Мы знаем, что у Сатурна есть кольца. Они есть даже у Юпитера и Урана. Но у Земли таких колец нет. Почему? Только представьте, как красиво выглядело бы наше небо будь эти кольца у нашей планеты… Но вернемся к теме.
Кольца Сатурна состоят из миллиардов и миллиардов частиц. Ученые не совсем уверены, как они туда попали, но многие из них, вероятно, произошли от астероидов и комет, которые были захвачены мощной гравитацией Сатурна и в конечном итоге были раздавлены приливными силами планеты на очень мелкие фрагменты. У Земли есть Луна, она тоже захвачена гравитацией, но почему-то ни на какие части она не распадается. Почему? Для этого есть одна веская причина, и связана она с так называемым пределом Роша.
Объект, подобный Луне, будет вращаться вокруг планеты, если он захвачен гравитацией этой планеты, но он будет не просто вращаться, а испытывать на себе постоянное влияние приливных сил планеты. Эти силы возникают из-за неравномерно распределенной гравитации. Например, на поверхности гравитация слабее, чем в центре планеты. Именно поэтому сторона Луны, обращенная к Земле, испытывает более сильное притяжение, чем ее дальняя сторона.
Обычно это совсем незаметно, поскольку луны состоят из довольно прочного материала, и максимум, что мы можем увидеть это то, что луна немного смещается по своей орбите. Но если она подойдет достаточно близко к своей планете, приливные силы планеты могут преодолеть внутреннюю гравитацию луны, преодолеть силу, которая удерживает луну целой и невредимой, и когда это произойдет, луна может медленно, но верно распасться. Ее осколки распространятся повсюду, и в конечном итоге у нас появятся кольца.
В 1848 году французский астроном Эдуард Рош точно рассчитал, насколько близко должны находиться любые два объекта, чтобы меньший из них распался таким образом. Это расстояние теперь называется пределом Роша и зависит от радиуса планеты, а также от соотношения плотностей обоих объектов. Таким образом, даже для одной и той же планеты в конечном итоге получаются разные расстояния в зависимости от рассматриваемого спутника.
Таким образом, основная причина, по которой у Земли нет колец, заключается в том, что у нас нет никаких комет, астероидов или мелких лун, вращающихся в радиусе этого предела Роша. Для Луны, например, предел Роша составляет около 18 000 километров, Но Луна, в среднем, находится в 384 000 километрах от Земли — совсем не так близко, чтобы приливные силы нашей планеты могли разорвать ее на части.
Например, астероиды и кометы иногда проходят слишком близко к Земле, но недостаточно близко, чтобы оказаться на расстоянии предела Роша. Для комет и астероидов, которые не отличаются особой плотностью, предел Роша, вероятно, составит около 35 000 километров от Земли. Для более плотных объектов такой предел будут еще меньше.
Такое сближение большая редкость, но даже когда комета или астероид действительно проходят на таком расстоянии, они всегда движутся слишком быстро, чтобы гравитация Земли могла их захватить, раздавить и заставить обломки вращаться вокруг себя.
