Международная команда исследователей создала математическую модель, пытающуюся разгадать загадки колец Сатурна. Кольца представляют собою пыль и лед, вращающиеся по экваториальной плоскости планеты. Впервые их заметил Галилео Галилей в 1610 году.
Тогда ученый посчитал, что они выступают частью Сатурна. Более детальное изучение этих формирований стало возможным лишь в XX веке в период космических освоений. Однако многие тайны остаются без ответа.
Большая часть солнечных планет миллионы лет сохраняют свою целостность и практически не меняются. Но кольца Сатурна демонстрируют отсутствие стабильности. Это особенно заметно для F-кольца (одно из наиболее внешних). Причем эти перемены происходят за дни, а порой и в течение нескольких часов. К примеру, космический аппарат фиксировал сгустки материи, которые внезапно исчезали.
Пока нет точных данных того, что вызывает эту неустойчивость. Но есть предположение, что весомую роль играют агрегация частичек (слияние) и фрагментация (распад). В планетарных кольцах эти процессы происходят в крупных масштабах, для чего нужен баланс.
Исследователи из России, Британии и США объединились, чтобы разобраться в этом вопросе. Они использовали математическую модель, которую ранее применяли для изучения более стабильных элементов Сатурна.
С помощью модели ученые продемонстрировали возможность непрерывных периодических колебательных режимов слияния и распада внутри колец. То есть, им удалось отыскать механизм, способный вызвать формирование сгустков в F-кольце. Их результаты не нарушают закон сохранения массы (масса не может появиться или уничтожиться в химических реакциях).
На исследование потратили 3 года, так как большая часть времени ушла на проверку сомнительных моментов. Также удалось определить, что периодические режимы приводят к устойчивому предельному циклу. Новые результаты могут пролить свет на явление периодических скоплений в F-кольце и привлечь интерес математиков к разработке аналитических доказательств.