לכוכב הלכת יש את מערכת הטבעות הגדולה ביותר. כוכבי לכת עם טבעות

אה, אסטרונומיה! כמה תגליות והפתעות מוזרות היא מעניקה למוחם של הילדים השברירי! אני זוכרת כמה הייתי גאה בעצמי כשבכיתה ב', בחידון בית הספר, בפעם הראשונה הצלחתי לענות על השאלה: " לאילו כוכבי לכת יש טבעות". ואז, בתשע השנים הרכות שלי, לא היה לי מושג ששבתאי המלכותי אינו התושב היחיד של מערכת השמש שיש לו "קישוט" יוצא דופן שכזה.

מה זה טבעות

למעשה, מה שאנו מכנים "הטבעת" ייקרא יותר נכון "שרשרת" או זרימה. למרות העובדה שמכדור הארץ או אפילו דרך טלסקופ רב עוצמה, הטבעות של שבתאי או צדק נראות מוצקות, הן למעשה, ממיליארדי שברים נפרדים. בהתאם להרכב הפלנטה עצמה והמרחב שמסביב, ה"מרכיבים" הללו יכולים להיות:

• מֶרחָב אָבָק(בדרך כלל זה כן 80 - 90% מהמסה הכוללת של הטבעות);
• קפוא לקרח גַז;
• פסולת אסטרואידים.

יתר על כן, "חלוקי נחל" כאלה יכולים להיות גם זעירים, באורך של כמה מטרים וגם ענקיים, ומגיעים לכמה מאות קילומטרים. ובוודאי, הם לא נוגעים אחד בשני, ולטוס בחופשיות במהירות רבה מסביב לכדור הארץ. בין אסטרואידים גדולים, המרחק, ככלל, משתנה בין כמה עשרות לכמה אלפי קילומטרים. וגם החלל ביניהם מתמלא באבק דק וקרח נעים במהירות.

לאילו כוכבי לכת יש טבעות

במערכת השמש, למחצית מכל כוכבי הלכת ה"מוכרים רשמית" יש טבעות:

• שַׁבְתַאִי;
• נפטון;
• אוּרָנוּס(עם זאת, הטבעות שלו נראו רק ב-1977, הן כה עמומות);
• צדקהטבעות שלו היו התגלה על ידי וויאג'ר 1, הם בלתי נראים מכדור הארץ, ולכן עשרות לוויינים גדולים יותר מאפילים על הזוהר העמום של הטבעות;
• מאמינים גם ש לפלוטו חייבות להיות טבעות.

ובשנת 2012 אסטרונומים מצאו כוכב לכתמחוץ למערכת השמש, שסביבן מסתובבות 37 טבעות גדולות, ואלו, בתורן, מורכבות מאלפי טבעות קטנות יותר. הרוחב של כולם הוא עשרות מיליוני קילומטרים!

אבל באופן אישי, כילד, נדהמתי מהעובדה ש למספר לוויינים טבעיים יש טבעותסובב סביב כוכבי הלכת הענקיים, ואפילו סביב אסטרואידים. לדוגמה, ריאה, לוויין של שבתאי, יש עד שלושה מה"קישוטים" האלה! לאכול טבעת ואסטרואיד צ'ריקלו- נכון, האסטרואיד הזה גדול מאוד, אבל עדיין מדהים!

מידות טבעת

רוחב הטבעת מסביב לכוכב הלכת עצום (לדוגמה, שבתאי שווה ל-480,000 קילומטרים); אבל העובי משתנה בין כמה עשרות מטרים למספר קילומטרים. יתר על כן, הטבעות של כל כוכבי הלכת זזות בקפדנות מעל קו המשווה.כל האסטרואידים שהיו רחוקים מקו המשווה נמשכו במוקדם או במאוחר על ידי כוכב הלכת, עד שנשארה רק טבעת דקה מנחיל האבק.

טבעות מלאכותיות מסביב לכוכבי הלכת

אדם נבדל ביכולת מדהימה לקלקל כל מקום בו הוא מופיע. והחלל אינו יוצא מן הכלל. ב-50 שנה השארנו כל כך הרבה פסולת במסלול שמהחלל החיצון כל אלה נוצצים שברי מתכת צריכים להיראות כמו טבעת אמיתית!

טבעות כוכב הלכת, תצורות המסתובבות סביב כוכב הלכת במישור המשווני שלה ובעלות צורה של דיסק. הטבעות של כוכבי הלכת ממוקמות במרחק מסוים מכוכב הלכת ומורכבות מאוסף של חלקיקים מוצקים קטנים, המייצגים מספר כמעט אינסופי של לוויינים קטנים של כוכב הלכת. במערכת השמש, לכל כוכבי הלכת הענקיים יש טבעות, לכוכבי הלכת הארציים אין טבעות. המפורסמת ביותר היא מערכת הטבעות של שבתאי (לראשונה נצפה ג' גלילאו ב-1610; H. Huygens ב-1655 קבע שזו מערכת של טבעות). בכוכבי לכת ענקיים אחרים התגלו טבעות רק בשנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20 (עבור אורנוס - כשהוא מכסה כוכב, לצדק ונפטון - כאשר טסו ליד כוכבי הלכת על ידי חללית וויאג'ר).

מבנה הטבעות.הטבעת של צדק ממוקמת במרחק של 50 אלף ק"מ מהגבול המותנה באטמוספירה של כוכב הלכת (בלחץ של כ-1 אטמוספירה) ורוחבה של כ-1000 ק"מ. הטבעת היא אזור בעל צפיפות נמוכה יחסית, המלא בעיקר בחלקיקי סיליקט קטנים (פחות מ-10-5 מ'), מה שמעניק לאזור צבע כתום. לכיוון צדק ומרחיקו, אזור זה נמשך על ידי ערפילית מפוזרת בעלת מבנה אחיד פחות או יותר.

פִּרסוּם

לטבעות שבתאי יש מבנה הרבה יותר מורכב. הם מבחינים בשבעה אזורים (אזורים).

ישנם שלושה אזורים קונצנטריים עיקריים: הטבעת החיצונית A, הטבעת האמצעית הבהירה ביותר B (ניתן לראות את הטבעות הללו אפילו עם משקפת רגילה) והטבעת הפנימית "קרפ" שקופה למדי, שאין לה גבול חד (איור 1). ). הטבעות A ו-B מופרדות על ידי פער Cassini ברוחב של כ-4700 ק"מ, טבעות S ו-C - על ידי פער מקסוול ברוחב של כ-270 ק"מ. האזור הפנימי של טבעת C הקרוב לכוכב הלכת מזוהה כטבעת D. בגבולה החיצוני של טבעת A ישנה טבעת F לא סדירה צרה מאוד, שמאחוריה טבעת ה-G וטבעת ה-E החיצונית ביותר, כמעט שקופה. הגבול החיצוני של טבעת A נמצא במרחק של כ-75 אלף ק"מ מהגבול המותנה באטמוספירה של כוכב הלכת (בלחץ של 1 אטמוספירה), הגבול הפנימי של טבעת C נמצא במרחק של כ-20 אלף ק"מ. . לפיכך, אורך הטבעות המובחנות בבירור של שבתאי הוא כ-55 אלף ק"מ, בעוד שעובין אינו עולה על 3.5 ק"מ. גודל החלקיקים השולט של הטבעות הוא סנטימטרים בודדים, אך ישנם גם חלקיקים בגודל אופייני של מספר מיקרומטרים ושברים גדולים של יחידות וגודלם של עשרות מטרים. חלקיקים קטנים מעורבים ביצירת פלזמה מאובקת הממוקמת מעל למישור הטבעת B. פלזמה מאובקת יוצרת פסים כהים רדיאליים (מה שנקרא חישורים - חישורים כהים), הנשלטים על ידי השדה המגנטי של הפלנטה. המהירות הזוויתית של ה"חישורים" (בניגוד למהירות הקפלריאנית של חלקיקי הטבעות) עולה בקנה אחד עם המהירות הזוויתית של סיבוב כוכב הלכת עצמו. צפיפות הטבעות אינה גדולה - כוכבים זוהרים דרכן. על פי ספקטרומטריית IR, חלקיקי הטבעות של שבתאי מורכבים ככל הנראה מקרח מים או חלקיקים מכוסי קרח בעלי הרכב כימי שונה. המסה הכוללת של חלקיקי הטבעת תואמת בערך ללוויין בקוטר של כ-200 ק"מ. בהתאם לחוקי קפלר, מהירות החלקיקים באזור הפנימי של הטבעת גדולה יותר מאשר באזור החיצוני.

קו המשווה של שבתאי נוטה למישור האקליפטיקה בזווית של 27 מעלות, לכן, בנקודות שונות במסלול כוכב הלכת, הטבעות נראות מזוויות שונות במבט מכדור הארץ. עם התצורה הנוחה ביותר, כל הרוחב שלהם גלוי - מה שנקרא פתיחה של הטבעות הוא ציין. במקרה המגביל השני, הטבעות נראות כמו רצועה דקה מאוד, הנראית רק בטלסקופים גדולים. זה קורה כאשר מישור הטבעות עובר בדיוק דרך מרכז השמש והמשטח הרוחבי שלהן אינו מואר, או כאשר הטבעות פונות אל הצופה בכדור הארץ עם "קצה". תקופת מהפכת שבתאי סביב השמש ובהתאם, מחזור השינויים המלא בשלבי הטבעות הוא כ-29.5 שנים.

הטבעות של אורנוס (איור 2) כהות וצרות מאוד, מורכבות מחלקיקים שאין להם מעטפת קרח. עד סוף 2008 התגלו 13 טבעות מסביב לאורנוס, מסומנות באותיות האלפבית היווני (α, β, γ, ...). לגדולה מבין הטבעות הללו (ε) יש רוחב וצורה לא אחידים. מישור הטבעות של אורנוס כמעט מאונך למישור האקליפטיקה.

הטבעות של נפטון נוצרות על ידי חלקיקים כהים ומורכבות מארבעה אזורים צרים. הם מאופיינים בצורה אפילו יותר לא סדירה וצפיפות משתנה, ולכן נראה שהם מורכבים מ"קשתות" נפרדות. שתי הטבעות הקשתות האופייניות ביותר נקראות על שמם של המדענים ג'יי.סי אדמס ו-ו' לה ורייר, שחזו את קיומו של נפטון על ידי חישוב מסלולו.

היווצרות טבעת.היווצרות מערכות טבעות סביב כוכבי לכת ענקיים היא תוצאה ישירה של חוקי המכניקה ומזכירה את תהליך היווצרות כוכבי לכת. כל הטבעות ממוקמות בתוך מה שמכונה גבול רוש - האזור שבו ניתן לקרוע את הלוויין של כוכב הלכת בגלל כוחות גאות ושפל. השפעה זו מונעת איחוד של חלקיקים הממוקמים ליד כוכב הלכת ובהתאם לכך, היווצרות לוויינים גדולים. התצורה המודרנית של הטבעות חייבת את מקורה להשפעת המשיכה הכבידתית של לווייני כוכב הלכת, הנמצאים בסביבה הקרובה (או אפילו בפנים) של מבנה הטבעות ומסיבה זו מכונים "רועים". חלקיקי הטבעות, שהם בעצמם לוויינים קטנים, מוצאים את עצמם בתהודה עם הלוויינים הגדולים יותר של הפלנטה (כלומר, היחס בין תקופת המהפכה שלהם לתקופת המהפכה של הלוויין מתבטא כשבר פשוט - 1/ 2, 2/3 וכו'). זה מוביל להפרה של המבנה ההומוגני של הטבעות, בפרט, להיווצרות של פערים בתוכם (לדוגמה, פער Cassini בטבעות שבתאי), הדומים באופיים לאזורים "ריקים" (כך -נקרא Kirkwood hatches) בחגורת האסטרואידים הראשית (ראה אסטרואידים). אותן הסיבות גורמות ליצירת גלי צפיפות, להיווצרות מבנה היררכי של טבעות ולריבוד שלהן לאלפי טבעות ספירליות דקות (ringlets), הנצפות במבנה הטבעות הראשיות של שבתאי (איור 3).

נוכחותם של לוויינים עם מסלולים קרובים מאוד מובילה גם להשפעה של מיקוד גרביטציוני וריכוז חלקיקים בטבעות הדקות של אורנוס ולהיווצרות צרורות חלקיקים (קשתות) הנסחפות בכיוון האזימוט ליד הטבעות של נפטון. המנגנון להיווצרות קשתות אינו מובן במלואו, אם כי אחד ההסברים הוא נוכחות של תהודה של חלקיקי הטבעות עם הלווין של נפטון Galatea, שכן האקסצנטריות והנטיות של מסלולי החלקיקים והלוויין הם למעשה אותו. רזוננסים מונעים חלוקה אחידה של חלקיקים לאורך המסלול. לפיכך, טבעות פלנטריות הן מערכת פתוחה מורכבת של חלקיקים הנמצאים בתנועה מסלולית וחווים בו זמנית אינטראקציות כאוטיות. כתוצאה מכך נוצרת במערכת אפקט ארגון עצמי היוצר סדר בתצורות הטבעות (בעיקר עקב הופעת תהליכים קולקטיביים ונוכחות של התנגשויות לא אלסטיות של חלקיקי מאקרו במערכת הדיסקים). מנגנון הארגון העצמי מוטבע במערכת עצמה; ללוויינים קרובים של כדור הארץ יש השפעה "מעוררת" נוספת על התהליך.

קיימות שתי השערות עיקריות למקורן של טבעות פלנטריות: 1) היווצרות טבעות מחלקיקים של ענן פרוטו-פלנטרי (שממנו נוצרו לוויינים מחוץ לגבול רוש); 2) היווצרות טבעות פלנטריות כתוצאה מהתפוררות של אסטרואיד או שביט שנפלו בתוך גבול רוש. דוגמה אופיינית לאירוע האחרון היא הטבעת של צדק. ההשערה השנייה נתמכת גם על ידי אומדן אורך החיים של הטבעות - כ-0.5 מיליארד שנים, שזה פחות משמעותית מגיל מערכת השמש (כ-4.5 מיליארד שנים). במסגרת השערה זו, יש להתייחס לכך שטבעות כוכבי הלכת מתעוררות ונעלמות מעת לעת כתוצאה מתפיסת כבידה של גוף קטן על ידי כוכב לכת והשמדתו לאחר מכן. טיעון נוסף המאשש את השערת הריקבון יכול להיות, למשל, בעיקר חלקיקי קרח של הטבעות של שבתאי. לחלקיקים אלה יש אלבדו גבוה, כלומר, הם אינם מכוסים בחומר מיקרומטאור כהה, כפי שהיה קורה עם טבעות שריד במהלך קיומה של מערכת השמש.

ליט.: טבעות פלנטריות / אד. ר' גרינברג, א' בראהיק. טוסון, 1984; Gorkavyi N. N., Fridman A. M. פיזיקה של טבעות פלנטריות. מ', 1994; Miner E., Wessen R., CuzziJ. מערכות טבעות פלנטריות. IN.; נ.י., 2007.

מ' יא מרוב.

לאילו כוכבי הלכת יש טבעות?

לכוכבי הלכת הענקיים צדק, שבתאי ואורנוס יש טבעות. לראשונה, הטבעת של שבתאי התגלתה על ידי המדען ההולנדי הויגנס בשנת 1656, אם כי עוד קודם לכן, גלילאו, כשהסתכל על שבתאי בטלסקופ החלש שלו, גילה שכוכב הלכת הזה מוקף במשהו. המחקר של שבתאי הראה שהטבעת אינה נוגעת בפני השטח של כוכב הלכת בשום מקום, היא מורכבת ממספר טבעות המקננות זו בזו ומופרדות על ידי פערים. הטבעות אינן מוצקות, אלא מורכבות מחלקיקים בודדים, גדולים וקטנים, אשר, כמו לוויינים, מסתובבים סביב כדור הארץ ויוצרים יחד טבעות. הטבעות הפנימיות מסתובבות סביב כדור הארץ בקצב מהיר יותר מאשר החיצוניות. מדענים חישבו את המהירויות הללו, והתברר שירחי שבתאי יסתובבו כך, כלומר. בהתאמה מלאה לחוקי קפלר, ציר שבתאי מוטה למישור מסלולו, ולכן נצפה שינוי במראה הטבעת בטלסקופ. בעיני גלילאו, הטבעות הללו נראו כסוג של "אוזניים" מסתוריות. נוכחותה של טבעת סביב צדק נחזה בשנת 1960 על ידי המדען S.K. Vsekhsvyatsky, ובשנת 1979 היא צולמה על ידי תחנות וויאג'ר האמריקאיות. הטבעת של צדק דקה מאוד, מורכבת מסלעים קטנים ואבק.

הוא פונה לכדור הארץ עם קצה ולכן אינו נראה מכדור הארץ.

לאורנוס יש טבעות דקות מאוד שלא ניתן לראות בטלסקופ. בעזרת וויאג'ר התגלו 11 טבעות ברורות וכמה מטושטשות, מה שנקרא מפוזרות. מחקרים על לוויינים וטבעות של כוכבי לכת רחוקים יימשכו בעתיד ובוודאי יביאו הרבה דברים מעניינים.

העתקת חומרים מותרת רק עם קישור פעיל למאמר!

מֵידָע

מבקרים בקבוצה אורחיםלא יכול להגיב על הפוסט הזה.

שַׁבְתַאִי עם שלו טַבַּעַת — הכי מדהים כוכב לכתבמערכת השמש. טבעת רחבה ושטוחה לחלוטין מקיפה את קו המשווה של כדור הארץ, כמו כובע - שוליו. הוא ממוקם באלכסון למעגל שבו שַׁבְתַאִימקיף את השמש ב-29.5 שנים. לכן, תלוי בתפקיד שַׁבְתַאִיבדרכה, הטבעת פונה אלינו תחילה מצד אחד, ואז מצד שני. כל 15 שנה היא ממוקמת בקצה אלינו, ואז לא ניתן לראות אותה אפילו בטלסקופים החזקים ביותר, מה שאומר שהטבעת דקה מאוד: עוביה אינו עולה על 10-15 ק"מ.

גילה את הטבעות הראשונות של שבתאי במאה ה-17 גלילאו, הויגנס. במאה ה 19פיזיקאי אנגלי ג'יי מקסוול(1831-1879), שחקר את יציבות תנועת הטבעות שַׁבְתַאִי, כמו גם האסטרופיזיקאי הרוסי א.א. בלופולסקי (1854-1934) הוכיח שהטבעות שַׁבְתַאִילא יכול להיות רציף.

מכדור הארץ, עם הטלסקופים הטובים ביותר, נראות כמה טבעות, מופרדות על ידי פערים. אבל בתצלומים ששודרו מה-AMS נראות טבעות רבות. הטבעות רחבות מאוד.: הם משתרעים על פני שכבת העננים של כוכב הלכת לאורך 60,000 ק"מ. כל אחד מהם מורכב מחלקיקים ובלוקים הנעים במסלוליהם מסביב שַׁבְתַאִי. עובי הטבעות אינו עולה על 1 ק"מ. לכן, כאשר כדור הארץ, בתנועתו מסביב שמשנמצא במישור הטבעות שַׁבְתַאִי(זה קורה אחרי 14-15 שנים, זה היה המצב ב-1994), הטבעות מפסיקות להיות גלויות: נראה לנו שהן נעלמות. ייתכן שהחומר ממנו מורכבות הטבעות לא נכלל בהרכב כוכבי הלכת והלוויינים הגדולים שלהם במהלך היווצרותם של גרמי השמיים הללו.

האסטרונום המפורסם גלילאומצא בשנת 1610 את זה שַׁבְתַאִימוקף במשהו. אבל הטלסקופ שלו היה חלש מדי, ולכן גלילאו לא הצליח לזהות מה הוא ראה שַׁבְתַאִי. רק חצי מאה לאחר מכן הצליח המדען ההולנדי הויגנס לשקול שזו בעצם טבעת שטוחה המקיפה את כדור הארץ ואינה נוגעת בו בשום מקום.

לומד שַׁבְתַאִיבעזרת טלסקופים מתקדמים יותר הראו שהטבעת מתפרקת לשלושה חלקים, מהווים, כביכול, שלוש טבעות עצמאיות המקננות אחת בתוך השנייה. הטבעת החיצונית מופרדת מהאמצע על ידי פער כהה - חריץ שחור צר. הטבעת האמצעית בהירה יותר מהחיצונית. מבפנים, צמודה אליו טבעת שלישית שקופה, כאילו מעורפלת.

מהן הטבעות הנפלאות האלה? אולי זה באמת אזורים חלקים קשים? לא זה לא. מדענים מצטיינים - הפיזיקאי האנגלי מקסוול (1831 - 1879) והמתמטיקאית הרוסייה S.V. Kovalevskaya (1850 - 1891) הוכיחו בחישוביהם שטבעת מוצקה ומוצקה בגודל זה לא יכולה להתקיים: היא תושמד מיד בהשפעת ההבדלים בכוח משיכה לחלקים שונים שלו. האסטרופיזיקאי הרוסי המצטיין א.א. בלופולסקי באמצעות תצפיות מדוקדקות שַׁבְתַאִיאישר שהטבעת אכן לא מוצקה. התברר שמהירות התנועה בחלקים שונים של הטבעת שונה. המשמעות היא שהטבעות מורכבות משברים קטנים, שכל אחד מהם מסתובב סביבו שַׁבְתַאִימהיר כמו לוויין של כוכב הלכת המתאים לאותו מרחק. כל שבר כזה הוא, כביכול, לוויין עצמאי, הסובב סביב עצמו. שַׁבְתַאִי.

מה זה הפסולת האלה?ככל הנראה מדובר בחלוקי נחל בגדלים שונים: מכמה סנטימטרים ועד מטר בקוטר, אך ייתכן שיש אבק בטבעות. חוץ מהטבעות מסביב שַׁבְתַאִיתשעה לוויינים נעים. מתוכם, אחד - טיטאן - שווה בערך בגודלו למרקורי ונמוך ממנו במקצת במסה. לוויינים אחרים יש גדלים שונים. אבל כולם הרבה יותר קטנים מטיטאן.

שַׁבְתַאִיבמובנים רבים דומה לאחיו - צדק .

הרבה מוזרים, לדעתנו, מאפיינים של צדק באים לידי ביטוי שַׁבְתַאִיאפילו יותר חד. למשל, הוא דחוס עוד יותר בקטבים ומורכב מחומר קל יותר ממים. שַׁבְתַאִי, כמו צדק, מוקף בכיסוי עננים מתמשך, אבל רק הצעיף הערפילי הזה שעליו הוא פחות מגוון. פסים וכתמים על שַׁבְתַאִילמרות שיש, הם אינם מובחנים בצורה חדה כמו בדיסק של צדק.

אַטמוֹספֵרָה,בו צפים עננים, יש לו הרכב כמו בצדק: הוא מכיל מתאן ואמוניה. מֶרְחָק שַׁבְתַאִימהשמש נמצא 1426 מיליון ק"מ, וקרני השמש מתחממות שם פי 90 חלשות יותר מאשר בכדור הארץ, ופי 3.5 חלשות יותר מאשר בצדק. ברור שהכפור שם חזק מאוד - הוא מגיע ל-150 מעלות. יום על שַׁבְתַאִיאחרונות 10 שעות 14 דקות

טבעות יפות להפליא היו הראשונות שהתגלו ליד שבתאי. זה נעשה במאה ה-17 על ידי האסטרונומים הגדולים הויגנס וגלילאו, שראו טבעת רחבה סביב הענק בטלסקופים שלהם. במאה ה-19 הצליחו האסטרופיזיקאי מרוסיה א' בלופולסקי והפיזיקאי מאנגליה ג'יי מקסוול להוכיח שהטבעת, שנראתה מוצקה בטלסקופים, לא יכולה להיות כזו. מחקר שלאחר מכן הראה ששבתאי הוא אכן כוכב לכת עם טבעות.

טבעות שבתאי

בהתחלה, הטבעות גרמו להערצה והפתעה, אך המחקר שלאחר מכן הראה שהן הופיעו מסיבה כלשהי, אך ממלאות תפקיד משמעותי בהיווצרות כוכבי לכת וחקר היקום. מדענים הצליחו לקבוע שהטבעות מורכבות ממספר עצום של חלקיקים מיקרוסקופיים וגושי קרח ענקיים וממוקמות לאורך קו המשווה. הם, בסטנדרטים של חלל, דקים, קילומטרים ספורים בלבד, בעוד שהרוחב הוא עד מאות קילומטרים.

כוכב הלכת עם הטבעות לא הפסיק להדהים את האסטרונומים. אם בתחילה האמינו שלשבתאי יש רק ארבע טבעות, והן סומנו באותיות הלטיניות A, B, C, D, אז מאוחר יותר הוקמה החמישית, שהייתה רחוקה יותר מהכוכב מאשר השאר. זה סומן באות E. נכון, עד זמן מה, קיומן של הטבעות D ו-E בקרב מדענים היה בספק.

לאחר שידור הנתונים על ידי תחנות בין-כוכביות אמריקאיות, חומרים ותצלומים של הטבעות נלמדו ביסודיות. השישי (F) התגלה על ידי תחנת פיוניר-11. תמונות של הטבעות E ו-D נשלחו על ידי תחנת וויאג'ר 1, מה שהפיג את הספקות של המדענים לגבי קיומן.

כמה טבעות יש לשבתאי

כוכב הלכת עם הטבעות משך יותר ויותר תשומת לב. מדענים המשיכו לחקור אותם, הגיעו לתגלית מרעישה. כפי שהתברר, לא היו שישה מהם, אלא רבים נוספים. המספר הכולל לא נקבע, אך אסטרונומים מציעים שהמספר יכול להיות אלף טבעות.

כפי שניתן לראות מהצילומים ששלח וויאג'ר 2, הטבעות הצרות מורכבות מטבעות דקות יותר, או כפי שהן נקראות, גדילים. הדבר המעניין ביותר הוא שלא לכולם יש את הצורה הנכונה. נמצא שאחת הטבעות משנה את עוביה מ-80 ל-25 קילומטרים.

מדוע טבעות מתפרקות?

כיצד ניתן להסביר מבנה טבעת כזה? ישנן מספר השערות, אך המעניינת ביותר היא שהפרדת הטבעות מתרחשת עקב כוחות הכבידה שמפעילים לווייני שבתאי, לא רק גדולים, אלא גם קטנים, שהתגלו לאחרונה יחסית בעזרת חלליות. אסטרונומים הפנו את תשומת הלב לרוחבה הקטן, בהשוואה לאחרים, של טבעת F והציעו שזה קשור איכשהו ללוויינים של כוכב הלכת. לפי החישובים צריכים להיות שניים מהם. אחד בצד החיצוני של הטבעת, השני בצד הפנימי. הם כונו "רועי צאן". הוא האמין כי לוויינים, הפועלים על החלקיקים, מניעים אותם בחזרה.

מסתורי שבתאי

שבתאי הוא כוכב לכת שטבעותיו מהוות תעלומות רבות לאדם. לאחרונה, יחסית, גילו אסטרונומים את מה שנקרא חישורים - תצורות רדיאליות שחודרות לטבעות לאורך אלפי קילומטרים. הם מסתובבים סביב כדור הארץ כמו חישורי גלגל סביב ציר. מיד עולה השאלה מה זה. הם לא יכולים להיות מרכיבים של טבעות, מכיוון שהחלקיקים שלהם נמצאים במרחקים שונים ונעים במהירויות שונות. זה יוביל להשמדתם המהירה.

לאחר לימוד תצלומים רבים וניתוח, מדענים גילו שהחישורים, יחד עם כדור הארץ, עושים מהפכה שלמה סביב ציר שבתאי. זה איפשר להניח שהם נמצאים במרחק מסוים מהטבעות ומוחזקים על ידם בעזרת כוחות אלקטרוסטטיים. הם נעים יחד עם הפלנטה בהשפעת השדה המגנטי של הפלנטה, וכמו טבעות, הם מורכבים מחלקיקים קטנים. בטבעת F נמצאו שזירה של טבעות-חוטים ועיבויים דקים. זוהי המסתורין של שבתאי. מדוע זה קורה, אסטרונומים עדיין לא יכולים להסביר. יש רק הנחה שכוחות אלקטרומגנטיים פועלים עליהם.

טבעות על כוכבי לכת אחרים

בשנת 1977, במהלך חקר אורנוס, התגלו טבעות, מה שהוביל את המדענים לבלבול מסוים, שכן לפני כן האמינו שרק לשבתאי יש תופעה כזו. מדענים החלו לחשוב על אילו כוכבי לכת יש טבעות. וויאג'ר 1 גילתה טבעת חלשה סביב צדק. היום זה ידוע שלכל כוכבי הלכת ענקי הגז של מערכת השמש יש אותם. ישנם ארבעה כוכבי לכת כאלה - שבתאי, צדק, נפטון, אורנוס. רשימה זו נוספה על ידי האסטרואיד צ'ריקלו, ולפי מספר מדענים, הלווין של שבתאי, Rhea, מכיל אותם.

ההנחה היא שכוכבי לכת אחרים הם טבעתיים. אבל לאילו כוכבי לכת יש טבעות עדיין לא ידוע. חישובים של כמה אסטרונומים מאשרים את קיומם סביב כוכב הלכת הננסי פלוטו. אבל עד היום זה לא אושר, כמו במקרה של הלוויין Rhea.

טבעות של יופיטר

כוכב גז ענק נוסף שיש לו טבעות הוא צדק. המערכת שלהם חלשה, מורכבת מאבק וכוללת ארבעה מרכיבים: טורוס עבה של חלקיקים - הילה, אחד דק וצפוף מאוד - הטבעת Main, ושתי חלשות ורחבות, הנקראות טבעות עכביש. כפי שמדענים מציעים, הם נוצרים מאבק מלוויינים של הפלנטה. מאמינים שיש טבעת נוספת, אך עד כה אין אישור לכך.

טבעות של נפטון

כוכב הלכת עם הטבעות במערכת השמש הוא ענק הגז נפטון. מבנהו התגלה לאחרונה יחסית ונחקר מעט. הוא מורכב מחמישה מרכיבים שנוצרו על ידי חלקיקי קרח, מצופים בסיליקטים וחומר על בסיס פחמן עדיין לא ידוע. הטבעות נושאות את שמותיהם של אדמס, לה ורייר, גאלו, לאסל ואראגו.

עובדה מעניינת היא שהטבעת הראשונה התגלתה על ידי האסטרונאוט האמריקאי E. Guian. אבל מאוחר יותר, בזמן עריכת תצפיות, אסטרונומים הבחינו שהוא לא שלם, דומה לטבעות בוכנה. כוכב הלכת נכנס לצל באותו זמן. מדוע זה קרה עדיין לא ברור. לטבעת החיצונית יש חמש קשתות. גם מקורם אינו ברור. תמונות מוויאג'ר 2 אפשרו לזהות טבעות חלשות יותר בעלות מבנה מסיבי.

טבעות של אורנוס

סמוך לכוכב הלכת התגלתה מערכת של 13 טבעות המורכבות מקרח מים, חומר אורגני, אבק וחפצים בגודל של כמה עשרות סנטימטרים עד 20 מטרים. הם כהים במיוחד, אטומים וצרים. ככל הנראה, ישנן טבעות אבק חלשות וקשתות בין המרכיבים העיקריים של המערכת. מאמינים כי המערכת נוצרה מהתנגשות של לוויינים שהיו בעבר ליד כוכב הלכת.

בעיצומה של ההתלהבות הכללית שתפסה את המדענים של תחילת המאה ה-17 בקשר עם התגליות המדהימות, אחת מהן עברה כמעט מבלי משים. בשנת 1610, קפלר קיבל אנגרמה מעמיתו האיטלקי הגדול, שבה נכתב: "אני צופה בשלושת כוכבי הלכת הרחוקים ביותר ...". בסוף 1610 כתב גלילאו לאחד מכתביו: "מצאתי חצר שלמה עם ושני משרתים עם הזקן (שבתאי); הם תומכים בו בתהלוכה ואינם יוצאים מצדדיו. ופתאום הלוויינים האלה... נעלמו, בכל מקרה, משדה הראייה של הטלסקופ. נדהם, גלילאו הביט בשמים שוב ושוב, אך לא ראה אותם. רק הויגנס בהאג, 45 שנים לאחר התצפיות הראשונות על גלילאו, הצליח להבין במידה מסוימת את המסתורין של שבתאי. בהשוואה בין התצפיות שלו ושל אנשים אחרים, הוא הגיע למסקנה שה"לוויינים" שגילה גלילאו הם פשוט אוזניה של טבעת דקה ושטוחה, כמעט רציפה, הנוטה למישור האקליפטיקה.

לכן, ניתן לראות אותו מכדור הארץ בדרכים שונות. פעמיים בשנה שבתאי ניתן למקם את הטבעת כך שהמישור שלה יהפוך מקביל לקו הראייה. הטבעת לא נראית מהצלע, היא דקה מאוד.

הטבעת של שבתאי היא חפץ נפלא לצפייה אפילו בטלסקופים קטנים. חשיפתו המלאה או היעלמותו חוזרים על עצמם לאחר 14-16 שנים. הגילוי של תופעה יוצאת דופן זו, לעומת זאת, לא משך תשומת לב רבה של מדענים. זו הייתה תקופה של אירועים מהפכניים גדולים באסטרונומיה. עובדת גילויה של טבעת מוזרה סביב שבתאי שקעה ביניהם.

כמה אסטרונומים במאה ה-18 ובתחילת המאה ה-19 הודו שהטבעת יכולה להיות מוצקה ומוצקה, או מורכבת ממספר טבעות מוצקות דקות, מוצקות או נוזליות. אבל כבר בשנות החמישים של המאה ה-19, התברר לאסטרונומים שצפו בטבעת שהיא לא יכולה להיות גוף מוצק, אלא צריכה להיות מורכבת מחלקיקים בודדים - חלקיקי אבק או אבנים, שכל אחד מהם, כלוויין עצמאי, מסתובב. סביב שבתאי.

בשנות השבעים של המאה ה-19, המחקר השלם ביותר של המבנה והיציבות של הטבעת בוצע על ידי המתמטיקאית הרוסית המפורסמת סופיה קובלבסקיה. מסקנותיה אושרו במהרה בצורה מבריקה על ידי תצפיות ספקטרוסקופיות. הטבעת, אכן, התברר כי היא מורכבת מלוויינים עצמאיים רבים. אבל מאיפה הגיעה הטבעת הזו בשבתאי?

אסטרונומים של המאה ה-19 ומדענים רבים בני זמננו, בהתחשב ביציבות הטבעת, הכריזו שהיא שריד של החומר הראשוני (ממנו נוצר כוכב הלכת), או תוצאה של ריקבון של אחד מלווייני שבתאי, שנכנס. אזור מסוכן ליד כדור הארץ, שבו כוחות גאות ושפל חזקים עלולים לקרוע אותו. מעניין לזכור: ליוונים הקדמונים היה מיתוס ששבתאי טרף את ילדיו.

מאז שנות ה-50, מצפה כוכבים אסטרונומי, חמושים בטלסקופים יותר ויותר מתוחכמים, החלו להבחין בשינויים רבים במבנה הטבעת. חלקים נפרדים ממנו הפכו בהירים, או בקושי ניכרו. במקביל, אוטו סטרוב במצפה הכוכבים פולקובו חשד בהתרחבות הדרגתית של הטבעת ובהתקרבות הקצה הפנימי שלה אל פני כדור הארץ. בהשוואה בין המדידות המדויקות של גדלי הטבעות שנעשו על ידי מדענים במשך 200 שנה, הוא מצא שבתוך מאתיים שנה הקצה הפנימי של הטבעת התקרב לכוכב הלכת ב-18 אלף קילומטרים. נראה כי תצפיות מודרניות מאשרות את הרחבת הטבעת, אם כי המספרים שונים במקצת.

מידע חדש על אופי הטבעות של שבתאי הובא על ידי שימוש בכלים רבי עוצמה של האסטרופיזיקה. בסוף המאה ה-19, א.א. בלופולסקי (מצפה הכוכבים פולקובו) ציין כי התפלגות הבהירות בספקטרום הטבעת אינה זהה לזו של הספקטרום של כוכב הלכת עצמו. התצלומים המדהימים שצולמו על ידי G. A. Tikhov בשנת 1909 בעזרת טלסקופ פולקובו ענק בגודל 30 אינץ' מראים בבירור שהטבעת "כחולה" הרבה יותר מכוכב הלכת. בשנות ה-30 של המאה ה-20, נושא זה נחקר בהרחבה על ידי ג.א. שיין במצפה הכוכבים סימייז. תוצאות המחקרים הללו ומספר עבודות מאוחרות יותר הובילו אסטרונומים לאמונה שבחלקים מסוימים של הטבעת, בנוסף לחלקיקים מוצקים וגופים מטאוריים, יש קרח וכמות מסוימת של גז.

אבל קרח במצב חופשי לא יכול להתקיים לאורך זמן אפילו במרחק כה עצום מהמקום שבו נע סטורן (9.5 יחידות אסטרונומיות). עד 11 יחידות אסטרונומיות, כלומר עד למרחק של 1.7 מיליארד קילומטרים, קרני השמש צריכות להקרח, ולזרוק את חלקיקי הגז שנוצרו ממערכת השמש. אנו צופים בתהליך כזה ב- , שבו גזים קפואים המתנדפים במהירות יוצרים ראש וזנבו של כוכב שביט.

אבל אם הטבעת מאבדת כל הזמן חומר, אז היא חייבת גם לקבל מילוי ממקום כלשהו. בחוץ, מבחוץ למערכת שבתאי? זה בלתי אפשרי! את חידוש החומר של הטבעת, וכתוצאה מכך, את היווצרות הטבעת עצמה ניתן להסביר רק על ידי פליטות ממערכת שבתאי, התפרצויות עוצמתיות הן על פני השטח של הלוויינים של שבתאי ואולי, על כוכב הלכת עצמו.

המסקנה לגבי פעילות געשית רבת עוצמה במערכת שבתאי עולה בקנה אחד עם מה שצופים שציינו שוב ושוב על פני כדור הארץ. לא פעם נצפתה שם הופעת כתמים לבנים בהירים, לפעמים קיימים חודשים. ומאוחר יותר הגעתי לרעיון של פליטות ענק של חומר משבתאי על בסיס שיקולים שונים לחלוטין. המחקר של ... שביטים הוביל אותי למסקנה זו.

מדענים קבעו את מסלולם של 573 שביטים עד כה. ל-442 שביטים יש תקופות מסלול של יותר מ-1000 שנים, ואופי התנועה של חלק מהם מעיד שהם עוזבים את מערכת השמש לנצח. 75 שביטים נעים במסלולים אליפטיים קטנים עם תקופת מסלול של פחות מ-15 שנים. אלה הם מה שנקרא כוכבי השביט של ה-. ולשאר 56 השביטים יש תקופות של מהפכה בין 15 ל-1000 שנים. אלה כוללים, במיוחד, את משפחות השביטים של שבתאי, ו.

הדומיננטיות של שביטים עם מסלולים פרבוליים מוארכים מאוד הובילה לרעיון ששביטים מגיעים מהחלל הבין-כוכבי, ורובם עוברים רק דרך מערכת השמש. השערה זו הובעה ופותחה מתמטית לפני יותר ממאתיים שנה על ידי המדען הצרפתי לפלס.

אבל היא לא עברה את הבחינות הבאות, שניתנו לה על ידי אסטרונומים ומתמטיקאים רבים. אם שביטים היו גופים בעלי אופי בין-כוכבי, עלינו לצפות במסלולים היפרבוליים חדים, אבל זה לא המקרה.

אם אתה אוהב שחמט, סביר להניח שנתקלת בבעיות לניתוח רטרוגרדי. המשמעות שלהם היא שעל פי התפקיד בלוח, יש צורך לשחזר את סדרת המהלכים שהובילו לכך. בעיה דומה נפתרה על ידי אסטרונומים. עבור שביטים רבים, שבהם צוין אופי היפרבולי חלש של תנועה, כל ההפרעות מכוכבי הלכת חושבו על מנת לגלות כיצד נראה המסלול לפני הכניסה לאזור ההשפעה הפלנטרית. בכל המקרים התברר שהמסלול הראשוני הוא אליפטי, מה שמעיד על כך שהשביטים שייכים למערכת השמש.

מחקרים אסטרופיזיקליים מדויקים ושימוש בשיטות ניתוח פוטומטריות וספקטרליות אפשרו להבהיר את הרכב השביטים. הראשים והזנבות המאירים של שביטים מורכבים מגזים נדירים ביותר (בעיקר פחמימנים, ציאניד, פחמן חד חמצני, חנקן מולקולרי וכו'), בעיקר בצורה של אטומים ומולקולות מיוננות. גזים קומיים הם ללא ספק תוצרים של ריקבון של מולקולות אב מורכבות יותר בהשפעת קרינת השמש. גרעיני השביט חייבים להיות מורכבים מחלקיקים מוצקים. לאחרונה, הוכח שהגזים בשביטים נמצאים במצב קפוא, בצורת קרח, לעתים קרובות "מזוהם" עם הכללת האבק הקטן ביותר.

גם עובדה בעלת חשיבות יוצאת דופן נקבעה: שביטים נחלשים במהירות. ממראה להופעה הם הופכים פחות ופחות בהירים, וב-10-20 הופעות הם נחלשים עשרות ומאות פעמים!

התברר שכוכבי שביט מדלדלים במהירות את החומרים היוצרים גזים שמהם יוצאים ראשיהם וזנבותיהם הערפיליים של שביטים. לכן, שביטים כנראה הופיעו באזור כוכבי הלכת לאחרונה. אסטרונומים קבעו את גילם של שביטים רבים. התברר שהוא קטן מאוד: כמה מאות, ולפעמים אפילו עשרות שנים. אבל איך להסביר את קיומם של מספר רב של שביטים קצרי תקופה?

לפלס האמין שהם פשוט "שבויים" של כוכבי הלכת הגדולים, במיוחד צדק, שיירט אותם בדרך ואילץ אותם לשנות מסלולים, שהיו בעבר פרבוליים. אבל מאפיינים רבים של תנועת השביטים דיברו נגד לאפלס. להיפך, נראה ששביטים נולדים כעת, בתקופתנו, במערכת השמש ושיש להם קשר מסוים למערכת צדק, שכן כל השביטים קצרי התקופה קשורים קשר הדוק לכוכב הלכת הזה. בתחילה, ההנחה היא שהם נפלטים, מתפרצים ישירות מפני השטח של צדק וכוכבי לכת גדולים אחרים. אבל אז התברר שההנחה של פליטת שביטים מפני השטח של ירחי צדק עולה בקנה אחד עם התצפיות.

בינתיים התבררו מאפיינים מדהימים אחרים של שביטים. מבחינת הרכב, קרח השביט התברר כקרוב ביותר לגזים של אטמוספרות פלנטריות, ובמיוחד לאטמוספירות שהתגלו בלוויינים של שבתאי ונפטון - טיטאן וטריטון. מספר נתונים הצביעו על כך שהלוויינים הגדולים של צדק מכוסים בשכבה של אטמוספרה קפואה, כלומר קרח.

שביטים רבים מלווים במטר מטאורים. שתי התופעות הללו קשורות לפחות במקור משותף. והמחקר של מטאוריטים במעבדות, חקר המבנה וההרכב הכימי שלהם מוביל למסקנה שהם שברי הקרום של גופים פלנטריים. הוולקנולוג הרוסי והמומחה הגדול ביותר למטאוריטים A.N Zavaritsky מצא שרוב המטאוריטים האבניים דומים מאוד במבנה לסלעי הטוף של האזורים הוולקניים של כדור הארץ. עוד קודם לכן, מינרלוג מצטיין אחר, V. N. Lodochnikov, הגיע למסקנה לגבי האפשרות של היווצרות של מטאוריטים וזרמים מטאורואידים במהלך התפרצויות יבשתיות ענקיות.

גם משך החיים של מטר מטאורים מתברר כלא יותר מכמה מאות או אלפי שנים. אופי המסלולים מעיד על כך שחלקיקי מטאור שייכים למערכת השמש וללא ספק נוצרו בתוכה. משמעות הדבר היא שממטרי המטאורים שאנו צופים כעת בוודאי מקורם לאחרונה.

החיבור של מטר מטאורים עם שביטים הוא אישור נוסף למקורם הוולקני או הנפיץ של גופים קטנים במערכת השמש. כל התפרצות חייבת להיות מלווה בשחרור כמויות אדירות של אפר וחול, שייצרו מטר מטאורים במערכת השמש.

אלו היו הנימוקים שהיוו את הבסיס להנחה שלטבעת שבתאי יש אופי שביט-מטאוריט. אבל מדוע, רק במקרה מסוים אחד עם שבתאי, הטבע לא עשה טבעת לכוכב הלכת? זה לא נכון. סביב צדק אמורים להסתובב גם עננים המורכבים משביטים וגופי מטאוריטים, כלומר אבנים וחלקיקי אפר. התפרצות על ירח צדק חייבת להעניק לחומר מהירות של 5-7 קילומטרים לשנייה על מנת שייווצר שביט חדש. אבל הרבה יותר אבנים וחלקיקים יהיו בעלי מהירויות נמוכות יותר, צדק יחזיק אותם עם המשיכה שלו ויאסוף אותם סביב עצמו בצורה של טבעת.

איפה זה? ואכן, בצדק איננו צופים במבנה כה בהיר ומורגש כמו הטבעת של שבתאי. יש לזכור כאן שגם אם לצדק הייתה אותה טבעת מסיבית כמו שבתאי, לא נוכל לראות שום דבר דומה למה שנצפה בשבתאי. הנקודה היא שמישור קו המשווה של שבתאי נוטה לאקליפטיקה (כלומר למישור התנועה של כוכב הלכת) ב-28°, וזו הסיבה שאנו יכולים לראות את הטבעת "פתוחה", בעוד ששיפוע צדק הוא רק 3° ו, לכן, תמיד ראינו אדג'-און (בדיוק כפי שזה קורה בתקופות של "היעלמות"). כאשר, כתוצאה מתנועת שבתאי וכדור הארץ, אנו מוצאים את עצמנו ליד מישור הטבעת, היא נעלמת; האוזניים אינן נראות, ועל הדיסק של כוכב הלכת לאורך קו המשווה יש רצועה כהה - "צל הטבעת".

המשך יבוא.

נ.ב. על מה עוד חושבים מדענים בריטים: במוקדם או במאוחר, אנשים עדיין יוכלו ליישב כוכבי לכת אחרים במערכת השמש שלנו. ואז, על פני השטח של שבתאי או צדק, סוג של תחנת גיהוץ מים תהיה נפוצה למדי. אבל לעת עתה, הכל נשמע כמו מדע בדיוני.

ראשית, בואו נרשום את כל כוכבי הלכת במערכת השמש.

• כַּספִּית
• צדק
• פלוטו
• כדור הארץ שלנו
• וֵנוּס

ישנה גם הנחה או אמירה שיש כוכב לכת 10 במערכת השמש זינה, כפי שנקרא עצם זה או אריס בעבר, השם הזה נפוץ יותר. הספורט עדיין מתנהל בין האסטרונומים.

אז, עכשיו שקול את התכונות של כוכבי הלכת

לכל כוכבי הלכת ענק הגז במערכת השמש שלנו יש טבעות.

כלומר זה

• צדק

מאז ילדות, כולנו שמענו על הטבעות של שבתאי, ראינו את הכוכב הזה בתמונות רבות ואפילו בזרי עצי חג המולד

אז הטבעות של שבתאי נראות קרובות והכוכב עצמו

כוכב הלכת הבא הוא נפטון

טבעות של יופיטר

הטבעות של כוכבי הלכת מורכבות ברובן מסלעים, אבק, קרח קפוא בגדלים שונים ומסתובבים (חלקית) סביב כוכבי לכת אלו.

לאחרונה הייתה תיאוריה על מקור הטבעות של שבתאי. מדענים הציעו ששבתאי בלע את הלוויינים שלו הסובבים אותו.

למעשה, אסטרונומיה היא מדע שבו לתיאוריות רבות ושונות יש את הזכות לחיים.

תחנת קאסיני הושקה לשבתאי, וכעת פורסמו 11 שנים של תצפיות על שבתאי בסרטון דחוס בן 3 שעות ביוטיוב

סרטון מעניין מאוד, הטיסה של קאסיני ענתה על שאלות רבות לאסטרונומים, כולל אלו הקשורות לטבעות שבתאי!

תחנת החלל ג'ונו נשלחה גם לצדק, אבל היו כמה בעיות עם המנוע, עם זאת, מדענים אומרים שזה מגביל חלקית את המשימה, אבל לא מכניס אותה לקטגוריה של כשלים, אפשר לטעון על זה במשך זמן רב, אבל הטיסה ממשיכה

לא היו טיסות לאורנוס, המכשיר היחיד שחלף על פניו היה וויאג'ר 2, שמטרתו הייתה טיסה בלתי הפיכה מחוץ למערכת השמש, ב-1986 הוא טס על פני אורנוס. כעת מתוכננת משימה - שיגור תחנת חלל לאורנוס. איך ומתי זה יקרה - נותר רק להמתין לתשובות מארגונים שמוכנים לקחת חלק בפרויקט הזה.