Pierścienie szóstej planety. Pierścienie księżyca Saturna. Pierścienie są nazwane w kolejności alfabetycznej

21.07.2015

Saturn, szósta planeta od Słońca, jest jednym z najłatwiej obserwowanych obiektów dla astronomów, w dużej mierze dzięki swojemu rozległemu i bardzo specyficznemu układowi pierścieni. Pierścienie Saturna fascynują astronomów amatorów od wieków, począwszy od czasów, gdy ludzie po raz pierwszy zaczęli patrzeć w niebo przez okular teleskopu.

Kiedy Galileo Galilei po raz pierwszy obserwował Saturna w 1610 roku, myślał, że te pierścienie są gigantycznymi satelitami planety, znajdującymi się na różne strony od niej. Jednak dalsze obserwacje prowadzone przez naukowców w ciągu następnych kilku lat wykazały, że pierścienie te zmieniły swój kształt, a nawet całkowicie zniknęły, wraz ze zmianą ich nachylenia względem Ziemi.

Teraz wiemy, że Galileusz zaobserwował „przekraczanie płaszczyzny pierścieni”. Równik Saturna jest nachylony w stosunku do orbity planety wokół Słońca pod kątem około 27 stopni (podobny kąt nachylenia dla Ziemi wynosi 23 stopnie). Kiedy Saturn krąży wokół Słońca, to najpierw jedna, a potem druga półkula są kolejno oświetlane przez Słońce. To nachylenie odpowiada za zmianę pór roku, tak jak w przypadku Ziemi i gdy Saturn nadchodzi jesienią lub równonoc wiosenna, wtedy Słońce wpada w płaszczyznę układu pierścieni, w którym również leży równik planety. promienie słoneczne oświetlaj pierścienie krawędzią, a cienki pasek pierścieni staje się trudny do odróżnienia przez teleskopy. Pierścienie Saturna są bardzo szerokie - osiągają średnicę 273 600 kilometrów - ale ich grubość nie przekracza 10 metrów.

W 1655 astronom Christian Huygens zasugerował, że te dziwne ciała były solidnymi, pochylonymi pierścieniami, a w 1660 inny astronom zasugerował, że te pierścienie składają się z małych satelitów - przypuszczenie, którego nie można było potwierdzić przez prawie 200 lat.

W erze eksploracji kosmosu sonda Pioneer 11 przeszła przez płaszczyznę pierścieni Saturna w 1979 roku. W latach 80. XX wieku. Statki kosmiczne Voyager 1 i Voyager 2 umożliwiły przyjrzenie się systemowi pierścieni gigantycznej planety.

W 2004 roku misja NASA Cassini-Huygens po raz pierwszy na świecie weszła na orbitę wokół Saturna i przeprowadziła szczegółowe obserwacje nie tylko samej planety, ale także jej układu pierścieni.

Skład i struktura

Pierścienie Saturna składają się z miliardów cząstek o rozmiarach od kilku milimetrów do kilkudziesięciu kilometrów. Składające się głównie z lodu wodnego, pierścienie te przyciągają również do swojego systemu skaliste meteoroidy poruszające się w przestrzeni.

Chociaż początkującemu astronomowi amatorowi może się wydawać, że Saturn jest otoczony pojedynczym, stałym pierścieniem, system pierścieni jest w rzeczywistości podzielony na kilka części. Pierścienie te są nazwane alfabetycznie według dat ich odkrycia. Tak więc główne pierścienie, gdy przemieszczają się z obrzeży układu do środka, nazywają się odpowiednio A, B i C. Odstęp o szerokości 4700 km, znany jako Przerwa Cassiniego, oddziela pierścienie A i B.

Inne, słabsze pierścienie zostały odkryte w miarę rozwoju technologii teleskopowej. Voyager 1 odkrył pierścień D najbliżej środka układu w 1980 roku. Obok pierścienia A, obejmując go z zewnątrz, znajduje się pierścień F, który z kolei jest otoczony przez pierścienie G i E, które leżą w znaczna odległość od pozostałych pierścieni systemu.

Same pierścienie zawierają znaczną liczbę luk i struktur. Niektóre z nich są tworzone przez liczne małe satelity Saturna, podczas gdy natura innych wciąż wprawia astronomów w zakłopotanie.

Saturn nie jest jedyną planetą Układ Słoneczny, który ma pierścienie - Jowisz, Uran i Neptun również mają układy przyćmionych pierścieni - ale ze swoimi satelitami, których układ rozciąga się na trzy czwarte odległości od Ziemi do Księżyca (282 000 km), niewątpliwie tworzy najbardziej imponujący i obserwowalny system pierścieni w Układzie Słonecznym.

Saturn jest jednym z najbardziej tajemnicze planety zarówno dla zawodowych astronomów, jak i amatorów. Duże zainteresowanie planetą wynika z charakterystycznych pierścieni wokół Saturna. Chociaż nie są widoczne gołym okiem, pierścienie można zobaczyć nawet przy słabym teleskopie.

Składające się głównie z lodu pierścienie Saturna są utrzymywane na orbicie przez złożony wpływ grawitacyjny gazowego giganta i jego księżyców, z których część znajduje się w rzeczywistości wewnątrz pierścieni. Pomimo tego, że ludzie dowiedzieli się wiele o pierścieniach od czasu ich pierwszego odkrycia 400 lat temu, wiedza ta jest stale uzupełniana (na przykład najdalszy pierścień od planety został odkryty zaledwie dziesięć lat temu).

1. Galileo Galilei i Saturn

Teleskopy renesansowe

W 1610 roku słynny astronom i „wróg Kościoła” Galileo Galilei był pierwszą osobą, która skierowała swój teleskop na Saturna. Zauważył dziwne formacje wokół planety. Ale ponieważ jego teleskop nie był wystarczająco mocny, Galileusz nie zdawał sobie sprawy, że to pierścienie.

2. Miliardy kawałków lodu

Lód i kamień

Pierścienie Saturna składają się z miliardów kawałków lodu i skał. Rozmiary tych fragmentów wahają się od ziarenka soli do małej góry.

3. Tylko pięć planet

nowoczesny teleskop

Jak wiecie, gołym okiem można zobaczyć pięć planet: Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Aby zobaczyć pierścienie Saturna, a nie tylko kulę światła, potrzebujesz teleskopu o powiększeniu co najmniej 20x.

4. Pierścienie są nazwane w kolejności alfabetycznej

Pierścień D jest najbliżej Saturna.

Pierścienie są nazwane w porządek alfabetyczny na podstawie daty ich odkrycia. Pierścień D znajduje się najbliżej planety, a następnie pierścienie C, B, A, F, Janus / Epimetheus, G, Pallene i E, gdy się oddalają.

5. Pozostałości po kometach i asteroidach

93% masy pierścieni to lód

Większość naukowców uważa, że ​​pierścienie Saturna są pozostałościami po mijanych kometach i asteroidach. Naukowcy doszli do tego wniosku, ponieważ około 93% masy pierścieni to lód.

6 Człowiek, który zdefiniował pierścienie Saturna

holenderski astronom Christian Huygens

Pierwszą osobą, która rzeczywiście zobaczyła i zdefiniowała pierścienie Saturna, był holenderski astronom Christian Huygens w 1655 roku. Zasugerował wówczas, że gazowy gigant ma jeden solidny, cienki i płaski pierścień.

7. Księżyc Saturna Enceladus

Gejzery lodowe E

Dzięki gejzerom, które obfitują na powierzchni księżyca Saturna Enceladus, a lodowe koło E. Naukowcy pokładają duże nadzieje w tym księżycu, ponieważ ma oceany, w których może żyć.

8. Prędkość obrotowa

Prędkość spada wraz z odległością

Każdy z pierścieni obraca się wokół Saturna z inną prędkością. Prędkość obrotu pierścieni maleje wraz z odległością od planety.

9. Neptun i Uran

Pierścienie Saturna nie są wyjątkowe

Chociaż pierścienie Saturna są najbardziej znane w Układzie Słonecznym, trzy inne planety mogą pochwalić się pierścieniami. Mówimy o olbrzymu gazowym (Jowisz) i olbrzymach lodowych (Neptun i Uran).

10. Perturbacje w pierścieniach

Perturbacje są jak fale

Pierścienie planety mogą stanowić dowód na to, jak komety i meteory przechodzące przez Układ Słoneczny są przyciągane do Saturna. W 1983 roku astronomowie odkryli w pierścieniach zakłócenia przypominające fale. Uważają, że było to spowodowane zderzeniem szczątków komety z pierścieniami.

11 Kolizja 1983

Orbity pierścieni C i D są zerwane

Uderzenie w 1983 roku z kometą o masie od 100 miliardów do 10 bilionów kilogramów spowodowało zakłócenie orbit pierścieni C i D. Uważa się, że pierścienie będą „układać się” przez setki lat.

12. Pionowe „guzki” na pierścieniach

Formacje pionowe do 3 km

Cząstki wewnątrz pierścieni Saturna mogą czasami tworzyć formacje pionowe. Wygląda jak pionowe „wybrzuszenia” na pierścieniach o wysokości około 3 km.

13. Sekunda po Jowiszu

Prędkość obrotowa Saturna - 10 godzin i 33 minuty

Poza Jowiszem Saturn jest najszybciej obracającą się planetą w Układzie Słonecznym – dokonuje pełnego obrotu wokół własnej osi w zaledwie 10 godzin i 33 minuty. Z powodu tego tempa rotacji Saturn jest bardziej wybrzuszony na równiku (i spłaszczony na biegunach), co dodatkowo podkreśla jego kultowe pierścienie.

14. Pierścień F

Mini satelity planety

Położony tuż za głównym systemem pierścieni Saturna, wąski pierścień F (właściwie trzy wąskie pierścienie) wydaje się mieć skręcenia i grudki w swojej strukturze. Doprowadziło to naukowców do spekulacji, że minisatelity planety mogą znajdować się wewnątrz pierścienia.

15. Uruchomienie 1997

Międzyplanetarna Stacja Cassini

W 1997 roku na Saturna wystrzelono automatyczną stację międzyplanetarną „Cassini”. Przed wejściem na orbitę wokół planety statek kosmiczny przeleciał między pierścieniami F i G.

16. Małe satelity Saturna

Luki Keelera i Enckego

W dwóch szczelinach lub podziałach między pierścieniami, a mianowicie w szczelinach Keeler (szerokość 35 km) i Encke (szerokość 325 km), znajdują się maleńkie satelity Saturna. Zakłada się, że te luki w pierścieniach powstały właśnie z powodu przejścia satelitów przez pierścienie.

17. Szerokość pierścieni Saturna jest ogromna

Pierścienie Saturna są bardzo cienkie

Chociaż szerokość pierścieni Saturna jest ogromna (80 tysięcy kilometrów), ich grubość jest stosunkowo niewielka. Z reguły ma około 10 metrów i rzadko dochodzi do 1 kilometra.

18. Ciemne paski biegnące przez pierścienie

Dziwne formacje podobne do duchów

W pierścieniach Saturna odkryto dziwne formacje przypominające duchy. Te formacje, które wyglądają jak jasne i ciemne paski biegnące przez pierścienie, nazwano „szprychami”. Wysunięto wiele teorii na temat ich pochodzenia, ale zgoda nie.

19. Pierścienie księżyca Saturna

Księżyc Saturna Rhea

Drugi co do wielkości księżyc Saturna Rhea może mieć własne pierścienie. Nie zostały jeszcze odkryte, a istnienie pierścieni zakłada się na podstawie faktu, że sonda Cassini zarejestrowała w okolicach Rhea wyhamowanie elektronów magnetosfery Saturna.

20. Niewielka waga pierścionków

Wygląd jest zwodniczy

Mimo pozornie ogromnych rozmiarów pierścionki są w rzeczywistości dość „lekkie”. Ponad 90% masy całej materii na orbicie Saturna przypada na największy z 62 satelitów tej planety, Tytan.

21. Podział Cassini

Największa przerwa między pierścieniami

Dywizja Cassini to największa przerwa między pierścieniami (jej szerokość to 4700 km). Znajduje się pomiędzy głównymi pierścieniami B i A.

22. Pandora i Prometeusz

Satelity zawierają rozproszenie pierścieni w przestrzeni

Przyciąganie grawitacyjne niektórych księżyców Saturna – zwłaszcza Pandory i Prometeusza – również wpływa na pierścienie. W ten sposób ograniczają rozproszenie pierścieni w przestrzeni.

23. Pierścień Phoebe

Pierścień obraca się w przeciwnym kierunku

Astronomowie odkryli niedawno nowy, ogromny pierścień wokół Saturna, nazwany pierścieniem Phoebe. Nowy pierścień, położony w odległości od 3,7 do 11,1 mln km od powierzchni planety, jest nachylony o 27 stopni w porównaniu z pozostałymi pierścieniami i obraca się w przeciwnym kierunku.

24. W pierścieniu może zmieścić się miliard planet, takich jak Ziemia.

Nowy pierścień jest bardzo rzadki

Nowy pierścień jest tak rozrzedzony, że można przez niego przelecieć, nie zauważając ani jednego kawałka szczątków, mimo że w pierścieniu może zmieścić się miliard planet, takich jak Ziemia. Został odkryty przypadkowo w 2009 roku za pomocą teleskopu na podczerwień.

25. Wiele księżyców Saturna jest lodowych

Satelity utworzone z odległych pierścieni

Dzięki niedawnym odkryciom dokonanym w 2014 roku naukowcy uważają, że przynajmniej niektóre księżyce Saturna mogły powstać w obrębie pierścieni planety. Ponieważ wiele księżyców Saturna jest lodowych, a głównym składnikiem pierścieni są cząsteczki lodu, postawiono hipotezę, że księżyce powstały z odległych pierścieni, które wcześniej istniały.

W 2009 roku astronomowie odkryli, że oprócz 25 pobliskich pierścieni, Saturn ma jeszcze jeden subtelny pierścień położony znacznie dalej niż pozostałe. Nazywano go pierścieniem Phoebe, od nazwy księżyca Phoebe. Przypuszczalnie pierścień składa się z cząstek tego satelity.

Ilustracja schematycznie przedstawia gigantyczny rozmiar pierścienia Phoebe w porównaniu z samą planetą (kilka kropek w środku).

Pierścień ten zasługuje na umieszczenie na liście najdziwniejszych dotąd odkrytych obiektów we wszechświecie.

Pierścień pyłowy krąży wokół gazowego giganta w odległości około 13 milionów km, czyli prawie 50 razy dalej niż inne pierścienie.

Pierścień Phoebe został odkryty w 2009 roku przez obserwatorium kosmiczne Spitzera, które obserwuje przestrzeń w podczerwieni i jest w stanie wykryć cząstki o wielkości około 10 mikronów. To właśnie z takich cząstek składa się częściowo obręcz Phoebe (gęstość na metr sześcienny szacowano początkowo na 10-20 cząstek).

Satelita Phoebe, zdjęcie z aparatu "Cassini"

Niestety, 15 maja 2009 roku w teleskopie Spitzera zabrakło chłodziwa, więc nie mógł kontynuować obserwacji.

Aby kontynuować badania pierścienia, w czerwcu 2010 roku astronomowie skierowali w stronę Saturna soczewkę innego teleskopu na podczerwień, Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), który znajduje się na orbicie okołoziemskiej. I za jego pomocą po raz pierwszy udało się uzyskać obraz całego pierścienia Phoebe. Na zdjęciu widać go jako chmurę rozrzedzonego pyłu w płaszczyźnie poziomej.

x

10 czerwca 2015 r. w czasopiśmie Nature opublikowano badanie przeprowadzone przez zespół naukowców z University of Maryland, University of Virginia oraz Center for Infrared Image Processing and Analysis przy California Institute of Technology. W badaniu przeanalizowano dane uzyskane z teleskopu WISE.

Rozmiar pierścienia i jego odległość od Saturna okazały się większe niż oczekiwano. W 2009 roku cząstki wykryto w odległości od 128 do 207 promieni Saturna (RS = 60 330 km) od planety. Całkowity pionowy zasięg pierścienia wynosi 40 R S . Tak więc pierścień Phoebe jest ponad dziesięciokrotnie większy niż poprzednio uważany za największy pierścień E.

Na zdjęciach ze Spitzera nie można było zmierzyć pełnego zasięgu promieniowego, podobnie jak charakterystyk cząstek kurzu.

Zdjęcia z WISE pokazują, że pierścień Phoebe jest jeszcze większy niż oczekiwano: rozciąga się od 100 R S aż do 270 R S (od 6 mln km do 16 mln km od planety)! To o 30% więcej niż wcześniej sądzono.

Naukowcy przeprowadzili modelowanie dynamiki orbitalnej cząstek wyrzucanych z Phoebe w wyniku zderzeń z obcymi ciałami kosmicznymi i skonstruowali teoretyczne profile rozkładu wielkości cząstek oparte na prawie potęgowym. Według nich do 10% pola przekroju pierścienia to duże cząstki o promieniu większym niż 10 cm, którego orbity nie mogły zmniejszać się wewnątrz pierścienia przez ponad 4,5 miliarda lat.

Tak więc pierścień Phoebe jest znacznie starszy niż wewnętrzne pierścienie Saturna. Prawdopodobnie powstał w tym samym czasie, co Układ Słoneczny.

Niestety w 2010 roku w teleskopie WISE zabrakło chłodziwa i od tego czasu nie otrzymaliśmy żadnych nowych informacji na temat pierścienia Phoebe. Według naukowców obecnie nie ma w kosmosie ani jednego aparatu, który mógłby pomóc w badaniu tego obiektu.

Zaskakująco piękne pierścienie były pierwszymi odkrytymi w pobliżu Saturna. Dokonali tego w XVII wieku wielcy astronomowie Huygens i Galileo, którzy widzieli przez swoje teleskopy wokół giganta szeroki pierścień. W XIX wieku astrofizyk z Rosji A. Belopolsky i fizyk z Anglii J. Maxwell zdołali udowodnić, że pierścień, który wydawał się solidny w teleskopach, nie może być taki. Kolejne badania wykazały, że Saturn jest rzeczywiście planetą z pierścieniami.

Pierścienie Saturna

Pierścienie początkowo budziły podziw i zaskoczenie, ale ich późniejsze badania wykazały, że pojawiły się nie bez powodu, ale odgrywają znaczącą rolę w powstawaniu planet i badaniu Wszechświata. Naukowcom udało się ustalić, że pierścienie składają się z ogromna ilość mikroskopijne cząstki i ogromne bloki lodu i znajdują się wzdłuż równika. Są one, jak na standardy kosmiczne, cienkie, mają tylko kilka kilometrów, a szerokość sięga setek kilometrów.

Planeta z pierścieniami nigdy nie przestała zadziwiać astronomów. Jeśli początkowo uważano, że Saturn ma tylko cztery pierścienie i oznaczono je łacińskimi literami A, B, C, D, to później powstał piąty, który był bardziej oddalony od planety niż reszta. Został oznaczony literą E. To prawda, że ​​​​do pewnego czasu istnienie pierścieni D i E wśród naukowców było wątpliwe.

Po przekazaniu danych przez amerykańskie stacje międzyplanetarne dokładnie zbadano materiały i zdjęcia pierścieni. Szósty (F) został odkryty przez stację Pioneer-11. Zdjęcia pierścieni E i D wysłała stacja Voyager 1, co rozwiało wątpliwości naukowców co do ich istnienia.

Ile pierścieni ma Saturn

Planeta z pierścieniami przyciągała coraz więcej uwagi. Kontynuując ich badanie, naukowcy doszli do sensacyjnego odkrycia. Jak się okazało, nie było ich sześciu, ale znacznie więcej. Całkowita liczba nie została ustalona, ​​ale astronomowie sugerują, że może to być tysiąc pierścieni.

Jak widać na zdjęciach przesłanych przez Voyagera 2, wąskie pierścienie składają się z cieńszych pierścieni lub, jak się je nazywa, pasm. Najciekawsze jest to, że nie wszyscy mają poprawna forma. Stwierdzono, że jeden z pierścieni zmienia swoją grubość z 80 na 25 kilometrów.

Dlaczego pierścienie się rozwarstwiają?

Jak wytłumaczyć taką strukturę pierścienia? Istnieje kilka hipotez, ale najciekawszą jest to, że do separacji pierścieni dochodzi z powodu sił grawitacyjnych wywieranych przez satelity Saturna, nie tylko duże, ale także małe, które odkryto stosunkowo niedawno za pomocą statków kosmicznych. Astronomowie zwrócili uwagę na małą, w porównaniu z innymi, szerokość pierścienia F i zasugerowali, że jest to w jakiś sposób związane z satelitami planety. Według obliczeń powinno być ich dwóch. Jeden znajduje się na zewnątrz pierścienia, drugi po wewnętrznej. Nazywano ich „pasterzami”. Uważa się, że satelity, działając na cząstki, odpychają je.

Tajemnice Saturna

Saturn to planeta, której pierścienie kryją przed człowiekiem wiele tajemnic. Stosunkowo niedawno astronomowie odkryli tzw. szprychy – formacje promieniste penetrujące pierścienie na tysiące kilometrów. Kręcą się wokół planety jak szprychy koła wokół osi. Natychmiast pojawia się pytanie, co to jest. Nie mogą być pierścieniami składowymi, ponieważ ich cząstki znajdują się na inna odległość i poruszaj się z różnymi prędkościami. Doprowadziłoby to do ich szybkiego zniszczenia.

Po przestudiowaniu i przeanalizowaniu wielu fotografii naukowcy odkryli, że szprychy wraz z planetą dokonują kompletnego obrotu wokół osi Saturna. Umożliwiło to założenie, że znajdują się one w pewnej odległości od pierścieni i są przez nie utrzymywane za pomocą sił elektrostatycznych. Dokonują swojego ruchu razem z planetą pod wpływem pole magnetyczne planety, ale zbudowane są jak pierścienie z małych cząstek. W pierścieniu F stwierdzono przeplatanie się cienkich pierścieni-nitek i zgrubień. To jest tajemnica Saturna. Dlaczego tak się dzieje, astronomowie nie potrafią jeszcze wyjaśnić. Istnieje tylko przypuszczenie, że działają na nie siły elektromagnetyczne.

Pierścienie na innych planetach

W 1977 roku, podczas badań Urana, odkryto pierścienie, co doprowadziło naukowców do pewnego zamieszania, ponieważ wcześniej uważano, że tylko Saturn ma takie zjawisko. Naukowcy zaczęli zastanawiać się, które planety mają pierścienie. Voyager 1 odkrył słaby pierścień wokół Jowisza. Dziś dobrze wiadomo, że posiadają je wszystkie gazowe olbrzymy Układu Słonecznego. Istnieją cztery takie planety - Saturn, Jowisz, Neptun, Uran. Ta lista została uzupełniona asteroidą Chariklo i, według wielu naukowców, posiada je satelita Saturna, Rhea.

Zakłada się, że inne planety są otoczone pierścieniami. Ale które planety mają pierścienie, nie jest jeszcze znane. Obliczenia niektórych astronomów potwierdzają ich istnienie wokół planety karłowatej Pluton. Ale do tej pory nie zostało to potwierdzone, jak w przypadku satelity Rhea.

Pierścienie Jowisza

Inną gigantyczną planetą gazową z pierścieniami jest Jowisz. Ich system jest słaby, składa się z pyłu i składa się z czterech elementów: grubego torusa cząstek - Halo, bardzo cienkiego i gęstego - pierścienia głównego oraz dwóch słabych i szerokich, tzw. Jak sugerują naukowcy, powstają one z pyłu z satelitów planety. Uważa się, że jest inny pierścień, ale jak dotąd nie ma na to potwierdzenia.

Pierścienie Neptuna

Planeta z pierścieniami w Układzie Słonecznym to gazowy gigant Neptun. Jego struktura została odkryta stosunkowo niedawno i mało zbadana. Składa się z pięciu składników utworzonych przez cząsteczki lodu, pokryte krzemianami oraz nieznany jeszcze materiał na bazie węgla. Pierścienie noszą imiona Adamsa, Le Verriera, Galo, Lassella i Arago.

Ciekawostką jest fakt, że pierwszy pierścień odkrył amerykański astronauta E. Guian. Jednak później, prowadząc obserwacje, astronomowie zauważyli, że nie jest on kompletny, przypominający pierścienie tłokowe. Planeta pogrążała się w tym czasie w cieniu. Dlaczego tak się stało, pozostaje niejasne. Najbardziej zewnętrzny pierścień ma pięć łuków. Ich pochodzenie również nie jest jasne. Obrazy z Voyagera 2 umożliwiły wykrycie słabszych pierścieni o masywnej strukturze.

Pierścienie Urana

Wokół planety odkryto system 13 pierścieni, składający się z lodu wodnego, materii organicznej, pyłu i obiektów o rozmiarach od kilkudziesięciu centymetrów do 20 metrów. Są niezwykle ciemne, nieprzejrzyste i wąskie. Przypuszczalnie między głównymi elementami systemu są słabe pierścienie pyłu i łuki. Uważa się, że system powstał w wyniku zderzenia satelitów, które wcześniej znajdowały się w pobliżu planety.

W zeszłym tygodniu sonda Cassini rozpoczęła ostatnią część swojej misji. program naukowy: „nurkowanie” między pierścieniami Saturna. Pierwsze 20 nurkowań w płaszczyźnie pierścieni odbędzie się daleko od gazowego olbrzyma, za pierścieniem F, a następnie po manewrze grawitacyjnym urządzenie przesunie się na orbity, które są blisko planety. Do połowy września 2017 r. Cassini wejdzie w gęste warstwy atmosfery i zakończy swoją wieloletnią misję. Z okazji startu to niebezpieczne, ale bardzo ciekawy program badań, przygotowaliśmy przewodnik po pierścieniach Saturna, który pomoże ci dowiedzieć się, co urządzenie będzie badać.

Wszyscy wiedzą, że Saturn, szósta planeta od Słońca i druga co do wielkości po Jowiszu, ma najbardziej luksusowy (czytaj: zaawansowany i masywny) układ pierścieni w całym Układzie Słonecznym. Oczywiście pierścienie mają również inne planety, takie jak Jowisz i Neptun, a fizycy przewidują, że za jakieś 20-40 milionów lat Mars również będzie je miał. Ale wszystkie te pierścienie nie dają się porównać z Saturna. Sam główny układ pierścieni (C, B, A) ma szerokość 60 000 kilometrów - odpowiada to promieniowi planety. Wraz z słabszymi pierścieniami rozciąga się na ponad 12 milionów kilometrów. O największych i najodleglejszych pierścieniach Saturna porozmawiamy nieco później.

Najpierw trochę o tym, jak nazywa się pierścienie Saturna. Główne systemy zostały nazwane literami łacińskimi w kolejności ich odkrycia. Dlatego licząc od górne warstwy W atmosferze pierścienie ułożone są w następujący sposób: D, C, B, A, F, G, E. Ponadto istnieją pierścienie nazwane na cześć satelitów planety: Janus-Epitmetheus i Phoebe. Odpowiedź na pytanie, ile pierścieni ma Saturn, nie jest łatwa - zależy to od tego, jak na nie spojrzysz. Na przykład w teleskopie naziemnym najprawdopodobniej zobaczysz kilka pierścieni, a Cassini z łatwością rozróżni luki w środku duże pierścienie i liczy dziesiątki formacji. Około 30 z nich ma swoje imię.

Istnieją różne teorie dotyczące pochodzenia i wieku pierścieni. Niektóre z nich sugerują, że wiek pierścieni to zaledwie 100 milionów lat - około 2% wieku Układu Słonecznego. W innych wersjach pierścienie mogą być w tym samym wieku co sam Saturn. Jedna z popularnych teorii głosi, że pierścienie były kiedyś stosunkowo dużym księżycem, który krążył zbyt blisko planety. To spowodowało, że został zniszczony przez grawitację Saturna. Całkowitą masę materii w pierścieniach planety szacuje się na 3 × 10 19 kilogramów, tysiąc razy mniej niż masa ziemskiego księżyca. Większość pierścieni jest wykonana z lodu, ale skład pozostałych składników, w szczególności nadających im pomarańczowo-różowy odcień, jest wciąż nieznany.

D-ring

D-ring (wym.)

Zacznijmy od najbliższego do Saturna pierścienia - D. Pomimo tego, że jest on raczej zaciemniony i nie należy do głównego systemu pierścieni, jego bliskość do olbrzyma tworzy na nim niezwykłe wzory. Wewnętrzna krawędź pierścienia znajduje się około siedmiu tysięcy kilometrów od obłoków planety: w skali Ziemi znajdowałaby się tylko dwa razy wyżej niż ISS, 800 kilometrów nad powierzchnią. Szerokość pierścienia to 7,5 tysiąca kilometrów. Zbliżając się do niego w 1980 roku, Voyager 1 zauważył w nim kilka oddzielnych pierścieni, które po bliższym przyjrzeniu się okazały się falami. Warto zauważyć, że grubość słojów jest niewielka, zwłaszcza w porównaniu z szerokością – w wielu przypadkach nie przekracza kilku metrów. Wysokość fal wahała się od dwóch do dwudziestu metrów. Fizycy przekonują, że źródłem fal jest perturbacja grawitacyjna, na przykład z przelatującej komety – podobną rzecz zaobserwowano później w pierścieniach Jowisza po upadku komety Shoemaker-Levy 9.

C-ring

Wewnętrzny obszar pierścienia C. Nieco na prawo od centrum znajduje się Colombo Gap.

Zaraz za D-ringiem jest jasny C-ring o szerokości 17,5 tys. kilometrów. Został odkryty w 1850 roku przez amerykańskich astronomów Williama i George'a Bondów. Podobnie jak D, zaobserwowano na nim również fale od wpływów grawitacyjnych. Pierścień C zawiera 1/3000 całej masy fragmentarycznego materiału pierścieni Saturna. Wśród struktur wewnętrznych można wyróżnić Przerwę Kolombo, wewnątrz której znajduje się mały pierścień będący w rezonansie orbitalnym z Tytanem (największym satelitą Saturna). Przepaść ma około 150 kilometrów szerokości. Oprócz tego w ringu są jeszcze trzy mniejsze „luki” – Maxwell, Bond i Davis

Przynieść

Zewnętrzna krawędź pierścienia B

Następny to najjaśniejszy i najmasywniejszy ze wszystkich pierścieni Saturna - B. Pod względem masy całkowitej jest porównywalny z Mimasem (siódmym co do wielkości satelitą planety), a grubość obiektu wynosi od pięciu do piętnastu metrów . Szerokość pierścienia B sięga 25,5 tysiąca kilometrów, około jednej trzeciej średnicy Saturna. Nawiasem mówiąc, w środku znajduje się satelita najbliżej giganta, który nie otrzymał jeszcze trywialnej nazwy - S / 2009 S 1.

Najbardziej zauważalną cechą B-ringu są pionowe formacje na jego zewnętrznej krawędzi. Mają ponad 2,5 kilometra wysokości - Cassini zauważył je z długich cieni, jakie rzucały podczas równonocy saturniańskiej.

Gniazdo Cassini

Po prawej stronie znajduje się zewnętrzny obszar pierścienia B. Czarna szczelina pośrodku to szczelina Huygens z jasnym pierścieniem Huygens wewnątrz, który jest częścią rozszczepienia Cassini. Lewa strona migawka dotyczy również podziału

Pomiędzy pierścieniami B i A znajduje się jedna z najbardziej wyrazistych struktur systemu - Szczelina (lub Podział) Cassiniego. Jest dostępny do obserwacji z Ziemi w teleskopach amatorskich powyżej średniej klasy. Jego szerokość to 4,5 tys. kilometrów - porównywalna do szerokości D-ringa. Obiekt został odkryty w XVII wieku przez francuskiego astronoma włoskiego pochodzenia Giovanniego Domenico Cassiniego. Obserwacje sondy Voyager 1 wykazały, że wewnątrz szczeliny znajduje się materia przypominająca pierścień C, a także „rzeczywiste” szczeliny (na przykład 300-kilometrowa szczelina Huygensa).

Pierścień

Luka Enckego w pierścieniu A

W odległości ponad 60 tysięcy kilometrów od powierzchni Saturna znajduje się pierścień A - najbardziej zewnętrzny z głównego układu pierścieni. Jest ciemniejszy niż pierścień B i 7 razy jaśniejszy od niego. Szerokość obiektu wynosi 14,6 tys. Km, grubość 10-30 metrów. Uważa się, że jest to jeden z najmłodszych pierścieni Saturna ze względu na nierównomierny rozkład temperatury w nim.

Wewnątrz pierścienia A znajduje się kilka stosunkowo dużych satelitów: 20 km Pan, 7 km Daphnis i 32 km Atlas. Ich grawitacyjne oddziaływanie kształtuje krawędzie obiektu. Podobnie jak w innych pierścieniach ma duże luki, na przykład 325-kilometrowy Encke Gap.

F-pierścień

F-ring i Prometeusz

W odległości 2,6 tys. km od zewnętrzna krawędź Pierścienie A i 140 tysięcy kilometrów od centrum Saturna to najbardziej zmienny pierścień Saturna - F. Przy szerokości zaledwie 30-500 kilometrów przyciąga uwagę astronomów jako niezwykły układ dynamiczny. Pierścień F jest utrzymywany grawitacyjnie przez „pasterza” księżyców Prometeusza i Pandorę. Według jednej teorii jest to spowodowane częściowym zniszczeniem dwóch zderzających się ze sobą satelitów, które następnie stały się „pasterzami”. Ponadto wewnątrz tego pierścienia znaleziono innego małego satelitę, co wprowadzało dodatkowe utrudnienia w dynamice obiektu.

Pierścień Janusa Epimeteusza

Pierścień Janusa-Epimeteusza oznaczony krzyżem

Po pierścieniu F znajduje się bardzo słaby obiekt, pierścień Janusa-Epimeteusza. Pod wieloma względami jest niezwykły, bo to zasługa Cassini. To właśnie przez pierścień Janusa-Epimeteusza przeleciał niedawno aparat, badając skład i wielkość zawartych w nim cząstek. Nawiasem mówiąc, kolejne „nurkowanie” zaplanowano na 11 grudnia 2016 r.