Новости

29.05.2020 18:26
Рубрика: Общество

Российские ученые объяснили феномен колец Сатурна

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

Попасть в журнал самого высшего ранга мечта каждого ученого. Говорят, даже одна статья в таких изданиях - это признание, что ученый сделал в жизни что-то очень важное. Вашей теории о происхождении колец Сатурна более 30 лет, но она была в тени других теорий, а тут вдруг вышла на самый первый план. Что произошло?

Владимир Черный: За 400 лет, прошедших с момента открытия Галилеем колец Сатурна, выдвигались самые разные теории о их происхождении. Среди них одной из самых популярных считается гравитационная теория о том, что кольца образовались из обломков разрушенного астероида. Ее предложили советские ученые М. Горькавый и А. Фридман. Так вот и эта, и другие теории поверглись проверке, когда космический аппарат "Кассини" в 2004 году подлетел к Сатурну и начал изучать его кольца. Получение данные по разным причинам отклонили и гравитационную теорию, и другие идеи.

И предпочтение отдал вашей теории?

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

В чем ее суть? И чем вам помог "Кассини"?

Владимир Черный: В свое время мы предположили, что решающую роль в происхождении колец внесли два фактора: магнитное поле планеты и сверхпроводимости 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 возникло магнитное поле. И одновременно появилась сила, что начала сгонять частицы к магнитному экватору Сатурна, где сформировала из них кольца и их удерживала.

К версии в течении 25 лет коллеги относились довольно скептически.

Владимир Черный: Верно. Особенно к гипотезе, что частицы, из которых состоят кольца, обладают сверхпроводимостью, хотя в пространстве вокруг Сатурна температура колец от -163 градусов Цельсия до -208 градусов. И вот тут к нам на помощь пришел "Кассини". Он обнаружил, что кольца состоят из 7% углерода и 93% 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.

Кстати, а почему у Земли нет колец?

Владимир Черный: Скажем, потому, что пространство между Солнцем 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 Х. Альвена, что в самом процессе происхождения колец у Сатурна может быть заложена история образования Солнечной системы на раннем этапе ее развития.

Ученые шутят, желая авторам научных теорий, чтобы они была признана при их жизни. В этой шутке большая доля истины, так как большая часть известных теорий вначале называли ересью, потом говорили, что в этом что то есть, а потом она становилась классикой.

Владимир Черный: Является эта теория очередной моделью или реальностью, покажут дальнейшие исследования и обработка данных 13-летнего эксперимента " Кассини". Не исключено, что происхождение колец у других планет имеет такой же механизм. Возможно, она открывает новое направление в космических исследованиях, скажем, изучение естественной сверхпроводимости в Солнечной системе за поясом астероидов и других объектов.

Общество Наука Общество Космос Научный подход с Юрием Медведевым