A Szaturnusz gyűrűi a Szaturnusz bolygó egyenlítői síkjában elhelyezkedő, lapos, koncentrikus jég- és porképződmények rendszere . A fő gyűrűket latin betűkkel nevezték el felfedezésük sorrendjében. Számos automatikus bolygóközi állomás (AMS) tanulmányozta őket, különösen a Cassini űrszonda . Valójában összetett szerkezetűek, számos vékonyabb gyűrűre osztódnak, amelyeket úgynevezett rések választanak el egymástól. A földi kilátás nagymértékben függ a Szaturnusz helyzetétől a pályán.
A Szaturnusz gyűrűit elsőként Galileo Galilei látta meg: 1610-ben 20-szoros nagyítással figyelte meg őket távcsövével, de nem azonosította őket gyűrűként. Azt hitte, hogy a Szaturnuszt "hármas"-ban látja, két, ismeretlen természetű függelékkel az oldalán, és ezt smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras anagrammaként cifrázta . Lat -nak lett megfejtve. Altissimum planetam tergeminum obseruaui „Megfigyeltem a legmagasabb bolygóhármast” [1] – az átiratot Galileo Giuliano de Medicinek 1610. november 13-án írt levelében tették közzé [2] . 1612-ben a gyűrűket élükön látták, így láthatatlanná váltak, ha távcsövön keresztül nézték őket, ami megzavarta Galileit. Később újra megjelentek [3] .
Christian Huygens volt az első, aki felvetette, hogy a Szaturnuszt egy gyűrű veszi körül. Egy holland tudós 50-szeres nagyítású refraktortávcsövet épített, sokkal nagyobb, mint Galilei távcsője, amelyen keresztül a Szaturnuszt figyelte. Huygens a megfigyelés eredményeit 1656-ban szintén anagramma [1] formájában publikálta "De Saturni Luna observatio nova" [4] című munkájában . Az anagramma dekódolását 1659-ben adta meg a "Systema Saturnium" művében: lat. Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato [5] ( A gyűrűt vékony, lapos, sehol nem érintkező, az ekliptikához hajló gyűrű veszi körül [1] ).
1675-ben Giovanni Domenico Cassini megállapította, hogy a Szaturnusz gyűrűje két részből áll, amelyeket egy sötét rés választ el egymástól, amelyet később Cassini felosztásának (vagy résének) neveztek el . A 19. században V. Ya. Struve azt javasolta, hogy a külső részt A gyűrűnek, a belső részt pedig B gyűrűnek nevezzék [6] .
1837-ben Johann Franz Encke rést vett észre az A-gyűrűben, amelyet Encke-hadosztálynak neveztek [6] . Egy évvel később Johann Gottfried Galle felfedezett egy gyűrűt a B gyűrűben [7] [8] , de felfedezését nem vették komolyan, és csak azután ismerték fel, hogy 1850-ben W.C. Bond , D.F. Bond és W.R. Daves újra felfedezte ezt a gyűrűt . ] ; C gyűrűként, vagy kreppgyűrűként vált ismertté [10] .
Laplace egy időben azt javasolta, hogy a Szaturnusz gyűrűi nagyszámú kisebb egész gyűrűből állnak [10] . 1859-ben James Clerk Maxwell kimutatta, hogy Laplace-nek nincs teljesen igaza: a gyűrűk nem lehetnek szilárd, tömör képződmények, mert akkor instabillá válnának és szétszakadnának. Azt javasolta, hogy a gyűrűk sok apró részecskéből állnak [10] . Sophia Kovalevskaya egyetlen csillagászati munkájában, amelyet 1885-ben adtak ki, megmutatta, hogy a gyűrűk nem lehetnek sem folyékonyak, sem gázneműek [11] . Maxwell feltevését 1895-ben Aristarkh Belopolsky Pulkovóban és James Edward Keeler az Allegheny Obszervatóriumban végzett spektroszkópiai megfigyelései igazolták [12] .
Az űrkorszak kezdete (a XX. század közepe) óta négy AMS repült a Szaturnusz gyűrűinek tartományában . Így 1979-ben a Pioneer 11 AMS 20 900 km távolságra megközelítette a Szaturnusz felhőtakaróját . A Pioneer-11 által továbbított adatok szerint az F gyűrűt [13] és a G gyűrűt [14] fedezték fel . A gyűrűk hőmérsékletét a Napon -203 °C , a Szaturnusz árnyékában pedig -210 °C [15] mérték . 1980-ban a Voyager 1 AMS 64 200 km távolságra megközelítette a Szaturnusz felhőtakaróját [16] . A Voyager 1 képei szerint azt találták, hogy a Szaturnusz gyűrűi több száz keskeny gyűrűből állnak [14] . Az F-gyűrű külső és belső oldaláról két „pásztor” műholdat fedeztek fel, amelyeket később Prometheusnak és Pandorának neveztek ) [17] . 1981-ben a Voyager 2 AMS megközelítette a Szaturnuszt a középpontjától 161 000 km -re [18] . A Voyager 1-en meghibásodott fotopolariméter segítségével a Voyager 2 sokkal nagyobb felbontásban tudta megfigyelni a gyűrűket, és sok új gyűrűt fedezett fel [19] .
Aztán 2004-ben a Cassini AMS 18 000 km távolságra megközelítette a Szaturnusz felhőtakaróját, és a Szaturnusz mesterséges műholdjává vált [20] . A Cassini-képek eddig a legrészletesebbek az összes megszerzett közül, új gyűrűket fedeztek fel róluk [21] . Így 2006-ban a Palléne [22] , valamint a Janus és az Epimetheus [23] műholdak pályáján fedezték fel őket .
Csak viszonylag nemrég, 2009-ben fedezték fel a Spitzer infravörös űrteleszkóp segítségével a legnagyobb gyűrűt, a Phoebe-gyűrűt, amelynek átmérője több mint 10 millió kilométer [24] [25] .
A tudósok egy gyűrűrendszer jelenlétét is feltételezték a Szaturnusz Rhea holdja közelében , de ezt a sejtést nem erősítették meg [25] .
2 fő hipotézis létezik:
Tehát az amerikai Robin Canap által javasolt egyik modell szerint a gyűrűk kialakulásának oka az volt, hogy a Szaturnusz többször elnyelte a műholdakat. A Naprendszer hajnalán keletkezett több nagy (a Hold méreténél másfélszer nagyobb) műhold szinte mindegyike gravitációs hatás hatására fokozatosan a Szaturnusz bélébe hullott. A pályájukról spirális pályán való leereszkedés során megsemmisültek. Ugyanakkor a könnyű jégkomponens az űrben maradt, míg a nehéz ásványi komponenseket a bolygó elnyelte. Ezt követően a jeget a következő Szaturnusz műhold gravitációja befogta, és a ciklus megismétlődött. Amikor a Szaturnusz befogta eredeti műholdjai közül az utolsót is, amely egy hatalmas, szilárd ásványi maggal rendelkező jéggolyóvá vált, a bolygó körül jégből álló „felhő” alakult ki, amelynek töredékei 1-50 kilométer átmérőjűek voltak, és a bolygó elsődleges gyűrűjét alkották. Szaturnusz. Tömegét tekintve 1000-szeresen haladta meg a modern gyűrűrendszert, de a következő 4,5 milliárd évben az őt alkotó jégtömbök ütközései a jég jégeső méretűre zúzódásához vezettek. Ugyanakkor az anyag nagy részét a bolygó elnyelte, és az aszteroidákkal és üstökösökkel való kölcsönhatás során is elveszett, amelyek közül sokat a Szaturnusz gravitációja is elpusztított [27] .
Egy másik elmélet szerint, egy japán és francia tudóscsoport számításai szerint a gyűrűk a Kuiper-övből származó nagy égitestek pusztulása során keletkeztek , amelyek megközelítése gyakran a 4 milliárd évvel ezelőtti késői nehézbombázás során történt. [28] .
A gyűrűrendszer keringési síkja egybeesik a Szaturnusz egyenlítőjének síkjával [29] , vagyis a Nap körüli pálya síkjához képest 26,7°-kal dől el. A gyűrűk Kepleri korongok, azaz részecskéik differenciális forgást végeznek , ezért folyamatosan ütköznek egymással. Ezek az ütközések hőenergia-forrássá válnak, és vékonyabb gyűrűkre válnak szét. Ezen a tényezőn kívül a Szaturnusz gravitációjának aszimmetriája, mágneses tere és műholdjaival való kölcsönhatása is ingadozást okoz a gyűrűket alkotó részecskék pályájában, azok kör alaktól való eltérését és precesszióját [30] .
A gyűrűk vízjégből állnak, szilikátpor [31] és szerves vegyületek keverékével. A szennyeződések aránya és összetétele határozza meg a gyűrűk színének és fényességének különbségeit [32] . A bennük lévő anyag részecskemérete centimétertől több tíz méterig terjed; a tömeg nagy részét egy méteres nagyságrendű részecskék alkotják [30] . A gyűrűk egyes részein finom részecskék hóból állnak [31] . A gyűrűk vastagsága a szélességükhöz képest rendkívül kicsi (többnyire 5-30 m), míg maga az anyag csak a térfogat mintegy 3%-át foglalja el (minden más üres tér) [30] . A gyűrűrendszerben lévő törmelékanyag össztömege 3×10 19 kilogrammra becsülhető [30] [25] .
A Szaturnusz gyűrűinek szerkezetének fő elemeiNév | Távolság a Szaturnusz központjától, km | Szélesség, km | Vastagság, m | Sajátosságok |
---|---|---|---|---|
D gyűrű | 67 000–74 500 [33] | 7500 [25] | Nincs éles belső határa, simán átjut a Szaturnusz légkörének felső rétegeibe [31] ; kis víz- és metánjégkristályokat tartalmaz [34] . | |
C gyűrű | 74 500–92 000 [33] [31] | 17 500 [25] | 5 [33] | Belsőnek is nevezik, legfeljebb 2 m nagyságú részecskékből áll [31] , a gyűrűk repedésanyagának teljes tömegének körülbelül 1/3000-ét tartalmazza [25] . |
Colombo szakadék | 77 800 | körülbelül 150 [25] | Belül egy kis gyűrűt tartalmaz, amely keringési rezonanciában van a Titánnal [25] . | |
Maxwell hasíték | 87 490 [33] | 270 | ||
kötési rés | 88 690—88 720 | harminc | ||
Daves szakadék | 90 200-90 220 | húsz | ||
B gyűrű | 92 000–117 580 [33] | 25 500 [25] | 5-10 [33] | Az összes gyűrű közül a legfényesebb [31] ; magában foglalja az S/2009 S 1 műholdat ; jellegzetességei: 2,5 kilométert meghaladó magasságú függőleges képződmények a külső peremen [25] , valamint a Mimas műholddal való kölcsönhatás által okozott zavarok [30] [32] ; sugárirányú részletek (ún. „küllők”, eng. küllők ), amelyek természete még mindig nem teljesen tisztázott [35] . |
A Cassini hadosztálya | 117 580–122 170 [33] | ~4500 [25] | 20 [33] | Tartalmaz magában egy olyan anyagot, amely színében és optikai vastagságában hasonlít a C gyűrű anyagára (8 m átlagos méretű részecskék [31] ), valamint „valódi” rések [25] ; 2:1 orbitális rezonanciában van Mimas-szal [30] . |
Huygens rés | 117 680 | 300 [25] | ||
Herschel rés | 118 183—118 285 | 102 | ||
Russell hasítása | 118 597—118 630 | 33 | ||
Jeffreys szakadék | 118 931—118 969 | 38 | ||
Kuiper- rés | 119 403—119 406 | 3 | ||
Laplace hasíték | 119 848—120 086 | 238 | ||
Bessel- rés | 120 236-120 246 | tíz | ||
Barnard hasítéka | 120 305-120 318 | 13 | ||
A gyűrű | 122 170–136 775 [33] [31] | 14 600 [25] | 10-30 [33] [25] | Külsőnek is nevezik, legfeljebb 10 m méretű részecskékből áll [31] , az egyik legfiatalabbnak számít, Pan , Daphnis , Atlas műholdakat és nagy réseket tartalmaz [25] ; a belső határon a Janus műholddal való kölcsönhatás okozta zavarok [30] . |
Encke Gap | 133 590 [33] | 325 [25] [32] | Egybeesik Pan műholdjának pályájával [32] . | |
Keeler hasítéka | 136 530 [33] | 32-47 [34] | ||
Roche részleg | 136 800-139 380 | 2580 | ||
E/2004 S1 | 137 630 [32] | 300 [36] | ||
E/2004 S2 | 138 900 [32] | 300 [36] | ||
F gyűrű | ~140 130–140 180 [29] [33] | 30–500 [25] | Gravitációsan a Prometheus és a Pandora "pásztor" holdjai tartják [25] [34] ; a pálya kissé megnyúlt: e = 0,0026 [33] | |
Janus gyűrűje – Epimétheusz (R/2006 S 1) | ~151 500 [37] | 5000 [23] [37] | Olyan részecskékből áll, amelyek Janus és Epimetheus holdjainak felszínéről különböző testekkel való ütközés következtében kiütnek [23] | |
G gyűrű | 166 000–175 000 [25] | ~9000 [25] | A külső él közelében található az Egeon műhold , amely egy kis, sűrű, gyűrűanyagból készült ívet gyűjtött maga köré, amely a kör 1/6-án terjed ki [25] . | |
Ring of Pallena (R/2006 S 2) | ~212 000 [37] | 2500 [23] [37] | Olyan részecskékből áll, amelyek Palléna holdjának felszínéről a különböző testekkel való ütközések következtében kiütöttek [23] . | |
E gyűrű | 181 000–483 000 [33] | 300 000 | A fő anyagforrás az enceladusi gejzírek [25] | |
Phoebe gyűrűje | ~ 6 000 000–16 300 000 [ 24 ] [25] | ~ 6 000 000 [24] [25] | Főleg apró, legfeljebb 10 cm átmérőjű részecskékből áll, az anyag forrása a Phoebe -ról lefújt por , ezért a pályájához hasonlóan 27°-kal meg van dőlve a többi gyűrűhöz képest [24] [25] . |
Mivel a gyűrűk síkja egybeesik a Szaturnusz egyenlítőjének síkjával, és erősen hajlik a Szaturnusz pályájának síkjára - közel 27 fokkal, ezért a gyűrűk Földről való kilátása erősen függ a Szaturnusz helyzetétől a Nap körüli pályán [38] és sokkal kisebb mértékben - a Föld helyzetétől a pályán (annak köszönhetően, hogy a Szaturnusz pályája 2,5 fokkal dől az ekliptika síkjához). A Szaturnuszon egy év 29,5 földi évig tart, ebben az időszakban:
A Szaturnusz minden következő évében a földi megfigyelők számára ugyanez történik a gyűrűivel. 2022-ben a legutóbbi legnagyobb nyilvánosságra hozatal 1988-ban, 2002-ben és 2016-ban volt; az eltűnések 1995-ben [38] és 2009-ben voltak. 14 évente növekszik a gyűrűk nyílása, látható a Szaturnusz északi pólusa és gyűrűinek felé eső oldala [39] .
![]() |
---|
bolygógyűrűk | ||||
---|---|---|---|---|
bolygógyűrűk _ |
| |||
Törpe bolygó gyűrűk | haumei
| |||
Műholdak és aszteroidák gyűrűi |
| |||
Kapcsolódó témák | ||||
|
Szaturnusz | ||
---|---|---|
A legnagyobb műholdak | ![]() | |
Jellemzők | ||
Tanulmány | ||
Egyéb | A Szaturnusz pályáját keresztező aszteroidák listája | |
|
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|