Аризоны доцент Кэйтлин Гриффит (Caitlin Griffith), «мы ожидали обнаружить большое количество этана в разных формах: обширные этановые облака на всех широтах Титана и моря на его поверхности». В действительности, однако, этана почти не видно, хотя другие продукты фотохимических реакций в атмосфере обнаружены на поверхности Титана в виде отложений в кратерах и даже в форме дюн.
    «Наши наблюдения приводят к выводу, что поверхностные залежи этана следует искать на полюсах, а не распределенными по всей поверхности Титана, - говорит К.Гриффит. - И это может частично объяснить дефицит океанов из жидкого этана и облаков в средних и более низких широтах на Титане».
    Ученые полагают, что сейчас на северном полюсе спутника идут этановые дожди (а может быть, и снег, если температура достаточно низкая - это еще предстоит узнать). Со сменой же времен года этан будет конденсироваться на южном полюсе. При ожидаемых на полюсах температурах следует ждать накопления этанового снега и образования полярных шапок максимальной толщиной до 2 км. В районе южного полюса таковых не обнаружено, хотя что-то похожее на ледники на снимках зафиксировано.
    В ближайшие месяцы станция Cassini совершит очередные пролеты над полярными областями Титана и исследует эти районы более детально. К концу 2007 г. будет получен температурный профиль для полюсов Титана, что позволит приблизиться к разгадке многих тайн этого спутника. Подробная же съемка озер планируется в 2009-2010 гг., во время работы Cassini по дополнительной программе, когда в северное полушарие Титана придет лето. Если сезонные изменения существуют, их можно будет без труда выявить.

Горы на Титане

    Пролет 25 октября 2006 г. с обозначением Т20 - 21-й по счету, так как первым был пролет ТО, имевший главной целью инфракрасную съемку Титана с высоким разрешением (0.4 км) картирующим спектрометром VIMS. Сопоставляя данные спектрометра с радиолокационным изображением, ученые выявили в полосе съемки дюны из органических «песчинок» на ледяном основании веерообразный след извержения ледяного вулкана, а также длинную горную цепь.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Общая протяженность горной гряды составляет около 150 км, ширина - 30 км, высота - до 1.5 км. Находится она в южном полушарии - если мысленно сопоставить Титан с Землей, эти горы окажутся где-то в районе Новой Зеландии. Гряда образовалась, вероятнее всего, примерно так же, как срединные океанические хребты на Земле, то есть из поднимающегося расплавленного вещества при расхождении тектонических плит. Но что самое занятное - на вершинах гор было обнаружено яркое вещество, которое может быть метановым снегом либо отложениями других органических соединений.
    «Эти горы, вероятно, тверды как скалы, хотя и состоят из ледяного материала и покрыты разными слоями органики... - заявил 12 декабря д-р Ларри Содерблом (Larry Soderblom) из Геологической службы США. - Часть этой органической «грязи» осела на горные вершины и равнины из атмосферы в виде капель дождя, пыли или смога».
    Над вершинами гор Cassini зарегистрировал облака, происхождение которых продолжает озадачивать ученых. Считается, что облака на 40°ю.ш. собираются из метановых капель, которые образуются при охлаждении «воздуха», когда ветер несется над горами.
    У Сатурна найдены новые кольца 17 сентября 2006 г. в течение примерно 12 часов станция Cassini находилась в тени Сатурна, то есть - с ее точки зрения - происходило солнечное затмение. Это редкое событие столь же ценно для научной группы Cassini, как и обычное солнечное затмение для земных астрономов: ведь из тени великолепно видна система колец планеты-гиганта, сияющая в свете солнечных лучей. Именно в такое время должны быть видны мельчайшие частицы, которые обычно разглядеть не удается. И открытие состоялось!
    В ходе съемки с расстояния 2.16 млн км было обнаружено новое тонкое диффузное кольцо. Оно находится между кольцами G и Е и совпадает с орбитами движения двух маленьких лун - Януса и Эпиметия. Мелкие спутники Сатурна имеют довольно слабую гравитацию и не могут удерживать рыхлое вещество на своей поверхности. Любой удар небольшого метеорита - и этот несвязный материал отрывается и уносится в космическое пространство. Но благодаря мощному притяжению Сатурна, из утерянного вещества формируется диффузное кольцо вдоль орбиты спутника-донора. Таким образом, находка не стала неожиданностью для ученых - они были удивлены лишь тем, что кольцо довольно четкое.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Еще через неделю нашлось второе узкое колечко: оно, в свою очередь, перекрывает орбиту крохотного 4-километрового спутника Паллена (Pallene), который был найден Cassini в 2004 г. Кроме этого, аппарату удалось подтвердить существование еще двух колец, найденных им ранее в делении Кассини - большой «щели» между кольцами А и В. Кстати, «Вояджерами» в свое время они замечены не были.
    С помощью спектрометра VIMS в период затмения станция Cassini наблюдала цветовые вариации вещества в делении Кассини, а также в кольцах D, Е и G. Известно, что кольца А и В имеют нейтральный цвет, кольцо С выглядит красноватым, a D и Е - голубыми. Почему - загадка...
    «Мы ожидали увидеть вещи, которых не видели ранее, - говорит д-р Фил Николсон (Phil Nicholson) из Корнеллского университета, член научной группы по эксперименту VIMS. - Но мы и вправду озадачены новыми снимками... Кольца выглядят очень разными, и ни в одном из них вещество не похоже на водяной лед. Видимо, мы наконец-то смогли обнаружить в кольцах и другие вещества». А вот его коллега д-р Мэтт Хедман (Matt Hedman) полагает, что в цветовых различиях проявляются процессы сортировки частиц колец по размерам.
    И еще одна интересная подробность: находясь в тени планеты-гиганта, Cassini сфотографировал Землю. С такого огромного расстояния наша планета выглядит тусклым голубым пятнышком, но на снимке вполне различима.

Кольцо D столкнулось с астероидом?

    11 октября 2006 г. на ежегодном собрании Отделения планетарных наук Американского астрономического общества в Пасадене (Калифорния) группа Мэтта Хедмана сообщила о результатах исследования самого внутреннего кольца D. В его внешней части имеется необычная структура - серия ярких колечек, идущих с равными интервалами. Cassini нашел, что этот интервал составляет 30 км - а вот в 1995 г., когда кольцо D снимал Космический телескоп имени Хаббла, интервал между «колечками» оценили примерно в 60 км. «Эта структура в кольце D напоминает нам о том, что кольца Сатурна не вечны, -говорит Хедман. - Напротив, это активная, динамичная система, которая может меняться и эволюционировать».
    При наблюдении кольца D в направлении, почти параллельном плоскости колец, была замечена вариация яркости вещества в кольце: там, где выглядела яркой его обратная сторона, была темной «передняя», и наоборот. Этот эффект можно объяснить тем, что кольцо не плоское, а искривлено в поперечном направлении, как гофрированный лист. Вероятнее всего, такую структуру кольцо D приобрело из-за столкновения с астероидом или кометой. При боковом ударе из кольца была «выбита» часть вещества, образовавшая облако из мельчайших частиц не совсем в плоскости кольца. Дальнейшая его эволюция поддается расчету, и удалось даже выяснить, что столкновение имело место в 1984 г.

Полярный вихрь на Сатурне

    В тот же день, 11 октября 2006 г., с расстояния около 340000 км Cassini произвел съемку южного полюса Сатурна и обнаружил в этом районе гигантский вихрь с ярко выраженным «глазом». Диаметр наблюдаемой структуры был почти 8000 км, что составляет 2/3 диаметра Земли! Природа и эволюция этого «мегаурагана» пока остаются загадкой.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    «Выглядит эта структура как ураган, но ведет себя несколько иначе. Но чем бы она ни являлась, мы займемся ее «глазом» и будем разбираться, отчего он там», - говорит д-р Эндрю Ингерсолл (Andrew Ingersoll), член съемочной команды Cassini из Калифорнийского технологического института.
    Известно, как «работает» тропический циклон на Земле. Влажный теплый воздух над поверхностью океана сходится к центру, закручиваясь по спирали. Вблизи центра он поднимается кверху, причем в восходящих потоках происходит конденсация водяного пара и формируются кучево-дождевые облака. Конденсация сопровождается выделением большого количества тепла, что, в свою очередь, усиливает спиральное восхождение воздуха вокруг «глаза» с последующим образованием плотной системы облаков с ливневыми осадками и грозами. Ветер вблизи центра циклона может достигать чрезвычайной силы, и такой циклон называется (не очень строго) ураганом.
    Что же касается обнаруженного полярного вихря на Сатурне, то пока не ясно, питается ли он подобными процессами конвекии или нет. Во-первых, Сатурн - газовый гигант, и океана на нем не может быть в принципе. Во-вторых, в отличие от земных ураганов, сатурнианский вихрь «заперт» на полюсе и не дрейфует вдоль поверхности (есть еще одна планета, где выявлен полярный вихрь, - это Венера). Тем не менее он имеет четкую структуру циклона с «глазом», не наблюдавшуюся до сих пор нигде, кроме Земли. Даже знаменитое Большое красное пятно в атмосфере Юпитера, многократно превосходящее его по размерам, не имеет ярко-выраженного «глаза», и в центре этого вихря относительно спокойно.
    Структура у южного полюса Сатурна закручена по часовой стрелке. «Мультфильм», снятый камерой Cassini на протяжении трех часов, показал, что скорость ветра действительно ураганная - она составляет около 150 м/с. На снимках также были выявлены тень от кольца облаков, нависающих над полюсом, и два спиральных рукава облаков. Судя по движению тени, детали внутри «глаза» находятся на 30-75 км ниже, чем кольцо облаков. Таким образом, высота облачности сатурнианского вихря в 2-5 раз больше, чем у земных ураганов.
    Помимо загадки своего местоположения и «механизма», южнополярный вихрь может служить своеобразным исследовательским инструментом. Кевин Бейнс (Kevin Н. Baines) из Лаборатории реактивного движения, член научной группы по прибору VIMS, отмечает, что чистое небо над центром урагана уходит на значительную глубину. Это позволяет исследовать в разных спектральных диапазонах недоступные в других местах слои атмосферы Сатурна и, в частности, загадочный слой темных облаков на дне «глаза».
    Наблюдение южного полюса Сатурна с помощью наземного телескопа Кека показало, что он должен быть теплым. ИК-спектрометр CIRS станции Cassini подтвердил эти данные: на полюсе оказалось на 2 К теплее, чем вокруг него. Теплой оказалась и верхняя тропосфера, и стратосфера, лежащие выше видимых облаков.
    Как и в случае с этановым облаком в атмосфере Титана, гигантский циклон на южном полюсе Сатурна может оказаться сезонным явлением. Так ли это, покажут последующие наблюдения.

Так откуда берутся «спицы»?

    В ноябре 2006 г. группа ученых во главе с Джерейнтом Джоунзом (Geraint Н. Jones) из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (Германия) опубликовала в журнале Geophysical Research Letters новую гипотезу о происхождении пресловутых «спиц» в кольцах Сатурна.
    Впервые эти загадочные структуры были обнаружены еще «Вояджерами» в начале 1980-х. На снимках они выглядят как темные пятна, линии и структуры на фоне более яркого вещества колец и движутся вместе с ним вокруг Сатурна. Процесс напоминает вращение велосипедного колеса, откуда и термин «спицы».
    Долгое время считалось, что «спицы» представляют собой облака мельчайших частиц, которые возникают вследствие «бомбардировки» колец метеоритами и «висят» вне плоскости кольца благодаря имеющемуся у них электростатическому заряду, хотя, откуда берется заряд, было не понятно. Авторы данной статьи подметили, что «спицы» растут и развиваются в течение одного часа или более и наиболее обычны в «утреннем секторе» колец, который соответствует интервалу от 03:00 до 07:00 по «местному» времени. Джоунз и коллеги считают, что ни один из этих фактов не может быть объяснен с помощью теории метеоритных ударов.
    Используя имеющиеся снимки колец Сатурна, группа Джоунза изменила их проекцию таким образом, чтобы их плоскость оказалась перпендикулярна к наблюдателю («вид с северного полюса»). Этот довольно простой в наше время шаг принес неожиданный результат: «спицы» оказались совсем не радиальными! Большая их часть имеет вид косой черты, причем внутренний край «уходит» вперед, а внешний «отстает». Этого, разумеется, и следует ожидать, так как внутренняя часть каждого кольца вращается быстрее, чем внешняя. Тем не менее одна из «спиц» оказалась наклонена... в противоположную сторону по сравнению с остальными.

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Так что же происходит? Ученые утверждают, что за появление «спиц» в кольцах отвечают... разряды молний в атмосфере Сатурна! Этот процесс выглядит следующим образом. Когда в атмосфере Сатурна бушует гроза, космические лучи вызывают образование над нею электронной «лавины». Триллионы заряженных частиц поднимаются вверх вдоль силовых линий магнитного поля планеты-гиганта и «сталкиваются» с кольцами. Частицы вещества колец приобретают отрицательный заряд и становятся источниками т.н. тормозного излучения. При этом от крупных частиц отделяются рыхлые поверхностные слои, которые также заряжены отрицательно и отталкиваются. Электронные потоки могут «бомбардировать» кольца в течение нескольких часов, пока длится гроза, и постепенно образуется облако - «спица».

Аппарат Кассини
КА КАССИНИ: ОТКРЫТИЯ НА САТУРНЕ

    Форма ее оказывается некоторой проекцией формы грозовой области, а в какой части кольца может появиться «спица» - напрямую зависит от того, в каких широтах сверкают молнии. Чем ниже широта, тем ближе к Сатурну появятся «спицы», и наоборот. К примеру, в плотном и непрозрачном кольце В (где они, кстати, и наблюдаются в настоящее время) «спица» может появиться лишь в том случае, если гроза в атмосфере Сатурна происходит между 43 и 52°с.ш. или между 38 и 46°ю.ш.
    Остается только надеяться, что станции Cassini удастся одновременно зарегистрировать грозы в атмосфере и появление «спицы» в кольцах, чтобы проверить их взаимное расположение на соответствие данной модели.
Автор: П. ШАРОВ, НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ 

строительные блок контейнеры
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru