Sisältö
- Rengashiukkaset
- Kuinka paljon asiaa on renkaissa?
- Rengashiukkasten välinen etäisyys
- Läheiset kohtaamiset
Saturnusta ympäröi kivi- ja jäänpalasten levy, joka kulkee samankeskisillä, ympyränmuotoisilla kiertoradalla planeetan päiväntasaajan tasossa. Reunaan nähtynä levy on erittäin ohut - vain muutamia kymmeniä metrejä paikoissa. Kasvot nähtynä kiekko näyttää lukuisien samankeskisten renkaiden vaikutuksesta johtuen systemaattisista muutoksista levyn ominaisuuksissa etäisyyden päässä planeetasta. Renkaat voidaan karakterisoida useilla parametreilla, joista yksi on rakenneosien fragmenttien keskimääräinen etäisyys.
Rengashiukkaset
Tutkijat käyttävät yleistä termiä "hiukkaset" viittaamaan planeettarengasjärjestelmän ainesosiin. Vaikka ”hiukkas” ehdottaa jotain hyvin pientä, Saturnuksen renkaiden suurimmat esineet ovat mittavat kivet tai jääpalat - usein monen metrin poikki. Läsnä on koko spektri hiukkaskokoja, näistä suurista esineistä pölyjyviin asti. Tietyn koon hiukkasten lukumäärä on likimääräisesti kääntäen verrannollinen hiukkasten massaan: Toisin sanoen pienet hiukkaset ovat enemmän kuin suuret hiukkaset.
Kuinka paljon asiaa on renkaissa?
Saturnuksen renkaiden tiheys vaihtelee huomattavasti: Tämä on yksi syy renkaiden näennäiseen kaistalemiseen. Helpoin suoraan laskettava parametri on pinnan tiheys, mitattuna grammoina neliö senttimetriä kohti. Tämä voidaan jakaa renkaan paksuudella, jotta saadaan tilavuustiheys grammoina kuutiometriä kohti. Toista ominaisuustutkijan mittaamaa ominaisuutta kutsutaan optiseksi syvyydeksi, joka osoittaa kuinka läpinäkymättömät tai läpinäkyvät renkaat ovat. Optinen syvyys on pintatiheyden ja hiukkaskoon funktio, joten jälkimmäinen voidaan johtaa - vaikka sitä ei tarkkailtakaan suoraan - tiheyden ja optisen syvyyden mittauksista.
Rengashiukkasten välinen etäisyys
Saturnuksen renkaiden jään ja kallion hiukkaset ovat erittäin lähellä toisiaan kuin useimpiin muihin tähtitieteellisiin esineisiin. Kiinteät hiukkaset vievät keskimäärin noin 3 prosenttia levyn kokonaistilavuudesta, kun taas loput on tyhjää tilaa. Tämä voi kuulostaa pieneltä, mutta tarkoittaa, että tyypillinen hiukkasten välinen etäisyys on vain hiukan yli kolme kertaa niiden keskimääräinen halkaisija. Olettaen, että jälkimmäisen arvo on 30 senttimetriä, kivet olisivat yhtä metrin päässä toisistaan. Ei kuitenkaan ole vaikeaa ja nopeaa sääntöä, joka johtuu renkaiden tiheyden vaihteluista ja hiukkaskokojen laajasta spektristä.
Läheiset kohtaamiset
Rengashiukkasten läheisyys toisiinsa tarkoittaa, että niiden välisiä törmäyksiä tapahtuu melko usein, mikä johtaa kineettisen energian häviämiseen. Lukemattomien aikaisempien törmäysten kumulatiivinen vaikutus voidaan nähdä kiekon partakoneen kaltaisessa ohuudessa ja hiukkasten kiertoratojen läheisessä ympyrässä. Fyysisten törmäysten lisäksi hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa painovoimaisesti, samoin kuin Saturnuksen kanssa ja sen monien satelliittien kanssa. Suuri osa Saturnuksen renkaissa näkyvästä hienosta rakenteesta selitetään sellaisilla gravitaatiovuorovaikutuksilla.