Загадочные пылевые диски: что не так с кольцами Урана

Седьмую планету Солнечной системы окружают исполинские слоеные пончики, склеенные какой-то неизвестной силой

40 лет назад американские астрономы Дж. Эллиот, Э. Данэм и Д. Минк совершили крупнейшее – и последнее на данный момент открытие в пределах классической Солнечной системы (ее считают до орбиты Плутона). Они увидели кольца планеты Уран. Те самые кольца, о которых за 200 лет до них писал великий Уильям Гершель и которые двести лет никто не мог найти. Да и видел ли их Гершель? Считается, что при оптике XVIII века это было совершенно невозможно.

Дело в том, что в отличие от всем известных колец Сатурна, в значительной мере состоящих из чистого льда, кольца Урана – совершенно темные, пылевые. Выйдите ночью на улицу и сравните яркость рядом находящегося льда и лежащей вдали пыли – поймете, почему между открытиями прошло более трехсот лет. Да что там – сам Уран был открыт через 170 лет после того, как Галилей увидел (но не распознал) кольца Сатурна. Ведь Уран в два раза дальше от Солнца, и его диаметр в два раза меньше.

И заканчивая тему хронологии, упомянем возраст колец: они крайне молоды, им всего 600 миллионов лет. В земном океане в это время уже вовсю плескались многоклеточные вендобионты – наши не такие уж дальние предшественники, – а Уран только начинал формировать свои странные кольца.

У Урана 13 колец. 40 лет назад были открыты девять из них. Открытие произошло в известной мере случайно: американцы собирались исследовать атмосферу Урана при прохождении его перед яркой звездой. И внезапно обнаружилось, что перед покрытием собственно Ураном яркость звезды тускла девять раз подряд по каким-то иным причинам – и тот же эффект наблюдался после прохождения планеты. Тут было уже не до атмосферы… Впоследствии американский аппарат «Вояджер 2» и телескоп «Хаббл» нашли еще по два кольца.

Наиболее изученным остается 11-е по удаленности от планеты кольцо Эпсилон – просто потому, что оно наиболее светлое. Толщина кольца – 150 метров, ничто по космическим меркам; ширина – 20-100 км. То есть при наблюдении с ребра Эпсилон, как и часть других колец Урана, просто не виден. Кольцо удерживается на своей орбите гравитацией спутников планеты – Корделией и Офелией. Судя по аномалиям радиосигналов, и без того тонкое кольцо является «сэндвичем» (а по форме – пончиком), состоящим из нескольких чрезвычайно плоских слоев. Представьте себе компакт-диск обычной толщины, но диаметром 1 километр и расстоянием от края до дырки всего 50 см – и вы прочувствуете габариты этого необычного кольца.

О других кольцах известно значительно меньше. Часть из них – это набор булыжников диаметром от 20 см до 20 м, часть – самая натуральная пыль. Лед там все-таки есть, но он «испачкан» сильнее, чем снег вдоль МКАДа, а потому совершенно не виден в космической темноте (вспомните: нашли кольца не потому, что они светятся, а потому что перекрывают свет!).

Вообще, данные кольца – интересное явление, в котором пока что очень много непонятного. Ученые затрудняются объяснить, каким образом чрезвычайно тонкие неоднородные объекты удерживаются вокруг планеты более полумиллиарда лет. Для Эпсилона и еще нескольких колец работает гравитация спутников планеты – их в данном контексте называют «пастухами», – но для других на данный момент не видно эффективной стабилизирующей силы.

* * *

Какого-то промышленного, сырьевого значения кольца Урана не имеют. Даже когда мы доберемся до этого газового гиганта, нас гораздо больше будут интересовать его спутники и собственные ресурсы. Но вот история формирования и структура колец еще расскажут немало нового о космических процессах – а значит, в конечном счете и о том, как мы дошли до жизни такой.