Zawartość
- Pierścieniowe Cząsteczki
- Ile materii jest w pierścieniach?
- Odległość między cząsteczkami pierścienia
- Bliskie spotkania
Saturn jest otoczony dyskiem skał i fragmentów lodu poruszających się po koncentrycznych, prawie okrągłych orbitach w płaszczyźnie równikowej planety. Dysk widziany z boku jest wyjątkowo cienki - miejscami ma kilkadziesiąt metrów. Dysk widziany twarzą daje wygląd wielu koncentrycznych pierścieni, z powodu systematycznych zmian we właściwościach dysku w funkcji odległości od planety. Pierścienie można scharakteryzować za pomocą szeregu parametrów, z których jednym jest średni odstęp między składowymi fragmentami.
Pierścieniowe Cząsteczki
Naukowcy używają ogólnego terminu „cząstki” w odniesieniu do składników planetarnego układu pierścieniowego. Chociaż „cząsteczka” sugeruje coś bardzo małego, największymi obiektami w pierścieniach Saturna są pokaźne skały lub kawałki lodu - często wiele metrów średnicy. Obecne jest całe spektrum wielkości cząstek, od tych dużych obiektów po ziarna pyłu. Liczba cząstek o danym rozmiarze jest, w przybliżeniu, odwrotnie proporcjonalna do masy cząstek: innymi słowy, małe cząstki są liczniejsze niż duże cząstki.
Ile materii jest w pierścieniach?
Gęstość pierścieni Saturna jest bardzo różna: jest to jeden z powodów pozornego pasmowania pierścieni. Najłatwiejszym parametrem do bezpośredniego obliczenia jest gęstość powierzchni, mierzona w gramach na centymetr kwadratowy. Można to podzielić przez grubość pierścienia, aby uzyskać gęstość objętościową w gramach na centymetr sześcienny. Inną właściwością, którą naukowcy mogą zmierzyć, jest tzw. Głębia optyczna, która wskazuje, jak nieprzezroczyste lub przezroczyste są pierścienie. Głębokość optyczna jest funkcją gęstości powierzchniowej i wielkości cząstek, więc można ją wywnioskować - nawet jeśli nie jest to obserwowane bezpośrednio - z pomiarów gęstości i głębokości optycznej.
Odległość między cząsteczkami pierścienia
W porównaniu z większością innych obiektów astronomicznych, cząstki lodu i skały w pierścieniach Saturna są bardzo blisko siebie. Średnio około 3 procent całkowitej objętości dysku zajmują cząstki stałe, podczas gdy reszta to pusta przestrzeń. To może wydawać się małe, ale oznacza to, że typowy odstęp między cząstkami jest tylko nieco ponad trzy razy większy niż ich średnia średnica. Zakładając wartość tego ostatniego wynoszącą 30 centymetrów, skały byłyby tak blisko jednego metra od siebie. Nie ma jednak twardej i szybkiej reguły ze względu na zmiany gęstości w pierścieniach i szerokie spektrum wielkości cząstek.
Bliskie spotkania
Bliska bliskość cząstek pierścienia oznacza, że zderzenia między nimi występują dość często, co prowadzi do rozproszenia energii kinetycznej. Skumulowany efekt niezliczonych zderzeń w przeszłości można zobaczyć w brzytwie cienkiej powierzchni dysku i prawie okrągłej orbicie cząstek. Oprócz zderzeń fizycznych cząsteczki oddziałują na siebie grawitacyjnie, a także z samym Saturnem i jego wieloma satelitami. Wiele drobnych struktur widocznych w pierścieniach Saturna można wytłumaczyć takimi oddziaływaniami grawitacyjnymi.