Учёные обнаружили уникальное явление в кольцах Сатурна: полосы света, напоминающие радуги, созданные выбросами с Энцелада

Группа учёных под руководством Нильса Рубрехта из Делфтского технологического университета (Нидерланды) обнаружила необычное явление в системе Сатурна. Анализируя архивные снимки космического аппарата «Кассини», полученные во время 17-го сближения с Энцеладом 27 марта 2012 года, они заметили полосообразные структуры вокруг спутника. Эти полосы были зафиксированы как визуальным и инфракрасным картографическим спектрометром (VIMS) зонда, так и узкоугольной камерой (NAC).

Подобные полосы были обнаружены ещё на двух снимках «Кассини», сделанных в декабре 2010 года и мае 2012 года. Их положение относительно друг друга оставалось неизменным на разных изображениях, угол наклона к плоскости Солнечной системы составлял около 16^° (или 43^° к плоскости колец Сатурна). Это подтверждает реальность наблюдаемого эффекта, исключая возможность артефактов камеры. Наблюдения, проведённые с разницей почти в полтора года, указывают на длительное существование этого явления.

Исследование показало, что отдельные полосы смещаются при изменении длины волны света. Это позволило учёным понять природу явления. На Земле радуги образуются за счёт преломления солнечного света в каплях воды. В вакууме вокруг колец Сатурна физические процессы несколько иные, но эффект аналогичный. Самая яркая полоса на снимках «Кассини» (около 5 мкм (5·10^?? м)) образуется за счёт прямого отражения солнечного света от кристаллов льда. Однако, из-за малых размеров частиц льда происходит дифракция света, разлагающая его на составляющие длины волн – явление, аналогичное работе дифракционной решётки.

Учёные предполагают, что дифракционная решётка образована частицами, выбрасываемыми из гейзеров Энцелада. Спектр яркой полосы, зафиксированный VIMS, указывает на наличие кристаллов водяного льда с примесью сухого льда (диоксида углерода), что свидетельствует о недавнем выбросе вещества в космос. Однако, авторы работы пока не могут объяснить, почему эти частицы крупнее, чем в самих гейзерах, и расположены так далеко от плоскости колец Сатурна.

Подобные оптические явления, известные в земной атмосфере, были обнаружены и на других планетах. Например, орбитальный аппарат «Венера-экспресс» зафиксировал гало – кольцо преломлённого солнечного света – в верхних слоях облаков Венеры. Марсоход Perseverance наблюдал аналогичный эффект, образованный шестиугольными кристаллами льда в марсианских облаках. Однако, обнаруженное в кольцах Сатурна явление уникально и обладает поэтичной красотой: фонтаны Энцелада создают космические радуги.

Работа Рубрехта и его коллег демонстрирует, что даже после завершения миссии «Кассини» анализ её данных продолжает приносить новые и ценные открытия. Полученные результаты расширяют понимание динамики системы Сатурна и процессов, происходящих на его спутнике Энцеладе. Дальнейшие исследования могут помочь уточнить механизмы образования этих «космических радуг» и получить более полную картину физических процессов в кольцах Сатурна.

 Источник: skyatnightmagazine