Główne pierścienie SaturnaZewnętrzne, słabsze pierścienie Saturna
Pierścienie Saturna – pierścienie zbudowane z cząstek lodu i skał, krążących wokół Saturna. W zależności od gęstości materiału, tworzą one pojedyncze wąskie pasma lub wstęgi. Chociaż średnica głównych pierścieni Saturna wynosi ponad 250 tysięcy kilometrów, mają one zaledwie 10 m grubości[1]. Miejscami jednak, w niektórych pierścieniach, występują formacje wystające na 3 km[2]. Z powodu grawitacyjnego oddziaływania księżyców orbitujących pośród pierścieni nie są one idealnie płaskie[3]. Co 14–15 lat pierścienie Saturna ustawiają się pod takim kątem, że przestają być widoczne z Ziemi.
Odkrycie
Jako pierwszy dziwne zjawisko wokół Saturna zauważył Galileusz w 1610 roku, ale ponieważ posługiwał się słabym teleskopem, uznał, że widzi dwa duże ciała obok Saturna. Galileusz obserwował też Saturna w okresie, gdy pierścienie były niewidoczne, i uznał wcześniejsze obserwacje za złudzenie. Christiaan Huygens w 1658 roku jako pierwszy opisał dysk wokół planety[4]. Według koncepcji Laplace’a pierścienie miały składać się z blisko położonych, lecz oddzielnych pasm materii, jednak późniejsze obserwacje (głównie sondy Cassini) pokazały, że w rzeczywistości przerw jest niewiele. To, co widzimy jako oddzielne pierścienie, w liczbie ok. 10 tysięcy, to w rzeczywistości lokalne maksima gęstości.
Pierścienie Saturna były pierwszym systemem pierścieni odkrytym wokół planety.
Główne struktury
Najlepiej widoczne z Ziemi pierścienie planety zostały oznaczone literami alfabetu łacińskiego. Mniej wyraźne, odkryte przez sondy kosmiczne, noszą nazwy księżyców z którymi dzielą orbity, mogą także nosić oznaczenia tymczasowe.
W 1665 roku William Ball dostrzegł na pierścieniach ciemny pasek – była to pierwsza obserwacja przerwy między pierścieniami, ale prawidłowe objaśnienie tego fenomenu (jako szczeliny) podał Giovanni Cassini dziesięć lat później (przerwa ta nosi jego imię; jest to jedyna z przerw dostrzegalna z Ziemi przez słabsze instrumenty)[4]. Nazwa „przerwa” może być jednak myląca. W języku angielskim słowem gap określa się rzeczywistą szczelinę (np. Przerwa Enckego – Encke Gap), a division oznacza obszar o zmniejszonej koncentracji pyłu, który może mieć złożoną strukturę (np. Przerwa Cassiniego – Cassini Division). Szczeliny w pierścieniach powoduje oddziaływanie grawitacyjne księżyców.
Starsze publikacje podawały grubość pierścieni na kilkanaście kilometrów (niezmiernie cienkie w porównaniu do sięgającej 250 tys. km szerokości)[4]. Pomiary sondy Cassini i obliczenia na ich podstawie wykazały jednak, że są one dużo cieńsze: 3–5 m w obrębie przerwy Cassiniego i 10–15 m w najgrubszym obszarze pierścienia A[5].
Podstawowy podział pierścieni
Nazwy gęstszych, głównych pierścieni wytłuszczono, pozostałe pierścienie są pierścieniami pyłowymi. Gwiazdką oznaczono przerwy leżące w obrębie większych struktur.
Niezwykle słaby dysk pyłowy, silnie nachylony w stosunku do głównych pierścieni
Łuki Anthe (górny) i Methone (dolny)
Oprócz pierścieni całkowicie otaczających planetę, istnieją również bardzo słabe, niekompletne łuki materii, związane z orbitami drobnych księżyców Methone i Anthe. Najprawdopodobniej tworzą je uderzenia mikrometeoroidów w te obiekty. Pył nie opuszcza orbit księżyców ze względu na rezonanse tych ciał z Mimasem (Methone – 14:15 i Anthe – 10:11).
Pierścień Febe
Pierścień Febe odkryty w październiku 2009 roku
6 października 2009 r. ogłoszono odkrycie słabego obłoku materii w płaszczyźnie orbity księżyca Febe[6]. Obłok ten, w kształcie spłaszczonego dysku, można określić mianem drugiego systemu pierścieni. Jest on nachylony pod kątem 27° do płaszczyzny równikowej Saturna i głównego systemu pierścieni. Został zaobserwowany początkowo na przestrzeni od 128 do 207 promieni planety[7], a w następnych latach okazał się rozciągać od 100 do 270 promieni Saturna i mieć grubość ok. 40 promieni Saturna[8]. Orbita księżyca Febe znajduje się w średniej odległości 215 promieni Saturna. Pierścień ten pomimo dużych rozmiarów jest praktycznie niewidoczny; tworząca go materia jest rozproszona w bardzo dużej objętości i niezwykle rozrzedzona[7]. Nie więcej niż 10% tworzących go cząstek może mieć rozmiary większe niż 10 cm[8]. Został wykryty za pomocą obserwacji w podczerwieni przez Kosmiczny Teleskop Spitzera, odkrycia dokonali Anne J. Verbiscer i Michael F. Skrutskie (z University of Virginia) oraz Douglas P. Hamilton (z University of Maryland). Jego istnienie było postulowane już w 1970 roku przez Josepha Burnsa z Cornell University[7].
Cząsteczki pierścienia pochodzą prawdopodobnie od uderzeń mikrometeorytów w Febe, które następnie, na skutek oddziaływania promieniowania słonecznego, migrują bliżej Saturna. Prawdopodobnie ten proces jest przyczyną powstania na księżycu Japet dwóch obszarów o kontrastujących barwach. Materia pierścienia Febe krąży wokół planety w przeciwną stronę niż wewnętrzne księżyce i pierścienie, wskutek czego zderza się z powierzchnią Japeta, barwiąc ją na ciemnobrunatny kolor[7].
↑ abcZbigniew T. Dworak, Konrad Rudnicki: Świat planet. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1988, s. 176–182. ISBN 83-01-08236-4.
↑J.E. Colwell i inn.: The Structure of Saturn’s Rings. W: Michele K. Dougherty: Saturn from Cassini-Huygens. Dordrecht New York: Springer, 2009, s. 380. ISBN 978-1-4020-9217-6. (ang.).
↑ abDouglas P. Hamilton, Michael F. Skrutskie, Anne J. Verbiscer, Frank J. Masci. Small particles dominate Saturn’s Phoebe ring to surprisingly large distances. „Nature”. 522, s. 185–187, 2015-06-11. DOI: 10.1038/nature14476.
_large.jpg)
