Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
В текущий момент времени в Солнечной системе у Марса есть внутренний спутник под названием Фобос, чей радиус орбиты сокращается на 2 метра за столетие из-за приливных сил. Через 50 миллионов лет Фобос приблизится к Марсу настолько, что разрушится под воздействием приливных сил, образуя кольцо из камней и частиц пыли.
Согласно новой статье, опубликованной на этой неделе, около 466 миллионов лет назад Земля, вероятно, имела аналогичное кольцо обломков. Этот вывод основывается на анализе 21 кратера от аномального метеоритного дождя, который продолжался 40 миллионов лет и известен как ордовикский импактный пик. Исследователи Эндрю Томкин, Эрин Мартин и Питер Кавуд из Университета Монаша в Мельбурне (Австралия) обнаружили, что все эти кратеры находятся в экваториальной зоне шириной менее 30 градусов. Они предполагают, что причиной импактного пика могло быть крупное небесное тело, которое разрушилось из-за приливных сил при близком сближении с Землей, образовав кольцо обломков, из которых затем образовались наблюдаемые кратеры.
На данный момент кольца есть у Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Основное кольцо пыли вокруг Юпитера было открыто в 1979 году аппаратом Voyager 1, а затем изучено орбитальным зондом Galileo в 1990-х. Кольца вокруг Урана по сложности занимают промежуточное положение между кольцами Юпитера или Нептуна и обширными кольцами Сатурна. Новые наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне, проведенные телескопом Джеймса Уэбба в 2023 году, выявили дополнительную внешнюю часть кольцевой системы Урана. Пылевые кольца вокруг Нептуна содержат тёмный материал, вероятно, органические соединения, подвергшиеся воздействию радиации.
Сатурн обладает самой сложной архитектурой колец в современной Солнечной системе. Оценочная скорость падения материала из колец на Сатурн предполагает их относительно молодой возраст. Общая масса системы колец составляет порядка 101910^{19}1019 килограммов, что сопоставимо с массой антарктического ледяного щита на Земле, распределённого по площади, почти в сто раз превышающей площадь поперечного сечения Земли. Оседание материала колец на Сатурн происходит под действием гравитации, притягивающей заряженные ледяные частицы вдоль магнитных линий планеты, со скоростью от 432 до 2870 килограммов в секунду. В 2017 году зонд Cassini обнаружил экваториальный поток нейтрального материала из колец на Сатурн со скоростью от 4800 до 45 000 килограммов в секунду, предполагая срок жизни колец от 7 до 70 миллионов лет.
С учётом этих обстоятельств, можно заключить, что на протяжении сотен миллионов лет Земля, Марс и большинство других планет Солнечной системы обладали кольцами, образованными в результате приливного разрушения близко расположенных небесных тел.
Вероятность приливных разрушений значительно выше, чем прямых столкновений с Землёй, поскольку они могут происходить на расстояниях в несколько раз превышающих радиус Земли, что увеличивает вероятность таких событий. Импактор Чиксулуба, уничтоживший неавиановых динозавров 66 миллионов лет назад, имел массу порядка 101610^{16}1016 килограммов, что примерно в тысячу раз меньше массы колец Сатурна. Учитывая это, можно предположить, что небесное тело, немного большее по размеру, чем импактор Чиксулуба, которое прошло мимо Земли и было разрушено приливными силами, могло создать кольцо вокруг Земли в последние 100 миллионов лет. Однако, как и у Сатурна, это кольцо уже исчезло бы.
Появление колец может быть даже более частым у обычных звёзд-карликов. Для приливного разрушения важно соотношение средней плотности объекта, создающего гравитацию, к средней плотности разрушаемого тела. Большинство звёзд в галактике Млечный Путь имеют массу и радиус, составляющие десятую часть солнечных, что делает их более чем в десять раз плотнее, чем каменные планеты, такие как Земля. Следовательно, они могут разрушать каменные планеты приливными силами до их поглощения, как я показал в недавней статье совместно с моим талантливым постдоком Морганом МакЛаудом. Это подразумевает, что вокруг звёзд-карликов могут временно образовываться кольца из разрушенного каменного материала. У белых карликов действительно наблюдаются близкие диски обломков.
Экзопланеты часто обнаруживают по снижению яркости звезды, которое они вызывают при прохождении по её диску. Если какие-то планеты обзаводятся кольцами, они блокируют больше света звезды. Таким образом, транзитные наблюдения могут использоваться для оценки частоты появления колец у экзопланет. Пока ни одно такое кольцо не было обнаружено.
Так же, как в человеческих отношениях, экзопланета становится интереснее, если природа «надевает на неё кольцо».
Если Земля в будущем обзаведётся кольцом, ночное небо будет освещаться солнечным светом, отражённым от частиц пыли и камней, поскольку Земля не сможет их затенить. Удивительно красивый вид ночного неба вдохновит поэтов, но создаст проблемы для астрономов. Освещённое кольцами небо будет препятствовать глубоким наблюдениям гораздо сильнее, чем 7 000 спутников Starlink, находящихся на орбите Земли сегодня. Общая масса этих спутников составляет менее 10710^7107 килограммов, что в триллион раз меньше массы колец Сатурна. Это ещё раз подчёркивает, насколько масштабны явления Вселенной по сравнению с человеческими творениями.