Почему «окольцован» только сатурн?

Ученым из Франции и США удалось найти ответ на один из актуальнейших вопросов в науке о том, почему самой большой планетой Солнечной системы, «обладающей» кольцами, является Сатурн. Согласно гипотезе астрономов, изложенной в работе, пре-принт (pdf) которой представлен на сайте arxiv.org, кольца Сатурна — это остатки его спутника, разрушенного при столкновении с другим космическим объектом.

В астрономии существуют две распространенные конкурирующие теории, которые объясняют, как именно Сатурн приобрел кольца. Первая предполагает, что кольца являются остатками сталкивавшихся друг с другом комет. Согласно второй теории, формирующие кольца частицы образовались после разрушения луны Сатурна. Оба сценария возможны в том случае, если в прошлом в нашей галактике наблюдалась сильная активность комет (факт, подтвержденный множеством наблюдений). Авторы данной работы попытались оценить интенсивность кометного трафика во время поздней тяжелой бомбардировки - периода высокой активности комет около 3,8 - 4,1 миллиарда лет назад.

Исследователи заключили, что в период поздней тяжелой бомбардировки кометы таранили Сатурн с интенсивностью, делающей вероятными оба сценария. Более детальные расчеты показали, что если события развивались согласно первой теории, то аналогичные кольцевые системы должны были сформироваться и у других планет-гигантов. Если же верен второй вариант, то кроме Сатурна кольцами теоретически мог бы обзавестись только Юпитер.

Поздняя тяжелая бомбардировка происходила спустя 700 миллионов лет после образования Сатурна. В это время гипотетические спутники планеты обращались по орбитам, находящимся внутри предела Роша - максимального расстояния, ближе которого спутники планет разрушаются под действием гравитации на мелкие частицы. Когда в результате столкновения с кометой спутник развалился, образовавшиеся куски оказались на нужном расстоянии для того, чтобы продолжить обращаться вокруг Сатурна, а не быть унесенными в космос.

Расчеты исследователей показывают, что если бы другие планеты Солнечной системы в момент образования обладали спутниками, находящимися внутри предела Роша, то к началу периода поздней тяжелой бомбардировки, они либо врезались бы в планету, либо сошли бы со своих орбит. Только Сатурн благодаря своему быстрому вращению сумел удержать спутник на правильном расстоянии.

Хоть кольца Сатурна уже достаточно давно находятся под пристальным вниманием ученых, до сих пор не удается дать точное объяснение их происхождения, а также установить их возраст. Если совсем недавно считалось, что кольца образовались от 10 до 100 миллионов лет назад, то в конце сентября вышла работа, в которой сообщается, что возраст колец составляет не меньше четырех миллиардов лет.