18.6.3. ГЕТЕГОННАЯ ТЕОРИЯ КОЛЕЦ САТУРНА
Несколько независимых аргументов, полученных как экспериментально, так и теоретически, позволяют предположить, что гетегонный период Солнечной системы должен был продолжаться
Рис. 18.6.3. (см. скан) Конденсация зерен в окрестности Сатурна из плазмы, находящейся в состоянии частичной коротации. Предполагается, что конденсация должна происходить главным образом вблизи экваториальной плоскости (но только в пренебрежимо малой части самой плоскости). Изображен период, когда часть плазмы уже сконденсировалась; поэтому Мимас (или его исходный струйный поток) и кольца уже образовались, но их массы составляют только малую долю от современных масс этих объектов. Верхняя часть рисунка относится к плазме, которая еще не сконденсировалась. Плазма вблизи орбиты Мимаса конденсируется на этом спутнике (или в струйном потоке, в котором происходит его аккреция), оставляя «область прохождения Мимаса» свободной от плазмы. Подобным образом плазма в области существующего в настоящее время кольца А (и В) конденсируется непосредственно на зернах кольца. Когда зерна, образованные при конденсации, падают на расстояние От центра, равное 2/3 их первоначального расстояния, возникает ситуация, изображенная в нижней части рисунка. Шель Кассини возникает из области прохождения Мимаса. Кольцо С имеет ослабленную интенсивность, так как часть плазмы сконденсировалась на уже существующих зернах кольца А.
в течение времени порядка 3 -108 лет (см. разд. 12.8-12.9). Таким образом, вещество, из которого в настоящее время состоят спутники и кольца, должно было вводиться в область Сатурна на орбиты вокруг планеты в течение длительного времени. Это размещение вещества можно представить себе как непрерывное выпадение газа или как инжекцию ряда газовых струй, вероятно, в течение периода времени порядка
лет. Ионизовавшись при достижении критической скорости
газ вводится в состояние частичной коротации
и конденсируемые компоненты образовавшейся плазмы конденсируются в зерна. Возможно, что значительная доля конденсируемого вещества содержит транспланетную пыль, которая при выпадении улавливается с помощью
электромагнитных сил плазмой, размещенной вокруг планеты. Однако эти процессы происходят относительно очень быстро; в любой данный момент лишь очень малая доля полной массы образующихся теперь вторичных тел в Солнечной системе может существовать в виде плазмы или нейтрального газа. Таким образом, процесс обеспечивал более или менее непрерывное образование зерен в течение весьма длительного времени.
В разд. 18.5 рассматривались некоторые основные процессы формирования колец в предположении, что они образуются из плазмы, находящейся в состоянии частичной коротации. В результате было найдено, что зерна, движущиеся в настоящее время по орбите на расстоянии
от центра, первоначально конденсировались из плазмы на расстоянии
от центра. Диск образует «кинематическое изображение» плазмы, уменьшенное на коэффициент 2/3. Поэтому, если мы хотим найти место рождения существующих в настоящее время зерен, нужно радиус современной орбиты увеличить в 3/2 раза. Результат такой обработки приведен на рис. 18.6.3. Мы нашли, что щель Кассини проектируется в область, где двигался Мимас, а граница между кольцами
совпадает с внешней кромкой кольца А. Вспоминая, что зерна, сконденсированные на некотором расстоянии, взаимодействуют только с зернами диска, находящимися на 2/3 этого расстояния, этот рисунок можно интерпретировать так, как описано ниже и в подписи к рис. 18.6.3.