Saturn to jedna z największych i najbardziej tajemniczych planet w Układzie Słonecznym. Pierścienie Saturna kryją wiele tajemnic. Od dwustu pięćdziesięciu lat ludzkość próbuje odpowiedzieć na pytanie, dlaczego są płaskie i cienkie. Kiedy udzielono odpowiedzi na to pytanie, pojawiły się dziesiątki nowych. A każda nowa odpowiedź rodzi coraz więcej pytań, które mnożą się w miarę odkrywania Układu Słonecznego.
Pierścienie otwierające
Galileo jako pierwszy zobaczył pierścienie Saturna przez teleskop w 1610 roku. Ale uznał to za anomalię planety. Zaszyfrował swoje odkrycie łacińskim anagramem, który w tłumaczeniu brzmi tak: „Obserwowałem najwyższą potrójną planetę”. W 1656 Huygens po raz pierwszy zobaczył pierścień na Saturnie. Napisał, że Saturn otoczony jest cienkim, płaskim pierścieniem, nigdzie nie stykającym się z planetą i nachylonym do płaszczyzny ekliptyki. Giovanni Cassini w 1675 ustalił, że nie był to jeden ciągły pierścień. Zobaczył dwa pierścienie, które są oddzielone spacją. Przestrzeń ta została później nazwana podziałem (lub luką) Cassini.
Badania 18-19wieki
Dalsze badania Saturna nie zbliżyły naukowców do wyjaśnienia struktury pierścieni i przyczyn ich występowania. Tajemnice właśnie zostały dodane. Przez długi czas zakładano, że planeta ma dwa stałe i cienkie pierścienie. Laplace, po wykonaniu obliczeń uwzględniających wpływ pola grawitacyjnego, stwierdził w 1787 roku, że pierścieni jest wiele tysięcy lub milionów. Uważał, że pierścienie są solidne i przypominają obręcze gimnastyczne.
Francuski naukowiec E. Roche określił minimalną odległość, na jaką obiekty mogą znajdować się pod wpływem pola grawitacyjnego Saturna. Ustalił, że to 2,44 promienia. (Później nazwano to limitem Roche). Bliżej tej odległości wszelkie satelity stałe lub płynne zostaną zniszczone przez pole grawitacyjne. Pierścienie Saturna znajdują się w tym promieniu. Zewnętrzny rozmiar pierścieni to 2,3 promienia planety. Gdyby były stałe lub płynne, pole grawitacyjne rozerwałoby je.
James Clerk Maxwell brał udział w badaniu fizycznej struktury pierścieni. Jego odkrycia sugerują, że pierścienie Saturna mogą składać się z małych cząstek. Problemem tym zainteresowała się nasza rodaczka Sofia Kovalevskaya. Udowodniła, że pierścienie nie mogą być ani stałe, ani płynne. Badając przesunięcia Dopplera, naukowcy D. Keeler i W. Campbell odkryli, że cząstki poruszają się po orbitach, które nie są sprzeczne z prawami mechaniki nieba.
Badania w XX wieku
W latach pięćdziesiątych XX wieku za pomocą analizy spektralnej odkryto, że pierścienie Saturna zawierają dużozamarznięta woda. To było bardzo ważne. W końcu udało się ustalić, z czego wykonane są pierścienie Saturna. Oprócz lodu w pierścieniach znaleziono metan, związki siarki, wodór, amoniak i związki żelaza. Wyjątkowe informacje uzyskano z sond kosmicznych. Pioneer (1979) i dwa Voyagers (1980 i 1981) przeleciały obok Saturna. W 1997 roku rozpoczęła się misja Cassini-Huygens. Sonda przesłała unikalne informacje, które nie zostały jeszcze przeanalizowane. Sonda Huygens wylądowała na największym księżycu Saturna, Tytanie, a ludzie na Ziemi słyszeli dźwięki innego świata, widzieli góry i równiny.
Sekrety Pierścieni
Dzisiaj zebrano wiele informacji o pierścieniach Saturna. Jednak ostateczny, spójny model nadal nie istnieje. Na odpowiedź czekają pytania. Wokół Urana i Neptuna odkryto pierścienie. Dlaczego taka formacja występuje tylko poza pasem asteroid, a nie na żadnej z planet ziemskich? Procesy fizyczne, które doprowadziły do powstania pierścieni, są niejasne. Jak doszło do kompresji i dlaczego powstały setki pojedynczych struktur? Jak cząsteczki pierścieni nie sklejają się i nie mieszają? Pierścienie mają właściwości lustra magnetycznego. Odbijają się od nich fale elektromagnetyczne o polaryzacji kołowej. Z pierścienia A wypychane jest pole magnetyczne, obserwuje się silne odbicie fal radiowych. W pierścieniu B znajdują się szprychy, które czekają na wyjaśnienie. Pierścienie mają niską jasność, która nie odpowiada obliczonej. W pobliżu pierścieni Saturna odkryto atmosferę, której pochodzenie nie jest jasne. widzianytak zwane fale gęstości i wiele innych zjawisk, które czekają na wyjaśnienie.
Hipotezy
W 1986 roku wysunięto hipotezę dotyczącą nadprzewodnictwa lodu tworzącego pierścienie Saturna. Lód na ogół jest formacją złożoną iw zależności od warunków formowania może mieć różne właściwości. Obecność nadprzewodnictwa umożliwia stworzenie spójnego modelu fizycznego pierścieni Saturna, co wyjaśnia wiele anomalii.
Ile pierścieni ma Saturn?
Nie ma też ostatecznej odpowiedzi na to pytanie. Dziś jest 13 głównych pierścieni. Nazywa się je literami alfabetu łacińskiego: A, B, C, D itd. Przestrzenie między pierścieniami nazywane są podziałami lub szczelinami. Istnieją podziały Cassiniego, luki Huygensa, Kuipera, Maxwella itp. Średnica pierścieni Saturna waha się od 146 tys. Km do 273 tys. Km. W 2009 roku odkryto pierścień Phoebusa, zakłada się istnienie pierścienia Rhea. Ich średnice nie zostały jeszcze dokładnie określone.
Obserwacja z Ziemi
Pierścienie Saturna nie zawsze są widoczne z Ziemi. Wynika to z faktu, że równik Saturna jest silnie nachylony do płaszczyzny orbity wokół Słońca, a pierścienie leżą w płaszczyźnie równika. Rok na Saturnie trwa 29,5 lat ziemskich, aw okresie równonocy na Saturnie jego pierścienie znikają dla ziemskiego obserwatora. Następnie przez około 7 lat są widoczne z jednej strony. Podczas przesilenia na Saturnie osiągają maksymalną widoczność, a następnie stopniowo zmniejszają się, aż stają się całkowicie niewidoczne.
W ostatnichAstrofizyka planet od lat dynamicznie się rozwija. Naukowcy uzyskali możliwość wykorzystania danych sond międzyplanetarnych, jak mówią, do praktycznie dotykania obiektów kosmicznych. W nadchodzących latach pierścienie Saturna powinny podzielić się swoimi sekretami z ludzkością.
