Вновь отвечаем на вопрос одного из наших подписчиков:
Если бы у Земли были кольца, как у Сатурна, это каким-либо образом сказалось бы на приливных силах или это было бы просто красивое зрелище?
Давайте разбираться вместе.
Откуда у планет берутся кольца?
Как все мы помним из школы — сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами: чем ближе — тем больше сила притяжения, чем дальше — тем меньше. Из-за того, что силы притяжения планеты действующие на разные части спутника различаются внутри спутника возникают так называемые приливные силы.
По мере приближения спутника к планете он может пересечь так называемый предел Роша — такое расстояние, на котором приливные силы становятся равными силам собственной гравитации спутника, что приводит к разрушению спутника.
Системы колец у планет появляются за счёт захвата и разрушения приливными силами спутников планет. Приливные силы — это силы возникающие вследствие неоднородности гравитационного поля планеты действующего на спутник.
Как долго живут кольца?
Кольца есть у всех планет-гигантов и гипотетически когда-то могли присутствовать и у Земли. При этом хорошо видны кольца только у Сатурна из-за наибольшей плотности.
Кольца являются очень недолговечной по космическим меркам структурой, которая существует всего лишь от десятков до нескольких сотен миллионов лет. Это связано с тем, что кольца по большей части состоят изо льда, более тяжёлые компоненты быстро падают на планеты. Лёд в кольцах внутренних планет чрезвычайно быстро испаряется и улетучивается в результате кольца крайне быстро исчезают.
У внешних планет срок жизни колец значительно больше, но и для них расчёты показывают, что приблизительно через 100 млн лет система колец Сатурна исчезнет.
Как повлияют кольца на Землю?
Если бы у Земли сейчас появилась система колец размером с кольца Сатурна, хотя считается, что Земля сама не сможет создать столь большую систему колец, то их влияние на Землю было бы практически неощутимо, так как масса колец Сатурна примерно в 5-15 тысяч раз меньше массы Луны.
Даже если бы вместо колец у Земли появился бы Спутник такой же массы, то его приливное воздействие на нашу планету было бы пренебрежительно мало.
В случае же с кольцами, поскольку они занимали бы симметричное положение вокруг планеты и имели бы низкую плотность то приливные силы были бы совсем незначительными.
Возможно вам также будет интересно наше видео о гипотетических планетах солнечной системы: Нибиру, Фаэтон, Вулкан, Девятая Планета, Тейя и другие.
Кольца создали бы очень красивый вид, но также и огромные помехи для освоения космоса: любой космический корабль рисковал бы быть продырявленным микро астероидами из колец, а полёт к Луне превратился бы в русскую рулетку.
Наша планета и так удачлива – у нас есть крупная луна вращающаяся достаточно далеко, чтобы стабилизировать наше собственное вращение и выглядеть красиво безоблачной ночью. Однако если бы Земля сражалась за первое место среди самых красивых видов неба, то нам бы пришлось обменять Луну на кое-что более крутое – кольца, вроде тех, что есть у Сатурна.
Любопытно, что у Земли было одно кольцо – именно в нем и сформировалась Луна. Когда планета Тея врезалась в Землю, огромное количество материала было выброшено в космос. Позднее этот материал сформировал кольцо вокруг Земли, которое впоследствии и сформировало Луну. Это стало возможно только потому, что материал вращался вокруг земли за пределами так называемого предела Роша.
В 1848 году, Французский математик Эдуард Роша вычислил, что если бы крупный спутник приблизился бы слишком близко к планете, то он был бы разрушен гравитационными силами. Это связано с тем, что притяжение гравитации планеты на луне не является одинаковым. Планета стала бы тянуть одну сторону луны сильнее, чем другую. В определенный момент притяжение достигло бы критического уровня и разрушило луну. У каждой планеты есть подобный предел и кольца Сатурна находятся как раз в этом пределе.
Некоторые астрономы предполагают, что кольца Сатурна являются материалом, который не смог сформировать луну, так как он находится в пределах лимита. Гравитационное притяжение просто не позволяет частицам собраться в один крупный комок. Еще одним вариантом является концепция постепенного роста Сатурна, когда его лимит Роша постепенно расширился, поглотив ранние луны планеты, разрушив их на частицы и сформировав то, что мы видим сегодня – кольца.
Но главный вопрос в ином – что было бы, если бы у Земли были собственные кольца? Это было бы удивительно зрелище, причем в разных местах Земли они выглядели бы одинаково великолепно.
Как кольца Земли могут выглядеть на эвкваторе.
Чуть северней – Гватемала.
Вид на кольца из Полинезии. Темная область посередине – тень Земли. На протяжении ночи можно было бы видеть как она движется вдоль колец.
Вашингтон – 38 градусов. Кольца начинают скрываться ближе к горизонту, но все так же отлично видны и днем и ночью.
Как кольца выглядят на севере – лишь небольшая часть постоянно освещаемая солнцем – и днем и ночью.
Зачем Тесла хотел создать вокруг Земли кольца, как у Сатурна
Тесла предлагал построить вокруг Земли по экватору кольцо. По форме – как у Сатурна, только оно должно быть не из пыли, а твердое. Потом это кольцо планировалось поднять на лесах-подпорках в космос и потом убрать подборки. После этого кольцо повиснет в пространстве и начнет вращаться вместе с Землей.
В дальнейшем нужно построить систему торможения кольца и можно будет с огромной скоростью путешествовать.
Кольцо могло бы стать и удобной стартовой площадкой для космических кораблей. Если после быстрого вращения кольцо резко затормозить, то корабль с большой скоростью вылетит в космос. С учетом, что сила трения в космосе близка к нулю, мы получим большой разгон для ракеты.
Но вот как именно затормозить кольцо, Тесла так и не придумал. Планировал разработать это в дальнейшем.
34 млн лет назад у Земли уже могли быть свои кольца
Кольца вокруг планет – не постоянное явление. К примеру, по оценкам астрофизиков из Калифорнийского университета (США), кольца у Сатурна появились всего 100 млн лет назад. Тогда в него врезался метеорит или комета.
Кольца у Сатурна очень тонкие по космическим меркам – ширина примерно полтора километра. И они стремительно теряют массу. По оценкам ученых, кольца Сатурна полностью исчезнут через 300 млн лет. Кольца также обнаружены у Юпитера, Урана, Нептуна и некоторых их спутников. Эти кольца состоят из частичек льда и пыли.
Некоторые ученые – например астроном NASA Джон О’Киф – считают, что раньше у Земли тоже были кольца. Это случилось 34 млн лет назад, когда Земля прошла сквозь облако частиц и захватила их своей гравитацией. И из-за этого на Земле в тот период произошло глобальное похолодание. Однако Земле, в отличие от Сатурна, было трудно удержать кольца. Земные кольца быстро разрушались под воздействием Луны и солнечного ветра, который у нашей орбиты гораздо сильнее чем у Сатурна. Но 100-процентных доказательств, что у Земли были кольца, пока нет.
В 1988 году советские астрономы сделали предположения, что у Земли есть кольца. Это мелкие частички пыли
Российский проект кольца вокруг Земли
Российский архитектор-футуролог Артур Скижали-Вейс уверен, что в будущем человечество построит орбитальное кольца. Для того, чтобы на них жить! Он даже разработал проект кольца вокруг Земли.
По мнению архитектора, колонизация других планет – слишком трудозатратная история. Возможно, спустя десятки тысяч лет и получится не только летать на другие планеты, но и адаптировать местный климат и гравитацию под человеческие мерки.
Ну а напоследок взгляните на эту прекрасную визуализацию. Как бы выглядела наша планета, если бы у нее были кольца.
Инженер-программист, специалист по обработке климатических и планетарных данных в Лаборатории реактивного движения NASA Кевин Гилл представил серию снимков, показывающих, как бы выглядели кольца Сатурна, если бы они опоясывали Землю.
Кольца Сатурна являются самой крупной системой планетарных колец в Солнечной системе. Они представляют собой плоские концентрические образования изо льда и пыли. По некоторым оценкам, их возраст составляет всего 100 миллионов лет, и примерно через столько же их не станет, по другим – они опоясывают шестую планету на протяжении почти всей истории Солнечной системы.
Первым, кто увидел кольца Сатурна, был итальянский астроном Галилео Галилей. Он заметил их в 1610 году в свой телескоп с 20-кратным увеличением, однако посчитал, что наблюдает два неизвестных ранее объекта, находящихся на орбите газового гиганта, а не систему колец.
Спустя почти полвека нидерландский астроном Христиан Гюйгенс стал первым, кто заявил, что Сатурн окружен именно кольцом, правда, одним. Наблюдения он проводил в телескоп-рефрактор с 50-кратным увеличением.
Ученым потребовалось еще около 250 лет, чтобы доказать, что колец много, они не жидкие и не газообразные, не являются цельным твердым телом, а состоят из множества мелких частиц.
С начала космической эры в районе колец Сатурна пролетало четыре космических аппарата, но наибольший вклад в их изучение внес «Cassini», прибывший в систему шестой планеты от Солнца в 2004 году и завершивший свою миссию 15 сентября 2017 года путем погружения в атмосферу газового гиганта.
Собранные «Cassini» за 13 земных лет данные позволили уточнить параметры, состав и массу колец, открыть множество ранее неизвестных объектов и явлений, свойственных им, а также вновь поднять спор об их возрасте.
По текущим оценкам, кольца Сатурна на 99% состоят из водяного льда и на 1% из силикатной пыли. Их толщина, которая варьируется от десяти метров до километра, чрезвычайно мала по сравнению с шириной – от 7 до 80 тысяч километров. Общая масса обломочного материала в системе колец оценивается в 3×10 19 килограммов.
Сегодня существует несколько моделей, описывающих образование колец Сатурна. Некоторые говорят, что они являются остаточным материалом от его образования, согласно другим – кольца результат столкновения Сатурна с довольно большим телом. Однако наиболее правдоподобной астрономы считают гипотезу постепенного разрушения крупных спутников, которые на заре становления Солнечной системы вращались вокруг газового гиганта.
Больше по теме: Земля    Кольца Сатурна
20.3K
Получен цветной снимок загадочной «минилуны»
8.8K
Глобальное потепление привело к экстремальной засухе в Европе
В Юпитер врезался неизвестный объект
Млечный Путь оказался удивительно неоднородным
«Hubble» завершил ежегодный обзор планет-гигантов
В Юпитер врезался второй объект за месяц
Прямая трансляция запуска миссии DART к двойному астероиду
Названа дата запуска космического телескопа «James Webb»
Использование всех текстовых материалов без изменений разрешается только с активной гиперссылкой на издание Ин-Спейс. Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются только в образовательных и информационных целях.
Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.
Что было бы, если бы у Земли были кольца, как у Сатурна?
Даже без своих колец Сатурн — это крайне интересное небесное тело. Этот гигантский шар, состоящий из водорода, гелия, аммиака и метана, был известен ещё древним цивилизациям. Однако самой интересной его особенностью, неизменно привлекающей внимание человека, являются всё же потрясающе красивые кольца. Их в начале 17 века открыл, разглядывая Сатурн в телескоп, Галилео Галилей. Правда, он их идентифицировал не как кольца. По его описанию кажется, что он увидел на месте планеты систему из трёх небесных тел. Впрочем, мы живём спустя 400 лет после великого итальянца. Астрономы многое узнали об этом диске, но загадок, как понятно, ещё предостаточно. Учёные насчитывают восемь крупных колец, состоящих в основном изо льда, пыли и камней различного размера. Считается, что они образовались из астероидов, разрушающихся в «щепки» у так называемого «предела Роша».
Кольца у Земли
Возможно ли нечто подобное у Земли? Исключать подобную вероятность нельзя. Мало того, некоторые учёные считают, что у нашей планеты могли быть собственные кольца 4.5 миллиарда лет назад. Согласно одной из гипотез возникновения Луны, молодая Земля столкнулась с небесным телом меньшего размера, которое условно называют «Тейя». В результате часть разрушенной Тейи образовала вокруг Земли кольцо, как у Сатурна, а затем вся эта материя снова соединилась, на этот раз в Луну. И если это случалось раньше, то может произойти ещё раз.
Сколько лет кольцам Сатурна?
По мнению большинства астрономов, кольцам Сатурна не более 100 миллионов лет, и это лишь малая часть от того срока, что существует планета. Чтобы такое же украшение образовалось у Земли, потребуется всего один астероид среднего размера, разрушившийся на куски у нашего предела Роша (примерно в 18000 километров от поверхности). Большая часть космического гостя, правда, обрушится в этом случае на головы землян, но это уже другая история. Наверняка трагичная. Поэтому давайте просто предположим, что астероид разлетелся вблизи планеты раньше, чем здесь появились люди.
Итак, во многих отношениях жизнь человека была бы точно такой же, как сейчас. Но были бы и некоторые очевидные отличия. Всякий раз, глядя в небо, мы видели бы остатки древнего астероида. Астрономы изобрели бы способы наблюдения за космосом, игнорирующие эти обломки. Метеорологи тратили бы много времени на отслеживание колец и предсказание их движения. Летающие в непосредственной близости от Земли скопления льда и камня, возможно, возмущали бы атмосферу, из-за чего погодные системы на планете были гораздо менее стабильными. Художники, кинорежиссёры, фотолюбители — все они непременно изображали бы своих героев на фоне этих живописных колец. А вы бы не сделали селфи на фоне такого чуда природы?
Какие бы были отличия?
Самым заметным отличием были бы светлые ночи — кольца, расположенные в районе экватора, отражали бы на Землю гораздо больше солнечного света, чем это делает Луна. На приливы и отливы они бы также повлияли, но им было бы далеко по силе этого воздействия до нашей старой доброй спутницы. Также они весьма заметно повлияли бы на процессы, происходящие в атмосфере. Зонд «Кассини», который 13 лет находился на орбите Сатурна, установил, что ионосфера планеты, то есть слой атмосферы, наполненный электрически заряженными частицами, под тенью диска намного холоднее и плотнее, чем во всех остальных местах. Если экстраполировать эти выводы на Землю, то кольца не только создадут заметные полосы холода, но и в значительной степени затруднят передачу радиосигналов по всему миру.
Ничто, однако, не вечно. Исчезают даже кольца Сатурна, причём весьма с тревожной скоростью — по некоторым подсчётам, им осталось не более 100 миллионов лет. Их вещество непрерывным дождём опадает на планету, притягиваемая гравитацией. Если верить измерениям «Кассини», то объём этого «дождя» достигает примерно 11 тонн в секунду. Вероятно, на Земле происходило бы то же самое, пусть и в меньших масштабах. Районы, где он должен выпадать, были бы если и не совсем необитаемыми, но крайне опасными для здоровья. Жителям здесь постоянно приходилось бы следить, чтобы им не упало что-нибудь на голову. А как думаете вы? Что было бы, если бы у Земли были кольца, как Сатурна? Мы что-то пропустили? Комментарии открыты. Пишите.
20.3K
Кольца у Земли