Планеты солнечной системы которые имеют кольца. Кольца вокруг планет

Сперва вызывали только восхищение их красотой. Но потом стало ясно, что они играют важную роль в образовании планет и могут помочь раскрыть загадки происхождения нашей . Своим необычным видом выделяется . Он окружен удивительным и необычайно красивым образованием – , состоящими из множества мелких ледяных частиц и ледяных глыб размером до нескольких десятков метров, обращающихся вокруг основного тела планеты. На протяжении длительного времени кольца Сатурна считались уникальным образованием в семье планет. Однако в 1976 г. с помощью наземных наблюдений несколько колец было обнаружено и вокруг седьмой планеты Солнечной системы Урана. А спустя некоторое время космическая станция "Вояджер-1" зарегистрировала наличие слабого кольца и у планеты . Его толщина около 1 км. А образовано оно частицами, поперечник которых заключен в пределах от микрометра до нескольких метров. Что же касается колец Сатурна, то, исходя из многолетних наблюдений, полученных наземными обсерваториями, полагали, что их четыре. Кольца обозначили большими буквами латинского алфавита А, В, С и D, начиная от четвертого кольца, которое в свое время считалось самым внешним. Поэтому, когда было обнаружено пятое, еще более удаленное от Сатурна кольцо, ему присвоили индекс Е.

Особенно сильно кольца планет начали изучаться благодаря исследованиям Сатурна с борта американских межпланетных станций "Пионер-11", "Вояджер-1" и "Вояджер-2" в 1979–1981 гг. В частности, "Пионер-11" обнаружил самое дальнее кольцо, обозначенное буквой F, а "Вояджер-1" передал на Землю изображение колец D и Е, существование которых вызывало определенные сомнения. Более того, анализ снимков, полученных с "Вояджера-1" привел ученых к выводу о возможном существовании еще одного – седьмого кольца Сатурна. Но поистине сенсационным было другое. Оказалось, что планета окружена не шестью-семью широкими кольцами, а несколькими сотнями концентрических узких колец. По оценкам специалистов, их число составляет от 500 до 1000! На фотографиях "Вояджера-2" видно, что эти узкие кольца Сатурна в свою очередь распадаются на еще более тонкие "колечки" или "пряди". Не менее удивительно и то, что далеко не все узкие кольца планеты обладают правильной формой. Так, например, ширина одного из них изменяется от 25 до 80 км.

Чем объяснить подобную структуру колец планеты Сатурн? Наиболее интересным представляется предположение, согласно которому расслоение колец планеты на многочисленные нити происходит благодаря гравитационному воздействию спутников Сатурна, в том числе и малых, открытых в самое последнее время с помощью космических аппаратов. Обращает на себя внимание и сравнительно небольшая ширина кольца F. Скорее всего, она также объясняется влиянием двух ранее неизвестных небольших спутников Сатурна с поперечниками около 200 км. Один из них расположен у внешнего края кольца F, другой – у внутреннего. Как показывают расчеты, эти спутники своим воздействием "загоняют" частицы внутрь кольца. В связи с этим их образно назвали "пастухами" – они как бы сторожат структуру кольца. Еще одна удивительная особенность колец планеты Сатурн – "спицы", странные образования, тянущиеся через кольца в радиальных направлениях на расстояние нескольких тысяч километров. Подобно спицам колеса, они вращаются вокруг планеты и прослеживаются на протяжении нескольких оборотов. Но если бы "спицы" являлись составной частью колец Сатурна, то они должны были бы быстро разрушаться, так как частицы колец, расположенные на разных расстояниях от Сатурна, движутся с различными угловыми скоростями. Тщательный анализ фотографий, переданных космическими станциями, показал, что время полного оборота "спиц" в точности соответствует периоду осевого вращения самого Сатурна. В связи с этим высказано предположение, что "спицы" образованы мелкими частицами, расположенными над плоскостью колец Сатурна и удерживаемыми электростатическими силами. А их вращение объясняется тем, что они увлекаются магнитным полем Сатурна.

И еще одна загадка: в кольце Сатурна F были обнаружены утолщения и даже переплетения отдельных нитей. Явление труднообъяснимое с точки зрения законов обычной механики! Скорее всего, оно также связано с электромагнитными воздействиями.

Кольца планет Юпитера и Урана говорят о том, что существование подобных структур закономерно для планет-гигантов. Судя по всему, их образование является результатом незавершившегося процесса формирования спутников планеты из частиц допланетного облака на близком расстоянии от нее. Впрочем, существуют и другие предположения.

Сатурн с его кольцом - самая удивительная планета в солнечной системе. Широкое, совершенно плоское кольцо окружает экватор планеты, как шляпу - ее поля. Оно расположено наклонно к тому кругу, по которому Сатурн обходит Солнце за 29,5 лет. Поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается к нам то одной стороной, то другой. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром, и тогда его нельзя разглядеть даже в самые сильные телескопы, а это значит, что кольцо очень тонкое: его толщина не более 10-15 км.

Знаменитый астроном Галилей в 1610 г. обнаружил, что Сатурн окружен чем-то. Но его телескоп был слишком слаб, и потому Галилей не смог разобрать, что он видит около Сатурна. Только полвека спустя голландскому ученому Гюйгенсу удалось рассмотреть, что это на самом деле плоское кольцо, которое окружает планету и нигде к ней не прикасается.

Изучение Сатурна при помощи более совершенных телескопов показало, что кольцо распадается на три части, составляющие как бы три независимых кольца, вложенных одно в другое. Внешнее кольцо отделяется от среднего темным промежутком - узкой черной щелью. Среднее кольцо ярче внешнего. Изнутри к нему примыкает полупрозрачное, как бы туманное, третье кольцо.

Что же собой представляют эти замечательные кольца? Может быть, это действительно твердые гладкие площадки? Нет, это не так. Выдающиеся ученые - английский физик Максвелл (1831-1879) и русская женщина-математик С. В. Ковалевская (1850-1891) своими расчетами доказали, что сплошное и твердое кольцо такого размера существовать не может: оно было бы мгновенно разрушено под влиянием различия в силе притяжения для разных его частей. Выдающийся русский астрофизик А. А. Белопольский (см. стр. 486) тщательными наблюдениями Сатурна подтвердил, что кольцо действительно не сплошное. Оказалось, что скорость движения в разных частях кольца различна. Это значит, что кольца состоят из мелких обломков, каждый из которых обращается вокруг Сатурна с такой скоростью, какую имел бы спутник планеты, находящийся на таком же расстоянии. Каждый такой обломок - как бы независимый спутник, сам по себе обращающийся вокруг Сатурна.

Что же представляют собой эти обломки? Это, вероятно, камешки разного размера: от нескольких сантиметров до метра в поперечнике, но, возможно, в кольцах есть и пыль. Кроме колец, вокруг Сатурна движутся девять спутников. Из них один - Титан - по размерам приблизительно равен Меркурию и немного уступает ему по массе. Другие спутники имеют разные размеры. Но все они значительно меньше Титана.

Сатурн во многом напоминает своего собрата - Юпитера. Многие странные, на наш взгляд, особенности Юпитера выражены у Сатурна еще более резко. Например, он сжат у полюсов еще сильнее и состоит из вещества, более легкого, чем вода.

Сатурн, как и Юпитер, окружен сплошным облачным покровом, но только эта туманная пелена на нем менее пестрая. Полосы и пятна на Сатурне хотя и есть, но они выделяются не так резко, как на диске Юпитера.

Атмосфера, в которой плавают облака, имеет тот же состав, что и на Юпитере: в ней содержатся метан и аммиак. Расстояние Сатурна от Солнца составляет 1426 млн. км, и солнечные лучи там греют в 90 раз слабее, чем на Земле, и в 3 ½ раза слабее, чем на Юпитере. Понятно, что и мороз там очень силен - он доходит до 150°. Сутки на Сатурне длятся 10 часов 14 минут.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Сатурн – вторая по величине после Юпитера планета Солнечной системы. Сам по себе Сатурн состоит из гелия и водорода. У него наименьшая плотность из всех планет Солнечной системы. Сатурн легко узнаваем по прекрасным сверкающим кольцам, окружающим его.

В 1610 году великий итальянский ученый Галилео Галилей, впервые исследовавший небо при помощи телескопа, обнаружил странную особенность одной из планет солнечной системы – Сатурна. Он увидел по бокам Сатурна какие-то огромные выступы.

В 1655 году Кристиан Гюйгенс изучил Сатурн, используя более мощный телескоп. Картина, представшая перед его глазами, была такой странной, что он просто испугался сказать кому-нибудь о том, что увидел! Поэтому он записал свои наблюдения в дневник при помощи специального шифра. Когда позднее они все же были прочитаны, то в них содержалось следующее: «Он окружен тонким, плоским кольцом, нигде не прикасающимся к самой планете, наклоненной к эклиптике».

Кольца Сатурна, так сильно поразившие первых наблюдателей, до сих пор остаются одной из самых больших загадок солнечной системы. Насколько это известно, подобное явление не существует больше нигде во всей вселенной, доступной изучению.

Разумеется, со времени открытия, сделанного Галилеем, Сатурн был неплохо изучен людьми. Мы знаем, что по величине это вторая планета солнечной системы после Юпитера и период ее обращения вокруг Солнца составляет 29,5 года. У нее имеется 10 спутников, вращающихся вокруг нее. Поверхность планеты скрыта под непроницаемой для телескопов атмосферой. Возможно, кора планеты состоит из минералов различных металлов.

Однако все же главной особенностью Сатурна являются эти таинственные кольца. Три главных кольца лежат в одной и той же плоскости, совпадающей с плоскостью экватора планеты. Внешний диаметр колец составляет примерно 270 000 километров.

Самое яркое – среднее из колец. От внешнего его отделяет разрыв шириной в 2 900 километров. Внутреннее кольцо кажется очень тусклым. Кроме этих трех при помощи оборудования, установленного на космических спутниках, были обнаружены еще несколько внешних едва видимых колец и одно внутреннее, находящееся почти на уровне облаков, плавающих в атмосфере Сатурна. Кольца Сатурна не являются твердыми образованиями, но состоят из покрытых льдом каменных обломков, вращающихся вокруг планеты подобно маленьким лунам. Возможно, они и представляют из себя осколки спутника, который по каким-то причинам так никогда и не стал единым целым.

Удивительные по красоте кольца первыми были открыты у Сатурна. Это сделали в XVII веке великие астрономы Гюйгенс и Галилей, которые увидели в свои телескопы вокруг гиганта широкое кольцо. В XIX веке астрофизик из России А. Белопольский и физик из Англии Дж. Максвелл сумели доказать, что кольцо, которое в телескопы казалось сплошным, таковым быть не может. Последующее изучение показало, что Сатурн - это действительно планета с кольцами.

Кольца Сатурна

Сначала кольца вызывали восхищение и удивление, но последующее их изучение показало, что они появились неспроста, а играют значительную роль в образовании планет и изучении Вселенной. Учёным удалось установить, что кольца состоят из огромного количества микроскопических частиц и огромных глыб льда и расположены по экватору. Они, по космическим меркам, тонкие, всего несколько километров, в то время как ширина составляет до сотни километров.

Планета с кольцами не переставала удивлять астрономов. Если первоначально считалось, что Сатурн имеет только четыре кольца, и они были обозначены латинскими буквами A, B, C, D, то в последующем было установлено пятое, удалённое на большее расстояние от планеты, чем остальные. Оно было обозначено буквой Е. Правда, до некоторого времени существование колец D и E у учёных вызывало сомнения.

После передачи данных американскими межпланетными станциями доскональному изучению подверглись материалы и фотографии колец. Шестое (F) было обнаружено станцией «Пионер-11». Снимки колец Е и D были присланы станцией «Вояджер-1», что развеяло сомнения учёных в их существовании.

Сколько колец у Сатурна

Планета с кольцами привлекала к себе всё больше внимания. Продолжая изучать их, учёные пришли к сенсационному открытию. Как оказалось, их не шесть, а гораздо больше. Общее число не установлено, но астрономы предполагают, что количество может составить тысячу колец.

Как видно по фотографиям, присланных «Вояжером-2», неширокие кольца состоят из более тонких колечек или, как их называют, прядей. Самое интересное, что не все они имеют правильную форму. Было установлено, что одно из колец меняет толщину от 80 до 25 километров.

Почему расслаиваются кольца

Как можно объяснить такую структуру колец? Гипотез высказывается несколько, но наиболее интересным считается, что расслоение колец происходит из-за сил гравитационного воздействия, оказываемых спутниками Сатурна, не только большими, но и малыми, которые были открыты сравнительно недавно при помощи космических аппаратов. Астрономы обратили внимание на небольшую, по сравнению с другими, ширину кольца F и предположили, что это как-то связано со спутниками планеты. По расчётам их должно быть два. Один находится на внешней стороне кольца, другой - на внутренней. Они получили название «пастухи». Считается, что спутники, воздействуя на частицы, загоняют их обратно.

Загадки Сатурна

Сатурн - планета, кольца которой ставят перед человеком немало загадок. Относительно недавно астрономами были обнаружены так называемые спицы - радиальные образования, пронизывающие кольца на тысячи километров. Они вращаются вокруг планеты, как спицы колеса вокруг оси. Сразу возникает вопрос о том, что это такое. Составляющими колец они не могут быть, так как их частицы находятся на разном расстоянии и движутся с различными скоростями. Это привело бы к быстрому их разрушению.

Изучив множество фотографий и проведя анализ, ученые установили, что спицы вместе с планетой совершают полный оборот вокруг оси Сатурна. Это дало возможность предположить, что они находятся на определённом расстоянии от колец и удерживаются ими при помощи электростатических сил. Движение своё вместе с планетой они совершают под воздействием магнитного поля планеты, а состоят, как и кольца, из мелких частиц. В кольце F были обнаружены переплетения тонких колец-нитей и утолщения. Это загадка Сатурна. Почему это происходит, пока объяснить астрономы не могут. Есть только предположение, что на них действуют электромагнитные силы.

Кольца у других планет

В 1977 году во время изучения Урана были обнаружены кольца, что привело учёных в некоторое смятение, так как до этого считалось, что только Сатурн обладает таким феноменом. Учёные стали задумываться о том, у каких планет есть кольца. Станцией «Вояджер-1» было обнаружено слабое кольцо у Юпитера. Сегодня хорошо известно, что у всех газовых планет-гигантов Солнечной системы они есть. Таких планет четыре - Сатурн, Юпитер, Нептун, Уран. Этот список пополнил астероид Харикло и, как считает ряд учёных, они есть у спутника Сатурна - Реи.

Предполагают, что и другие планеты окольцованы. Но у каких планет есть кольца, пока не известно. Расчёты некоторых астрономов подтверждают их существование у карликовой планеты Плутон. Но до настоящего времени это не подтверждено, как и в случае со спутником Реи.

Кольца Юпитера

Ещё одна гигантская газовая планета, имеющая кольца, - это Юпитер. Система их слабая, состоит из пыли и включает в себя четыре компонента: толстый тор из частиц - Гало, очень тонкий и плотный - Главное кольцо и два слабых и широких, называющихся паутинными кольцами. Как предполагают учёные, они образованы из пыли со спутников планеты. По предположению, существует ещё одно кольцо, но пока этому нет подтверждений.

Кольца Нептуна

Планета с кольцами в Солнечной системе - газовый гигант Нептун. Его структура обнаружена сравнительно недавно и мало изучена. Она состоит из пяти компонентов, образованных частицами льда, покрытых силикатами и ещё неизвестным материалом, основанным на углероде. Кольца носят названия Адамса, Леверье, Гало, Ласселл и Араго.

Интересный факт, что первое кольцо было обнаружено американским астронавтом Э. Гвианом. Но позже, проводя наблюдения, астрономы заметили, что оно не полное, напоминающее поршневые кольца. Планета в это времявходила в тень. Почему так получилось, осталось не выясненным. Самое удалённое кольцо имеет пять дуг. Их происхождение также не выяснено. Снимки с «Вояджера-2» позволили обнаружить более слабые кольца, которые имели массивную структуру.

Кольца Урана

У планеты обнаружена система из 13 колец, состоящих из водяного льда, органики, пыли и объектов, размер которых составляет от нескольких десятков сантиметров до 20 метров. Они чрезвычайно тёмные, непрозрачные и неширокие. Предположительно между основными составляющими системы есть слабые пылевые кольца и дуги. Считается, что система образовалась от столкновения спутников, которые ранее были у планеты.

Ах, астрономия! Сколько странных открытий и сюрпризов она дарит неокрепшему детскому разуму! Помню, как я гордилась собой, когда во втором классе на школьной викторине самой первой смогла дать ответ на вопрос: «У каких планет есть кольца ». Тогда, в нежные девять лет, я и не представляла, что величественный Сатурн – не единственный обитатель Солнечной системы, имеющий такое необычное «украшение».

Что такое кольца

На самом деле, то, что мы называем «Кольцом», было бы правильнее назвать «цепью» или потоком. Несмотря на то, что с Земли или даже в мощный телескоп кольца Сатурна или Юпитера выглядят цельными, состоят они, на самом деле, из миллиардов отдельных фрагментов . В зависимости от состава самой планеты и окружающего космоса, этими «ингредиентами» может быть:

• космическая пыль (обычно она составляет 80 – 90% всей массы колец );
• смёрзшийся до состояния льда газ ;
• обломки астероидов .

Причём такие «камешки» могут быть как крошечными, длиной в несколько метров, так и гигантскими, достигающими нескольких сотен километров. И, конечно, они не соприкасаются друг с другом , а свободно летят на огромной скорости вокруг планеты. Между крупными астероидами расстояние, как правило, колеблется от нескольких десятков до нескольких тысяч километров. А пространство между ними заполнено также быстро двигающейся мелкой пылью и льдом.

У каких планет есть кольца

В Солнечной Системе кольца имеет половина всех «официально признанных» планет:

• Сатурн ;
• Нептун ;
• Уран (правда, его кольца удалось увидеть лишь в 1977 году, настолько они тусклые);
• Юпитер – его кольца были открыты зондом Вояджер-1 , с Земли их невидно, так десятки более крупных спутников затмевают неяркое свечение колец;
• Считается также, что кольца должны быть у Плутона .

А в 2012 году астрономы нашли экзопланету за пределами Солнечной Системы, вокруг которой вращается 37 крупных колец, а те, в свою очередь, состоят из тысяч более мелких. Ширина всех их - десятки миллионов километров!

Но лично меня в детстве поразило то, что кольца есть у нескольких естественных спутников , вращающихся вокруг планет-гигантов, и даже у астероидов. Например, Рея , спутник Сатурна, имеет целых три таких «украшения»! Есть кольцо и астероида Харикло – правда, астероид этот очень крупный, но всё равно поразительно!

Размеры колец

Ширина кольца вокруг планеты огромна (например, у Сатурна она равна 480 000 километров ); а вот толщина колеблется от нескольких десятков метров до нескольких километров. Причём движутся кольца у всех планет строго над экватором. Все астероиды, которые оказывались вдали от экватора, рано или поздно притягивались планетой, пока от пылевого роя не осталось только тонкое колечко.

Искусственные кольца у планет

Человек отличается удивительной способностью портить любое место, где он появляется. И космос – не исключение. За 50 лет мы оставили на орбите столько мусора, что из внешнего космоса все эти блестящие металлические обломки должны смотреться, как самое настоящее кольцо !