на страницу Астрономия (начальная)

Сообщение об открытии гигантского кольца было опубликовано в начале октября 2009 в журнале Природа (Nature) американскими астрономами: Анной Вербишер (Anne Verbiscer), профессором Майклом Скрутским (Michael F. Skrutskie) из университета Вирджинии, Чарлоттсвилл (University of Virginia, Charlottesville) и профессором физики Дугласом Гамильтоном (Douglas C. Hamilton) из университета Мэрилэнд (University of Maryland).

Снимок Сатурна на диаграмме сделан космическим телескопом им. Хаббла НАСА

На первый план этой диаграммы выдвинута часть наибольшего кольца Сатурна. Кольцо [кольцо пыли — Dust Ring] (красная группа в фотографии вставки) было обнаружено космическим телескопом НАСА Spitzer, который зафиксировал инфракрасное излучение (повышенную температуру) от пылевидного материала, из которого состоит кольцо. Spitzer рассмотрел край кольца со своей орбиты вокруг Солнца.

Диаметр кольца эквивалентен выстроенным плотно в линию 300 Сатурнам. Толщина также велика — приблизительно 20 Сатурнов могут вписаться в его вертикальную высоту. Угол наклона кольца составляет 27° к плоскости главных колец Сатурна. Изображение показывает нам излучение от пыли инфракрасного света с длиной волны 24 мк.

Источник фото и текст: Spitzer Space Telescope NASA/JPL-Caltech/Univ. of Virginia

Рисунок художника ниже поясняет размеры и положение наибольшего пылевого кольца Сатурна. Показаны траектории и направления движения спутников Фебы, Япета, Титана.
Фотографии Сатурна, Фебы и Япета были получены космическим аппаратом "Cassini" NASA. Размер Фебы относительно Япета был увеличен, чтобы лучше показать этот спутник. Диаметр Фебы приближенно равен 200 км, а диаметр Япета — около 1500 км.
Русские названия спутников добавлены мною (АК).

 

"Это одно из очень больших колец. Если бы вы могли видеть кольцо, то его ширина соответствует двум полным дискам Луны на ночном небе Земли, по одной с каждой стороны Сатурна", сказала Анна Вербишер.

Новое кольцо расположено на дальних пределах системы Сатурна, наклон его орбиты составляет 27° к плоскости основных колец [D, C, B, A, F, G, E]. Основная часть материала кольца начинается около 6 млн. км от планеты и простирается еще дальше примерно на 12 млн. км. Один из дальних спутников Сатурна, Феба (Phoebe), вращается внутри нового кольца, и, вероятно, источника своего материала.

Иллюстрации художника

Орбита Фебы вокруг Сатурна
Изображение из анимации NASA/JPL-Caltech Saturn Family Tour

Орбита Фебы вокруг Сатурна желтого цвета.
Цвет пылевого кольца художник подобрал в соответствие с цветом темной
стороны спутника Япета, по фотографиям, полученным от КА "Кассини"
Изображение NASA/JPL-Caltech Saturn Family Tour

Новейшее кольцо (halo) Сатурна очень толстое — его вертикальная высота почти в  20 раз превышает диаметр самой планеты. Примерно один миллиард объёмов Земли, собранные вместе, требуется для заполнения объёма кольца. Инфракрасные «глаза» Спитцера смогли обнаружить свечения этой холодной пыли.

Космический телескоп Spitzer, запущенный в 2003 году, находился в настоящее время (октябрь 2009) на орбите вокруг Солнца  на расстоянии примерно 107 млн. км от Земли.

Открытие может помочь решить вековую загадку одного из спутников Сатурна — Япета. Он имеет странный вид — одна сторона является яркой, а другая действительно темной, таким образом, что напоминает символы инь-ян. (См., например, снимок полученный от космического аппарата "Кассини" 12 мая 2010).
Астроном Джованни Кассини первым увидел Япет в 1671 году, а несколько лет спустя понял, что он имеет темную сторону, которая теперь именуются в его честь "регион Кассини". Новое кольцо Сатурна может объяснить, как образовался "регион Кассини".

Кольцо вращается в том же направлении, что и Феба, а Япет, кольца и другие наибольшие спутники Сатурна — все движутся в обратном направлении.
По мнению ученых, некоторое количество темного материала пыли из внешнего кольца движется в сторону Япета, оставляя грязные следы на светлой поверхности ледяной луны, как капли дождя на лобовом стекле автомобиля.

 

Орбита Япета вокруг Сатурна изумрудного цвета
Изображение из анимации NASA/JPL-Caltech Saturn Family Tour

"Астрономы давно подозревали, что существует связь между спутником Сатурна Фебой и темного материала на Япете", сказал Дуглас Гамильтон. "Это новое кольцо предоставляет убедительные доказательства, таких отношений".

Для получения изображений Вербишер и ее коллеги использовали большую длиноволновую инфракрасную камеру Спитцера, так называемый многополосный фотометр, сканировавший участки неба далеко от Сатурна и немного внутри орбиты Фебы.

Астрономы предполагали, что Феба может двигаться вокруг Сатурна в полосе пыли, образовавшейся после столкновений спутника с кометами — в процессе, аналогичном образованию вокруг звезды пыльного диска от разрушенных планет. Когда ученые получили первые изображения Спитцера, то полосу пыли сразу заметили.

В видимом свете в телескоп кольцо будет трудно увидеть. Диффузные частицы пыли находятся в постоянном движении и могут даже выходить за пределы основного кольца к Сатурну и в межпланетное пространство. Относительно небольшое количество частиц в кольце, не будет отражать много видимого света, особенно отраженного от Сатурна, где солнечный свет слишком слаб.

"Частицы кольца настолько далеки друг от друга, что если бы вы находились внутри кольца, то не заметили бы их. Сосредоточив внимание на свечении холодной пыли кольца, Спитцер легко её обнаружил", говорит Анна Вербишер.

Эти замечания были сделаны до того как телескоп Спитцер исчерпал жидкий хладагент теплоносителя [произошла его утечка] 15 мая 2009 года, после более чем пяти с половиной лет наблюдений. С 27 июля 2009 года началась его "теплая миссия" с рабочей температурой 30 К (−406 °F) [или −243 °C].

Спитцеру удалось "поймать" свечение холодной пыли, температура которой составляет лишь около 80 кельвинов (−316 °F) [или −193 °C]. Холодные объекты светят инфракрасным или тепловым излучением, например, даже чашка мороженого "пылает" в инфракрасных лучах.

 

Рисунок художника показывает почти невидимое кольцо вокруг Сатурна — наибольшее из многих колец гигантской планеты.

Рисунок имитирует инфракрасное представление гигантского кольца. Сатурн выглядит как небольшая точка за пределами полосы льда и пыли.

Вставка показывает увеличенное изображение Сатурна, полученное в обсерватории имени Кека в Мауна-Кеа, Гавайи (W.M. Keck Observatory at Mauna Kea, Hawaii), в инфракрасном свете. Кольцо, звезды и тонкие облака — представление художника.

фото и текст: NASA/JPL-Caltech/Keck

 

общий вид телескопа Spitzer на орбите (рисунок NASA/JPL-Caltech)

Инфракрасный космический телескоп NASA SIRTF был выведен на орбиту вокруг Солнца 25 августа 2003 года. Несколько позднее (уже после вывода на орбиту) ему было присвоено имя Лаймана Спитцера (Lyman Strong Spitzer) (1914-1997) — американского астрофизика, известного своими работами, посвящёнными формированию звёзд, физике межзвёздной среды и звёздных атмосфер, физике плазмы. Он известен также своей ролью в развитии астрономических исследований с помощью космических аппаратов.
После присвоения имени телескоп получил новую аббревиатуру: SST (Spitzer Space Telescope) или просто Spitzer.

Межпланетная орбита SST очень близка к орбите Земли. Период обращения SST вокруг Солнца составляет примерно 372 суток, поэтому он отстает от Земли примерно на 7° в год. Таким образом, по формально-баллистическому признаку SIRTF (Spitzer) — это АМС, однако по целевому назначению это астрономическая обсерватория, предназначенная для исследования далеких звезд и галактик.

октябрь 2009

(На 31 декабря 2009 года космический телескоп Спитцер находился на расстоянии около 118,6 млн. км от Земли)

 

Главная • Карта сайта