Теперь мы знаем, почему у Юпитера нет больших, великолепных колец, как у Сатурна

Учитывая его сходство с соседом, Сатурном, кажется естественным спросить, почему Юпитер также не имеет великолепной, обширной системы видимых колец.

Увы, на самом деле это не так. Если у Юпитера и есть кольца, то это тонкие, непрочные, хрупкие пылинки, видимые только при подсветке Солнцем.

Согласно новым исследованиям, эти кольца лишены блеска, потому что множество мелких галилеевых лун Юпитера не дают дискам из камней и пыли накапливаться так, как это происходит вокруг Сатурна.

"Меня давно волнует вопрос, почему у Юпитера нет еще более удивительных колец, которые могли бы посрамить кольца Сатурна", - говорит астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде.

"Если бы у Юпитера они были, они бы казались нам еще ярче, потому что планета находится гораздо ближе, чем Сатурн".

Чтобы проверить идею формирования гигантской кольцевой системы вокруг Юпитера в какой-то момент его истории, Кейн и его коллега, астрофизик Жексинг Ли из Калифорнийского университета в Риверсайде, провели серию симуляций объектов, вращающихся вокруг системы Юпитера.

В этих симуляциях учитывалось орбитальное движение Юпитера и движение его четырех крупнейших лун, также известных как Галилеевы луны: Ганимеда (который больше Меркурия и является самой большой луной в Солнечной системе), Каллисто, Ио и Европы. В эту смесь команда добавила данные о том, сколько времени может потребоваться для формирования системы колец.

При таком моделировании у Юпитера не может быть колец в стиле Сатурна - и маловероятно, что они когда-либо были, говорят исследователи.

"Массивные планеты образуют массивные луны, что не позволяет им иметь существенные кольца", - пояснил Кейн. "Мы обнаружили, что галилеевы луны Юпитера, одна из которых является самой большой луной в нашей Солнечной системе, очень быстро уничтожат любые крупные кольца, которые могли бы образоваться".

Нынешние хрупкие кольца Юпитера состоят в основном из пыли, выброшенной некоторыми из его лун, возможно, включая материал, выброшенный в космос в результате столкновений.

Кольца Сатурна, с другой стороны, состоят в основном изо льда; возможно, это фрагменты комет или астероидов, или ледяная луна, которая либо раскололась под действием гравитации Сатурна, либо столкнулась таким образом, что выброшенные вещества образовали кольца. 

Мы знаем, что луны Сатурна играют важную роль в формировании и поддержании его колец. Но достаточно большая луна (или луны) может также гравитационно разрушить кольца, выбрасывая лед с планетарной орбиты в неизвестно куда.

Хотя Сатурн - это планета, о которой мы все думаем как о планете с кольцами, на самом деле кольца вокруг планет встречаются довольно часто, даже здесь, в Солнечной системе.

Конечно, есть Юпитер, о котором мы только что говорили. Ледяные гиганты, Нептун и Уран, тоже имеют тонкие, непрочные пылевые кольца.

Уран также наклонен на бок относительно других планет, его орбитальная ось почти параллельна плоскости орбиты. Считается, что его кольца как-то связаны с этим: либо что-то врезалось в Уран и отбросило его в сторону, либо у него когда-то были совершенно огромные кольца, которые могли вызвать его боковой наклон.

Кольца есть даже не только у планет. Небольшое тело размером около 230 километров (143 мили) в поперечнике под названием Харикло, вращающееся между Юпитером и Ураном, имеет кольца. Карликовая планета Хаумеа, вращающаяся в поясе Койпера вместе с Плутоном, тоже имеет кольца. Моделирование показывает, что кольца вокруг ледяных тел - не редкость, поскольку гравитационное взаимодействие поднимает лед с поверхности этих тел, образуя вокруг него орбитальное кольцо.

Марс тоже иногда может иметь кольца. Его луна Фобос с каждым годом все больше приближается к красной планете; через 100 миллионов лет она будет достаточно близка, чтобы гравитация Марса разорвала ее на части, образовав недолговечное кольцо, которое со временем снова превратится в луну.  Даже кольца Сатурна, скорее всего, будут временными, им суждено медленно опускаться на планету.

Если мы сможем изучить их достаточно подробно, кольца можно будет использовать для того, чтобы собрать воедино некоторые жестокие аспекты истории планеты.

"Для нас, астрономов, они - это брызги крови на стенах на месте преступления", - сказал Кейн. "Когда мы смотрим на кольца гигантских планет, это свидетельствует о том, что произошло нечто катастрофическое, что привело к появлению этого материала".

В любом случае, может быть, и хорошо, что у Большой Юпы нет впечатляющих колец. Пусть Сатурн занимается своим делом. Юпитер, в конце концов, уже завладел шестиугольниками.

Результаты исследования были приняты в журнал Planetary Science Journal и доступны на сайте arXiv.