Планетологи представили новую компьютерную модель, объясняющую появление колец Сатурна, Урана и Нептуна.
Об этом сообщил портал N+1 со ссылкой на журнал Icarus.
Согласно этой модели, кольца возникли в результате сближения этих газовых гигантов с крупными небесными телами из пояса Койпера примерно четыре миллиарда лет назад.
Наблюдения показывают, что кольца Сатурна более чем на 90-95% состоят из частиц водяного льда, в то время как кольца Урана и Нептуна отличаются темным цветом и могут состоять преимущественно из камня, их точный химический состав на сегодняшний день неизвестен.
Несмотря на то, что «ледяной пояс» Сатурна удалось впервые увидеть еще в 1610 году, ученые до сих пор не могут однозначно объяснить причины его возникновения. Им также неясно, почему кольца Нептуна и Урана так отличаются от колец Сатурна.
Авторы новой работы создали компьютерную симуляцию, которая объясняет появление колец вокруг Сатурна, Урана и Нептуна с помощью модели Ниццы. Согласно этой модели, во времена Поздней тяжелой бомбардировки планеты-гиганты меняли положение своих орбит, в результате чего сближались с небесными телами из древнего пояса Койпера. Эти тела были сравнимы по размеру с Плутоном, и раньше могло существовать от тысячи до четырех тысяч подобных объектов. В своей модели ученые рассмотрели вероятность сближения планет-гигантов с ними, а также то, каким образом на них могли действовать приливные силы планет.
Исследования продемонстрировали, что все газовые гиганты могли пережить от двух до нескольких десятков сближений с крупными объектами из древнего пояса Койпера. При этом планеты должны были буквально разорвать эти небесные тела своими приливными силами.
Моделирование показало, что от 0,1% до 10% изначальной массы объектов должно было оказаться на орбитах планет, что согласуется с современными наблюдательными данными.
Исследователи построили симуляцию, показывающую эволюцию оставшихся на орбите вокруг Сатурна, Урана и Нептуна обломков. Оказалось, что изначально фрагменты небесных тел могли быть до 100 километров в диаметре и двигаться по сильно вытянутым орбитам, однако послестолкновений друг с другом их размер значительно уменьшился, а орбита стала круглой.