Первым на Сатурн навел свой слабенький, первый в мире, телескоп, Галилео Галилей – это было еще в 1610 году. Самих колец он не увидел, но заметил, что диск планеты выглядит как-то странно размытым по бокам. Лишь в 1656 году другой астроном, Гюйгенс, смог разглядеть кольцо, висящее рядом с планетой. До сих пор непонятно, кому принадлежит право его открытия – Галилею, который толком его и не видел, но что – то заметил, или Гюйгенсу, рассмотревшему кольцо довольно хорошо.
Еще один астроном того времени – Джованни Кассини, спустя 10 лет после Гюйгенса рассмотрел кольцо Сатурна еще более детально. Он заметил, что в нем есть некий промежуток, делящий одно сплошное кольцо на два – одно больше, другое меньше. Этот промежуток так и называется – щель Кассини. После этого более века считалось, что Сатурн имеет два сплошных тонких кольца. Их в самом деле считали твердыми, наподобие диска, в центре которого находится сам Сатурн.
Дальнейшие исследования опирались, в основном, на математику – телескопы не могли дать никакой новой информации. Так, Лаплас в 1787 году сделал новое предположение – сплошное кольцо не может сущетсвовать – его разорвет радиацией. Поэтому колец очень много, просто они узкие и тонкие – этакое сборище обручей, которые кажутся сплошным диском. Ну, а знаменитый французский ученый Рош в 1848 году сделал новые вычисления – оказалось, что для того, чтобы тело не разорвало гравитацией, оно должно находиться от планеты на расстоянии в 2.44 ее радиуса – это называется «предел Роша». Любой твердый или жидкий спутник, оказавшийся ближе, будет немедленно разорван, а внутренний край кольца расположен именно так.
Из всего этого стало ясно, что кольца Сатурна не могут быть ни твердыми, то есть сплошными, ни жидкими. А значит – они состоят из множества мелких частичек, которые вместе летят по своим орбитам вокруг планеты, но их так много, что для глаза они сливаются в одно сплошное кольцо. В 1959 Джеймс Максвелл доказал это математически. И это было правильно. Так получилось, что основные открытия делаются «на кончике пера», а в астрономии такие случаи случались сплошь и рядом – так открыли Плутон, сначала предположив его существование, вычислив орбиту, и только после этого навели телескоп в нужное место.
Это были самые основные, основополагающие открытия. Все следующие лишь уточняли их, хотя были не менее значительными. С тех пор Сатурн и его кольца наблюдали и в самые мощные телескопы, и с помощью космического телескопа «Хаббл». К нему летали автоматические станции «Пионер» в 1979 году, «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1980 году, а в 1997 был запущен самый дорогой научный проект в истории – миссия «Кассини-Гюйгенс», обошедшаяся более чем в 3 миллиарда долларов. Целью экспедиции было изучение колец Сатурна и раскрытие их тайн.
Сегодня структура колец Сатурна выглядит так – имеются три широких кольца – A, B и C. Эти кольца видны в телескоп, а между кольцами A и B можно различить щель Кассини. Хотя эта щель не единственная – есть и более мелкие, но их увидеть труднее. Кроме этих трех больших колец, имеются и более узкие и слабые – D, E и F. Расположены от Сатурна они в таком порядке - D, С, В, A, F, Е. Самое яркое из них – кольцо B – в нем самая большая плотность частиц.
Кольца имеют толщину всего в считанные десятки метров, поэтому даже вблизи выглядят тонкими, как бумага, а вот ширина не так мала – 400 тысяч километров. Состоят они, как и предполагал Рош, из мелких частей – от микроскопической пыли до ледяных глыб размером в несколько метров. Они летят по орбите очень синхронно, только иногда сталкиваясь между собой. Давным - давно, на заре истории, весь этот лед был собран в большие глыбы, но за миллиарды лет вследствии многочисленных столкновений между собой, они "перетерлись" до очень маленьких фрагментов. Иногда летящая снежинка по пути набирает вес, собирая все на своем пути, а потом этот "снежок" сталкивается с другим и снова рассыпается.
Так почему кольца Сатурна за миллиарды лет своего существования не разрушились? Каждую частицу держит на орбите гравитация, как миниатюрный естественный спутник. Плоская форма объясняется магнитными полями Сатурна. Лед, образующий кольца, не простой - он обладает способностью к сверхпроводимости и имеет некоторый электрический заряд. Весь пояс из летающих кусков такого льда расположился в наиболее удобном положении - между магнитными полюсами, где воздействие Сатурна минимально. Можно сказать, Сатурн их оттолкнул и от южного, и от северного полюса, а возле себя держит гравитацией. Этим объясняется и удивительно малая толщина кольца.
В щели Кассини «Вояджеры» тоже обнаружили очень слабые, но все же кольца. Там же обнаружился неизвестный спутник Сатурна диаметром всего в 7 километров.
Установлено, что кольца произошли из остатков околопланетного вещества, еще во время образования самой планеты. Похожие кольца, только менее эффектные и гораздо скромнее, обнаружены и у других планет – гигантов – Урана и Нептуна.
Вот такой необычный объект есть в нашей Солнечной системе. Только представишь, какой вид открывается на близком расстоянии – дух захватывает. Может быть, когда – нибудь люди освоят и спутники Сатурна, и тем, кто это увидит, можно только позавидовать.
