Российские физики объяснили феномен колец Сатурна

И это сенсация. В самом престижном международной астрономическом журнале The Astrophysical Journal опубликована статья российских ученых о решении загадки происхождения колец Сатурна, которой уже более 400 лет. О сути открытия рассказывает один из его авторов, доктор физико-математических наук Владимир Черный.

Владимир Викторович, вашей теории о происхождении колец Сатурна более 30 лет, но она была в тени других теорий. А тут вдруг — выброс. Что произошло?

Владимир Черный: За 400 лет, прошедших с момента открытия Галилеем колец Сатурна, выдвигались самые разные теории о их происхождении. Одной из самых популярных считается гравитационная теория о том, что кольца образовались из обломков разрушенного астероида. Ее предложили наши ученые Михаил Горькавый и Алексей Фридман. Так вот и эта, и другие теории подверглись проверке, когда космический аппарат «Кассини» в 2004 году подлетел к Сатурну и начал изучать его кольца. Полученные данные по разным причинам отклонили и гравитационную теорию, и другие идеи.

«Кассини» подтвердил теорию российских ученых?

Владимир Черный: Нет, напрямую он ее не подтвердил. Но сообщил важнейшие данные, которые мне и моему соавтору кандидату физико-математических наук Сергею Капранову дали возможность внести изменения и предложить новую версию происхождения колец.

И чем вам помог «Кассини»?

Владимир Черный: В свое время мы предположили, что решающую роль в происхождении колец сыграли два фактора: магнитное поле планеты и сверхпроводимость частиц, из которых состоят кольца. Как это происходит? Ледяные частицы хаотически движутся в допланетном облаке вокруг Сатурна. Причем в них уже "дремлет" сверхпроводимость до тех пор, когда у планеты появляется магнитное поле. И одновременно возникает сила, которая сгоняет частицы к магнитному экватору Сатурна, где формирует из них кольца и их удерживает.

К версии коллеги отнеслись довольно скептически?

Владимир Черный: Да, было такое. Особенно к гипотезе, что частицы, из которых состоят кольца, обладают сверхпроводимостью, хотя в пространстве вокруг Сатурна температура колец от минус 163 градусов Цельсия до минус 208 градусов. И вот тут к нам на помощь пришел "Кассини". Он обнаружил, что кольца состоят из 7 процентов углерода и 93 процентов льда. Но этого мало. Ученые из Израиля показали, что образец аналогичного состава и пропорций ведет себя как сверхпроводник II рода. И мы математически показали, как такие сверхпроводники оказываются на экваторе планеты и там удерживаются. Причем удерживаются жестко по тем "адресам", куда попали изначально, не меняют места прописки, не перемещаются ни по вертикали, ни по горизонтали.

Здесь работают самые разные эффекты, в частности вихри Абрикосова, за что он получил Нобелевскую премию, и уравнение Ландау — Гинзбурга, за теорию сверхпроводимости последний был тоже удостоен Нобеля. Наша модель позволяет ответить на многие вопросы, которые оставались неясными. Например, почему частицы колец разделяются или почему они есть только у планет, которые расположены за поясом астероидов.

А почему у Земли нет такого «сомбреро» из колец?

Владимир Черный: Потому, что пространство между Солнцем и поясом астероидов хорошо прогревается нашей звездой, разрушая сверхпроводимость. Кольца могут быть только у планет с магнитным полем, находящихся за поясом астероидов. Эта модель дополняет единую картину электромагнитных взаимодействий в Солнечной системе. Она подтверждает мнение нобелевского лауреата Ханнеса Альвена, что в самом процессе происхождения колец у Сатурна может быть заложена история образования Солнечной системы на раннем этапе ее развития.