Тайна шестой планеты

Из школьного курса астрономии хорошо известно, что кольца были открыты в 1610 году Галилеем. С тех пор делалось много попыток понять их происхождение. Но, как ни странно, по сей день известно в этом плане очень немного. Ширина колец, сохраняющих очень резкие очертания, огромна - порядка четырех земных экваторов. В 1859 году английский физик, основатель электромагнетизма Максвелл доказывал, что эти кольца должны состоять из бесконечного числа разделенных частиц, иначе их разрушит гравитация. Правда, если следовать его выводам, кольца должны бы давно упасть на планету, но они "крутятся" до сих пор. В астрономии и астрофизике даже сложились определенные школы, каждая из которых гнет свою линию, объясняя происхождение колец. По одной версии, они образовались в результате разрушения приблизившегося к Сатурну космического тела (типа астероида) за счет действия центробежных сил и гравитации. Изначально эта теория содержит некий мистический аргумент (с чего это астероид рассыпался в прах?), хотя на основе математических моделей было показано, как можно сформировать кольца из остатков разрушенного тела. Сторонники другого подхода считают, что кольца образовались из частиц протопланетного облака, которое, кстати, могло наполняться и остатками от разрушения приближавшихся космических тел. Но почему и как именно из такого облака могло сформироваться на экваторе планеты дисковое "сомбреро" Сатурна, состоящее из колец и щелей? До сих пор нет ответов и на многие другие "почему". Почему не слипаются частицы колец? Почему сохраняется мелкомасштабное цветовое разделение? Почему около колец существует атмосфера неизвестного происхождения? Почему кольца в Солнечной системе появляются у планет только после пояса астероидов? В конце концов, почему их нет у Земли?

Российские физики Владимир Черный и Андрей Поспелов, около 20 лет занимавшиеся исследованиями этой темы, предположили, что весь секрет в частицах колец. А именно в том, что они обладают уникальными электрическими свойствами, в частности сверхпроводимостью, - потому-то, видимо, и не слипаются. В принципе такое возможно, так как частицы слабо нагреваются Солнцем, а их температура в течение долгого времени составляет порядка 70-100 oК (203,1-173,1 oС). Подобное предположение основано и на том факте, что в земных лабораториях уже получен широкий спектр замороженных многокомпонентных веществ, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью. В космосе нет давления, но при той температуре, что существует в районе колец, сверхпроводимость уже возможна.

Особенность предложенной теории в том, что она не отвергает, а дополняет полученные ранее знания вновь открытыми физическими эффектами. А это позволяет ответить на вопрос, как кольца образовались. Сценарий происхождения дисковой системы, по мнению исследователей, мог выглядеть так. До появления у планеты магнитного поля частицы вращались в протопланетном облаке на разных орбитах. При этом сила гравитации была уравновешена центробежной силой. С возникновением магнитного поля запустился механизм сверхпроводимости частиц, они начали дрейф в плоскость магнитного экватора, постепенно образуя протокольцевой диск. "Это происходило подобно тому, как частицы, рассыпанные около магнита, образуют области сгущений и разрежений. Этим, кстати, объясняется и резкое очертание колец - разность плотностей магнитного потока на границах образований вызывает направленное внутрь кольца магнитное давление, удерживающее его от рассыпания", - поясняет доктор физико-математических наук Владимир Черный.

Неожиданно Сатурн подкинул ученым новую загадку. Это может показаться весьма странным, но последнее исследование NASA показало: в кольцах существует огромное количество объектов, напоминающих луны. Тут же возник новый вопрос: как сформировались они? Теория российских ученых дает объяснение и этому явлению. "До того как включилось магнитное поле планеты, а частицы летали в облаке, - рассказывает кандидат технических наук Андрей Поспелов, - они могли сталкиваться и формировать своего рода "снежные комья", или луны. Затем частицы начали проявлять электромагнитные свойства: не взаимодействуя между собой, они разделяются и таким образом сохраняют структуру колец, находясь в толще облака и продолжая формировать новые структуры". Следуя этой теории, очевидно, что попадающие в область захвата Сатурна маленькие ледяные частицы, прилетающие из космоса, в случае если они обладают электрическими свойствами, должны формировать новое кольцо, характеризующееся теми же электромагнитными свойствами, что и другие. Эти доводы российских ученых обсуждались на многочисленных международных конференциях, а также в NASA, Главном астрономическом институте в Гонолулу, Национальном институте стандартов и технологии США, Астрономическом институте Буэнос-Айреса. И что интересно: прошло совсем немного времени, и специалисты NASA получили данные об обнаружении еще одного, вновь сформированного кольца. Значит, механизм работает!

Из этого следует, как утверждают российские исследователи, возможность "магнитного сцепления" между протосолнцем и сверхпроводящим веществом. И в этом смысле история происхождения Солнечной системы как бы закодирована в кольцах Сатурна. Система этой планеты может напоминать Солнечную на раннем этапе ее развития. Является ли данная теория лишь моделью или реальностью, покажут дальнейшие исследования колец Сатурна. Важно, что сама по себе идея сверхпроводимости частиц выглядит по-новому. К тому же впервые исследователям удалось указать на необходимость изучения сверхпроводимости вещества на удаленных расстояниях от Солнца. Вероятно, скоро зонд "Кассини" даст очередные неоспоримые доказательства правоты наших ученых, теоретически просчитавших то, что на практике проверяется только с помощью очень дорогих экспериментов.

Журнал «Итоги», №31/58, 30 июля 2007. Анатолий Смирнов.