Astronomi

Satürn'ün halkaları kararlı mı?

Satürn'ün halkaları kararlı mı?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Satürn'ün halkaları, Satürn'ün halkalarını şekillendiren birçok aycık içerir. Satürn'ün aycıkların etrafındaki halkalarındaki yapılar, yeni oluşan gezegenlerin etrafındaki gezegen öncesi disklerdeki yapılara benzer, bu da halkalardaki malzemenin benzer bir kaderi izleyip daha büyük bedenlere dönüşeceğini merak ediyor.

Satürn'ün halkalarındaki malzeme sonunda birleşerek aylara mı dönüşecek, yoksa Satürn'ün halkaları milyarlarca yıl dayanabilecek kadar kararlı mı?


Satürn'ün halkalarının çoğu Roche sınırının içindedir, yani asla bir araya toplanmazlar. Gelgit kuvvetleri bunun olmasını engeller.

zaten birlikte olan küçük nesneler gelgit kuvvetlerine dayanabilir. Bir gezegenin Roche sınırı içinde yeterince büyük bir cisim gelgit kuvvetleri tarafından parçalanmalıdır. Halkalar bu şekilde oluşabileceği gibi çarpışma sonucu da oluşmuş olabilir.

100 milyon yıl genç olarak nitelendiriliyorsa, Satürn'ün halkalarının nispeten genç olduğu düşünülüyor, ancak bu güneş sistemi içindeki nesneler içindir. Genç olmak bize ne kadar süreceğini söylemez. 300 milyon yıllık tahminin yeterince doğru olabileceğini düşünüyorum, başlangıçta yorumlarda bahsedildi, ancak bu gerçekleşene kadar halkalar kalacak, zamanla küçülecek ve asla aylara dönüşmeyecekler.

Dipnot olarak, Satürn'ün daha ince dış halkaları veya incecik halkaları Roche sınırının dışındadır ve bunlar bir gün aylara dönüşebilir veya bunun gerçekleşmesi için çok ince olabilirler. Ay oluşumu için muhtemelen belirli bir yoğunluk gereklidir.


Satürn'ün Halkaları

Satürn'ün en belirgin özelliklerinden biri gezegeni çevreleyen halkalar setidir. Geçtiğimiz birkaç yılda, TÜM büyük gezegenlerin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) halka sistemleri olduğunu ve hepsinin farklı olduğunu keşfettik. Satürn, en büyük ve en muhteşem halka sistemine sahip olsa da - diğerlerini görmek o kadar kolay değil.

Hubble resmine bakarak, halkaların Satürn'ü çevreleyen katı diskler olduğunu düşünebilirsiniz (çünkü katı göründükleri için), ancak bilim adamları uzun zaman önce katı olmalarının imkansız olacağını gösterdiler. Aslında, çoğunlukla bir inç veya daha küçük bir otomobil boyutuna kadar değişen çok sayıda su buzu veya buzla kaplı kaya parçalarından yapılırlar.

Halkalar çok büyük ve geniş olmasına rağmen, aynı zamanda çok incedir - kalınlıkları bir futbol sahası uzunluğundan daha azdır. Satürn'ün boyutu göz önüne alındığında, bu son derece ince. Karşılaştırma için, Satürn bir basketbol topu boyutuna küçültülseydi, halkaların kalınlığı insan saçının 1/250'si kadar olurdu.

Dünya'dan Satürn'ü, Dünya'nın yörüngesinde nerede olduğuna ve Satürn'ün yörüngesinde nerede olduğuna bağlı olarak farklı açılarda görüyoruz. İki gezegenin yörüngeleri birbirine göre eğik olduğundan Satürn ve halkalarını farklı zamanlarda farklı açılardan görüyoruz. Aslında bazen halkalar çok ince olduklarından ve onları kenardan gördüğümüz için kayboluyormuş gibi görünür.

Bazı gökbilimciler, Satürn'ünki gibi gezegen halkalarının yalnızca geçici olduğuna ve yalnızca birkaç milyon yıl (Güneş Sistemi'nin yaşıyla karşılaştırıldığında, yaklaşık 4,5 milyar yıl) süreceğine inanırlar. Eğer öyleyse, o zaman uzak bir gelecekte Satürn'ün halkaları kaybolabilir ve belki başka bir gezegenin büyük bir halka seti olabilir.

Satürn'ün resimlerine (Hubble resmi gibi) bakarsanız, halkaların tek tip bir disk olmadığını fark edeceksiniz, halka sistemi aslında bazıları diğerlerinden daha parlak olan bir dizi eş merkezli halkadan oluşuyor. Bireysel halkalar, A'dan G'ye kadar harflerle adlandırılmıştır.

Posterinize koyabileceğiniz güzel bir şey, yüzüklerin bir "haritası" olabilir. Bu size halkaların her birinin nerede olduğu ve ne kadar geniş oldukları konusunda iyi bir fikir verecektir. Böyle bir haritayı nasıl yapabileceğinizi gösteren bir plan ekledim. Bu grafik, Satürn'ün sadece dörtte birini ve halka sistemini göstermektedir. Satürn'e olan uzaklıklar, X ve Y eksenlerinde, Satürn yarıçapı birimlerinde gösterilir (Cassini projesinde genellikle mesafeleri bu şekilde ölçeriz). Satürn'ün nerede olduğunu göstermek için yarıçapı 1 olan bir çeyrek daire ve A halkasının nerede olduğunu göstermek için başka bir çeyrek daire çizdim. Diğer tüm halkaların yerlerini bir pusula kullanarak doldurabilir veya kendi tasarımınızın bir haritasını yapmak isteyebilirsiniz. Halkaların her birinin konumu aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Halkaların yerleri (Satürn yarıçapında).
D halkası 1.110 - 1.236
C halkası 1.239 - 1.527
B halkası 1.527 - 1.951
Bir yüzük 2.027 - 2.269
F halkası 2.326
G halkası 2.82 - 2.90
E halkası 3 - 8

Şimdilik böyle olmalı. Satürn'ün halkaları hakkında daha fazla ayrıntı içeren başka bir mesajı daha sonra takip edeceğim. Halkaların nereden gelmiş olabileceğine dair bazı fikirlerimiz var ve Cassini bize halkaların yapısındaki birçok ayrıntıyı gösterdi: parmaklıklar, yerçekimi dalgaları, çoban uyduları vb. Daha sonra. Bu arada, Satürn'ün halkaları hakkında herhangi bir sorunuz varsa, lütfen bunları bana göndermekten çekinmeyin.

Üstte: Satürn'ün halkalarının bir haritasının başlangıcı.

BÖLÜM 2

Geçen sefer yüzüklerle ilgili bazı temel gerçekleri ele almıştım:

  1. Katı değiller, daha ziyade bir otomobilin veya küçük bir binanın boyutundan bir inç veya daha küçük (bazı mikroskobik tozlar dahil) kadar değişen su buzu parçalarından oluşurlar.
  2. Halkalar çok incedir - belki sadece 100 yarda kadar kalınlıktadır.
  3. Halkaları Dünya ve Satürn'ün yörüngelerinde nerede olduklarına bağlı olarak Dünya'dan farklı açılarda görüyoruz. Arada bir, halkaların kenarlarını bile görüyoruz - buna "düzlem geçişi" denir.
  4. Bazı gökbilimciler, halkaların yalnızca birkaç milyon yaşında olabileceğine ve sonunda yok olabileceğine inanıyor. Bundan emin değiliz, ancak bu konu hala tartışılıyor.
  5. Satürn'ün aslında A-G harfleriyle gösterilen birkaç halkası vardır.

İşte Satürn'ün halkaları hakkında birkaç ayrıntı daha:

YÜZÜKLERİN İNCELIĞINİN NEDENİ

CASSINI BÖLÜMÜ

A ve B halkaları arasında büyük bir boşluk olduğunu fark ediyorsunuz. Buna "Cassini bölümü" denir. (Cassini bölümüyle birlikte A, B ve C halkalarını etiketlediğim ekteki resme bakın.) Başka yerlerde halkalarda başka boşluklar var ama bu en büyüğü.

Cassini bölünmesi, Satürn'ün Mimas adlı uydularından birinin çekilmesinden kaynaklanır. Cassini bölümündeki bir halka parçacığı, buna "2:1 rezonans yörüngesi" dendiğinde Mimas'ın her dönüşünde Satürn'ün çevresini iki kez dolaşacaktır. Olan şu ki, eğer bir halka parçacığı Cassini bölümünde olsaydı, Mimas küçük yerçekimi "çekmeler" toplamından her geçtiğinde, Mimas'ın yörüngesinin aynı yerindeki yerçekimi tarafından çekilirdi, tıpkı birini salıncakta sallarken ve üzerinde, salınımın daha yükseğe çıkmasını sağlar. Mimas'ın yerçekimi çekicileri sonunda halka parçacığı Cassini bölümünden dışarı çekecekti - ve bu yüzden orada bir boşluk var, içinde halka parçacıkları yok.

Bence şimdilik böyle olmalı. Size daha sonra tekerlek telleri, yoğunluk dalgaları, çoban uyduları ve F ve E gibi daha ilginç bireysel halkalardan bazıları hakkında daha spesifik bilgiler gönderebilirim. Bu arada herhangi bir sorunuz olursa bana bildirin.

Üstte: A, B, C halkaları Cassini bölümü (Hubble Uzay Teleskobu resmi).

BÖLÜM 3

TARİH

BİREYSEL YÜZÜKLER

BİR YÜZÜK

A ve B halkaları, Satürn'ün uydusu Mimas'ın yerçekimi kuvvetinin neden olduğu halkalarda büyük bir boşluk olan "Cassini bölümü" ile ayrılır. A halkası, Cassini bölümünün "dış tarafında", Satürn'den daha uzakta olan halkadır. B halkasından biraz daha koyu.

A halkası, bir binanın boyutundan bir inç veya daha küçük olan su buzu parçalarından oluşur.

Daha önce bahsettiğim gibi, A halkasının iç kenarı - Cassini bölümünde - Satürn'ün uydusu Mimas'ın yerçekimi çekişinden kaynaklanmaktadır. A halkasının dış kenarı, benzer şekilde, Janus ve Epimetheus adlı diğer iki uydunun yerçekimsel çekiminden kaynaklanmaktadır. A halkasının dış kenarının hemen dışındaki herhangi bir parçacık, bu uyduların yerçekimi kuvvetiyle o alandan dışarı çekilecektir.

  • "Encke boşluğu", aslında boşluk içinde Satürn'ün yörüngesinde dönen Pan adlı küçük bir uydunun yerçekimsel çekişinden kaynaklanmaktadır.
  • "Keeler boşluğu" (ayrıca dış A halkasında) benzer şekilde, boşluk içinde Satürn'ün yörüngesinde dönen Daphnis adlı küçük bir uydudan kaynaklanmaktadır. Daphnis kısa süre önce keşfedildi.

B YÜZÜK

B halkasının dış kenarı, Satürn'ün uydusu Mimas'ın yerçekimi kuvveti nedeniyle Cassini bölümündedir.

C YÜZÜK

D YÜZÜK

E YÜZÜK

E-halkası Satürn'ün uydusu Enceladus'un merkezindedir. (Enceladus, halka haritanızda yerini belirlemek isterseniz, Satürn'den yaklaşık 4 Satürn yarıçapıdır.) E halkasının en yoğun kısmı, Enceladus'un yörüngesindedir, bu da E halkasındaki parçacıkların kaynağının Enceladus olduğunu gösterir. . Aslında, olanın bu olduğunu daha yeni keşfettik: Enceladus'un güney kutbunda bir şofben var ve uzaya bir jet su parçacığı fırlatıyor ve bu şofbenden gelen parçacıklar E-halkasını yarattı. Gayzerin nasıl çalıştığı, suyun nereden geldiği ve buna benzer ayrıntılardan hala emin değiliz ama şu anda bunun üzerinde çalışıyoruz.

E halkasını oluşturan su parçacıkları mikroskobik boyuttadır (milimetrenin yaklaşık 1/1000'i).

F HALKA

Halka haritanıza bakarsanız, halkaların en darının F halkası olduğunu göreceksiniz. A halkasının hemen dışında bulunur.

F halkasının yakından incelenmesi, iç içe geçmiş halka parçacıklarından oluşan "ipliklerden" oluştuğunu göstermiştir, bu nedenle çok ilginç bir yapıya sahiptir.

F halkasının hemen içinde Prometheus adında bir ay ve F halkasının hemen dışında Pandora adında başka bir (daha küçük) ay var. Bunlar, yerçekimi kuvveti F halkasını dar genişliğinde tutan "çoban" aylardır.

F halkası hala biraz gizemli. İplerin nasıl oluştuğunun ayrıntılarını ya da çoban uydularının yaptıklarını tam olarak nasıl yaptığını gerçekten anlamıyoruz. Bu hala üzerinde çalıştığımız bir şey.

G YÜZÜK

Bence şimdilik böyle olmalı. Daha sonra, çoban uyduları ve halkalarda gördüğümüz bazı ayrıntılı özellikler (kollar gibi) hakkında daha fazla bilgi göndereceğim.

4. BÖLÜM

ÇOBAN AYLARI

1979'da, dar halkaların "çoban ayları" olarak adlandırılan şeyden kaynaklanabileceğine dair bir teori önerildi. Görünüşe göre, halkalardan birinin hemen dışında Satürn'ün yörüngesinde dönen küçük bir ayınız olduğunda, ayın halka parçacıkları üzerindeki yerçekimi, halka parçacıklarını daha küçük yörüngelere itmeye çalışacak, sanki ay halka parçacıklarını "geri itiyor" gibi. Satürn'e daha yakın yörüngede dönerler. Benzer şekilde, halkalardan birinin hemen içinde küçük bir ay varsa, ayın halka parçacıkları üzerindeki yerçekimi, halka parçacıklarını daha büyük yörüngelere itmeye çalışacaktır, halka parçacıkları ay tarafından "kovulmuş" gibi davranır, ancak bu sefer Satürn'den daha uzakta yörüngeye oturtuldular.

Şimdi İKİ küçük ay olduğunu hayal edin: biri halkanın hemen dışında yörüngede, diğeri ise halkanın hemen içinde yörüngede. Dıştaki ay halka parçacıklarını Satürn'e doğru itecek ve içteki ay halka parçacıklarını ters yönde Satürn'den uzağa itecek. Sonuç, halka parçacıklarının, koyunları güden bir çobana çok benzer şekilde, iki ay arasındaki bir halkaya "yürütülecek" olmasıdır.

O zamandan beri, Satürn'ün F halkasının darlığından gerçekten sorumlu iki çoban uydusu olduğunu keşfettik. Bunlara Pandora (halkanın dışındaki) ve Prometheus (halkanın içindeki) denir. Cassini uzay aracı tarafından görüldüğü gibi Pandora ve Prometheus'un (korudukları F halkasının yanında) resimlerini ekledim. F halkasının birkaç örgülü "ipliği"ne dikkat edin (özellikle Prometheus resminde fark edilir).

Pandora ve Prometheus oldukça küçük uydulardır. Her ikisi de düzensiz şekillidir ve Prometheus Pandora'dan biraz daha büyüktür. Prometheus yaklaşık 45 mil çapında ve Pandora yaklaşık 35 mil çapında. Bu aslında şu anda biraz bulmaca - mevcut teoriler, F halkasındaki özellikleri açıklamak için, iki uydudan daha büyük olanın (Satürn'den daha uzakta) dışarıda olması gerektiğini söylüyor, ancak tam tersi. Bilim adamları hala bunu açıklamaya çalışıyor.

Gömülü AYLAR

Daha geniş Encke boşluğu, Pan adlı bir ayın yerçekiminden kaynaklanır. Pan Satürn'ü Encke boşluğu içinde yörüngede tutar. Yerçekimi, halkanın "içerideki" parçacıkların (Satürn'e daha yakın) daha küçük yörüngelere itilmesine ve "dışarıdaki parçacıkların (Satürn'den daha uzak) daha büyük yörüngelere itilmesine neden olarak Encke boşluğuna neden olur. Cassini tarafından çekilmiş ve Encke boşluğunu gösteren bir resim ekledim (sağdaki iki boşluktan daha büyük olanı). Boşluğun içinde Ay Pan'ı görebilirsiniz.

Aynı resimde solda, daha dar olan Keeler boşluğunu da görebilirsiniz. Keeler boşluğunun içinde zar zor görülebilen, yerçekimi Keeler boşluğunu temizlemekten sorumlu olan ay Daphnis'i görebilirsiniz.

Pan ve Daphnis de küçük uydulardır. Pan, Daphnis'in karşısında yaklaşık 16 mil, daha da küçük, sadece yaklaşık 4 mil çapında.

Şimdilik böyle olmalı. Daha sonra halka yapıları hakkında biraz daha bilgi göndereceğim. Bu arada herhangi bir sorunuz olursa bana bildirin.

Üstte: Satürn'ün çoban uydusu Pandora ve F halkası.

Üstte: Satürn'ün çoban uydusu Prometheus ve F halkası. F halkasındaki tellere dikkat edin.

Üstte: Satürn'ün A halkasındaki Encke boşluğunun içine gömülü uydusu Pan (sağda). Ay Daphnis, Keeler boşluğunun içinde zar zor görülüyor (solda).

BÖLÜM 5

TÜM YÜZÜKLERİN RESMİ

Üstte: Cassini uzay aracından görülen Satürn'ün arkadan aydınlatmalı resmi.

Üstte: Altyazılarla birlikte Satürn'ün arkadan aydınlatmalı resmi.

KONUŞMACILAR

Cassini uzay aracı 2004 yılında Satürn'e ulaştığında, parmaklıklar hiçbir yerde bulunamadı. Cassini tarafından döndürülen ilk resimlerin hiçbiri bu konuşmacı özelliklerini göstermedi, bu yüzden Voyager 2 Satürn'ü ziyaret ettiğinden beri ortadan kayboldular. O zamandan beri yeniden ortaya çıktıklarını gördük.

Konuşmacılar hakkında hala anlamadığımız çok şey var. Öğrendiğimiz şey, bunların bir mikrondan (1/1000 milimetre) daha küçük olan çok küçük toz parçacıklarından oluştuğudur. Konuşan parçacıkların negatif bir elektrik yüküne sahip olduklarına inanılıyor, bu da onları halkaların 50 mil kadar üzerinde gezdiriyor. Halkaların üzerindeki doğrudan güneş ışığı (henüz tam olarak anlaşılmayan nedenlerden dolayı) parmakların oluşumunu engelliyor gibi görünüyor, bu nedenle halkalar Güneş'e neredeyse kenardayken oluşma eğilimindeler. Aslında Cassini'nin onları ilk başta görmemesinin nedeni de buydu -- o sırada Güneş doğrudan halkaların üzerinde parlıyordu. Cassini o zamandan beri Satürn'ün halkalarında parmaklıklar gördü, çünkü Satürn yörüngesinde hareket etti ve halkalar Güneş'e daha yakın.

Teller, Satürn'ün manyetik alan çizgilerini takip ediyor gibi görünüyor, ancak bunun tam olarak neden hala araştırılıyor.

Teller çok kısa ömürlü özelliklerdir. Birkaç dakika içinde oluşurlar ve kaybolmadan önce sadece birkaç saat sürerler.

Konuşmacıların kökeni, bilim adamlarının hala araştırdığı başka bir şeydir. Bazıları halkalardaki meteoroid etkilerinin parmaklıklara neden olan bir toz bulutu ürettiğine inanıyor, ancak başka fikirler de var, bu yüzden henüz kimse tam olarak emin değil.

Gördüğünüz gibi, konuşmacılar hakkında henüz anlamadığımız çok şey var. Onları gördük ve ince tozdan oluştuklarını biliyoruz, ancak emin olduğumuz başka bir şey yok.

Umarım afiş iyi gelir. Her zaman olduğu gibi, herhangi bir sorunuz olursa bana yazmaktan çekinmeyin.

Yukarıda: Voyager 2 (Ağustos 1981) tarafından görüldüğü gibi, Satürn'ün halkalarındaki jant telleri. (Konuşmalar, halkalardaki koyu lekelerdir.)

BÖLÜM 6

YÜZÜK ÖLÇÜLERİ

Çap (bir halka boyunca mesafe): Mesafeleri genellikle 1 Satürn yarıçapının 60.268 kilometre = 37.449 mil olduğu Satürn yarıçapında ölçeriz. (Karşılaştırma için, Dünya'nın yarıçapı yaklaşık 6378 kilometre = 3963 mildir.) Size gönderdiğim ilk not setinde size her halkanın iç ve dış yarıçaplarını Satürn yarıçapında verdim. Dış yarıçapı 2 ile çarparsanız, bu size Satürn yarıçapında her halkanın çapını söyleyecektir. Halka çapını kilometre olarak bulmak için bu sayıyı 60.268 ile çarpın veya halka çapını mil olarak bulmak için 37.449 ile çarpın.

Bazen bu mesafeleri Dünya çapı birimleriyle ölçüldüğünde görselleştirmek daha kolaydır. Dünyanın yarıçapı 6378 km olduğundan, Dünya'nın çapı 2 ve çarpı 6378 = 12.756 km'dir. Yani tüm mesafeleri kilometre cinsinden 12.756'ya bölerseniz, Dünya çaplarında mesafeler elde edersiniz.

Bunu aşağıdaki tabloda yaptım. Bunları nasıl yapacağınızı anladığınızdan emin olmak için bu hesaplamalardan birkaçını kendiniz yapmayı denemek isteyebilirsiniz.

Yüzüklerin Çapları.
Yüzük Satürn yarıçapı kilometre Mil toprak çapları
D halkası 2.472 148,983 92,573 11.679
C halkası 3.054 184,059 114,369 14.429
B halkası 3.902 235,166 146,125 18.435
Bir yüzük 4.538 273,496 169,943 21.440
F halkası 4.652 280,367 174,212 21.979
G halkası 5.80 349,554 217,203 27.403
E halkası 16 964,288 599,181 75.593

Genişlik: Her halkanın genişliğini hesaplamak için benzer bir şey yapabilirsiniz. Bu durumda, bir halkanın "genişliği", dış yarıçapı eksi iç yarıçapıdır. Yine ilk not setinde size yolladığım tablodaki sayıları kullanarak şu sonuçları alıyorum:

Yüzüklerin Genişlikleri.
Yüzük Satürn yarıçapı kilometre Mil toprak çapları
D halkası 0.126 7,594 4,719 0.595
C halkası 0.288 17,357 10,785 1.361
B halkası 0.424 25,554 15,878 2.003
Bir yüzük 0.242 14,585 9,063 1.143
F halkası - - - -
G halkası 0.08 4,821 2,996 0.378
E halkası 5 301,340 187,244 23.623

Örneğin, ana halkaların (A,B,C) yaklaşık 21 Dünya çapı (A halkasının çapı) ve yaklaşık 4,5 Dünya çapı (A, B'nin genişliklerinin toplamı) olduğunu bulduk. , ve C halkaları).

Bunu görselleştirmeye yardımcı olmak için, aşağıda, ana halkaların boyutlarını gösteren bir resim ile birlikte, ölçek için Dünya'nın bir resmi gösterilmektedir.

Yukarıda: Ölçek için gösterilen Dünya ile ana halkaların boyutu.

BÖLÜM 7

HALKA DALGALARI

İki tür dalga vardır: "spiral yoğunluk dalgaları" ve "spiral bükülme dalgaları"

Spiral Yoğunluk Dalgaları

Spiral Bükme Dalgaları

Aşağıdaki Cassini görüntüsünde her iki dalga türü de görülebilir. Bu görüntüde (A halkasının yakın çekimi), Satürn resmin dışında, sol altta, yani sağ üste doğru baktığımızda Satürn'den uzaklaşıyoruz. Sol alt köşedeki şeritlerin modeline dikkat edin: Sağ üst köşeye (Satürn'den daha uzağa) doğru gidildikçe, bunların birbirine daha da yakınlaştığını görüyorsunuz. Bu, dalga boyunun artan mesafe ile azaldığı anlamına gelir, yani bunlar yoğunluk dalgalarıdır. Sağ üstteki bantlarda tam tersi örüntüyü fark ediyorsunuz: bunlar bükülen dalgalar.

Yukarıda: Satürn'ün A halkasındaki dalgalar. Sol alttaki bantlar spiral yoğunluk dalgaları, sağ üstteki bantlar ise bükülen dalgalardır. Bu görüntü 2004 yılında Cassini uzay aracı tarafından çekilmiştir. (Satürn sol altta kapalıdır.)


Satürn'ün Halkaları Nelerden Yapılmıştır?

Satürn'ün halkaları milyarlarca buz, toz ve kaya parçasından oluşur. Bu parçacıkların bazıları bir tuz tanesi kadar küçük, bazıları ise evler kadar büyüktür. Bu kaya ve buz parçalarının, gezegene ulaşmadan önce Satürn'ün güçlü yerçekimi tarafından parçalanan kuyruklu yıldızlar, asteroitler ve hatta uydular olduğu düşünülmektedir.

1655 yılında Christiaan Huygens Satürn'ün bir halka ile çevrili olduğunu öne süren ilk kişi oldu. Huygens, Galileo için mevcut olanlardan çok daha üstün, kendi tasarladığı 50 güç kırılmalı teleskop kullanarak Satürn'ü gözlemledi ve "[Satürn] ince, düz, halka ile çevrili, hiçbir yere değmeyen, ekliptik eğimli" diye yazdı Robert Hooke Satürn'ün halkalarının bir başka erken gözlemcisiydi ve halkaların üzerine düşen gölgelere dikkat çekti.

1675 yılında Giovanni Domenico Cassini Satürn'ün halkasının, aralarında boşluklar bulunan çok sayıda küçük halkadan oluştuğunu belirledi ve bu boşlukların en büyüğüne daha sonra Cassini Bölümü adı verildi. Bu bölünme, A Halkası ve B Halkası arasında 4.800 km genişliğinde bir bölgedir.

1787'de Pierre-Simon Laplace halkaların çok sayıda katı lüleden oluştuğunu ileri sürdü.

1859'da James Clerk Maxwell halkaların katı olamayacaklarını veya kararsız hale gelip parçalanacaklarını gösterdi. Halkaların, hepsi bağımsız olarak Satürn'ün yörüngesinde dönen çok sayıda küçük parçacıktan oluşması gerektiğini öne sürdü. Maxwell'in teorisinin doğruluğu 1895'te Allegheny Gözlemevi'nden James Keeler tarafından gerçekleştirilen halkaların spektroskopik çalışmalarıyla kanıtlandı.

Halkalar keşfedildikleri sıraya göre alfabetik olarak adlandırılır. Ana halkalar, C, B ve A gezegeninden dışa doğru, Cassini Bölümü ile birlikte, en büyük boşluktur ve B ve A Halkalarını ayırır. Daha yakın zamanlarda birkaç sönük halka keşfedildi. D Halkası fazlasıyla sönük ve gezegene en yakın. Dar F Halkası, A Halkasının hemen dışındadır. Bunun ötesinde, G ve E adında çok daha sönük iki halka vardır. Halkalar, tüm ölçeklerde, bazıları Satürn'ün uydularından kaynaklanan bozulmalarla ilgili, ancak çok açıklanamayan muazzam miktarda yapı gösterir.


Satürn bazen ” olarak adlandırılır.Güneş Sisteminin Mücevheri” çünkü yüzük sistemi bir taca benziyor. Halkalar iyi bilinir, ancak çoğu zaman 'Satürn'ün halkaları neyden yapılmıştır' sorusu ortaya çıkar. Bu halkalar, geçen kuyruklu yıldızlardan biriken toz, kaya ve buzdan, Satürn'ün uydularına göktaşı çarpmalarından ve gezegenin aylardan yerçekimi çeken malzemeden oluşuyor. Halka sistemindeki malzemelerin bazıları kum taneleri kadar küçük, diğerleri yüksek binalardan daha büyük, bazıları ise bir kilometreye kadar çıkıyor. Aylarla ilgili gizemi derinleştiren şey, her halkanın gezegenin etrafında farklı bir hızda dönmesidir.

Halka sistemine sahip tek gezegen Satürn değildir. Aslında tüm gaz devlerinin halkaları vardır. Satürn'ün halkaları en büyük ve en canlı oldukları için öne çıkıyor. Halkalar bir kilometreye kadar kalınlığa sahiptir ve gezegenin merkezinden 482.000 km'ye kadar uzanırlar.


Satürn Halkaları Şaşırtıcı Bir Şekilde Kararsız, Şiddetli

Cassini uzay aracı, hızlı yeniden düzenlemeler, çarpışan aycıklar ve bir oksijen atmosferi görüyor.

Bilim adamları yıllardır Satürn'ün halkalarının istikrarlı ve yavaş evrimleştiğini gördüler - güzel ama biraz sıkıcı. Artık değil.

Science dergisinin bu haftaki sayısında yayınlanan iki yeni araştırmaya göre, halkaların şimdiye kadarki en ayrıntılı görüntüsü, yörüngede dönen buz parçalarına çok farklı ve dinamik bir his veriyor.

NASA'nın Cassini yörünge aracı, halkaları pek çok dalga boyunda ve benzeri görülmemiş bir frekansta yakından görüntüleyerek bir dizi sürprizi ortaya çıkardı. Bunların arasında kendilerini hızla yeniden düzenleyen halkalar, yüksek hızlı çarpışmalar ve oksijen atmosferinden bahsetmiyorum bile.

NASA'nın Moffett Field'daki Ames Araştırma Merkezi'nden gezegen bilimcisi Jeff Cuzzi, "İşte bu dev kristal yapı, Dünya'dan aya olan mesafenin üçte ikisini uzatıyor, ancak bunun parçaları aylık veya haftalık zaman ölçeğinde değişiyor" dedi. Kaliforniya.

Satürn'ün en kalın halkalarının, örneğin A ve B'nin kenarları, örneğin, "bir tür ileri geri, bazen bir yolu ve bazen başka bir yolu işaret eden, bir tanktaki su gibi etrafta sallanan" dedi Cuzzi. yeni çalışmalar.

Bu hızlı eğrilen kenarların, halkaların yeni keşfedilen, akışkan benzeri doğasının altını çizdiğini söyledi.

Ayrıca, son araştırmalar, F adı verilen en ince, en dış halkada çarpışan arabalar gibi sıçrayan, birkaç kilometre büyüklüğünde düzinelerce gizemli aycık ortaya çıkardı.

Cuzzi, "Bu gülleler F halkasından geçerek nesnelerle çarpışıyor" dedi. "Bu şeyler nedir? Nereden geldiler?

"Bu bize özellikle istikrarlı bir durum gibi gelmiyor."

Satürn Halkalarının Çevresindeki Oksijen Atmosferi?

Bilim adamları ayrıca Satürn'ün halkalarının etrafındaki atmosferin büyük ölçüde oksijenden oluştuğunu keşfettiklerinde şaşırdılar.

Cuzzi, "Çoğu insan halka atmosferinin su molekülleri - H2O - ve bunların parçalanma ürünleri H [hidrojen] ve OH [hidroksil] olacağını düşündü." Dedi. Halka sisteminin hidrojen ve hidroksili oksijene çevirecek kimyaya sahip olacağı "çoğu kişi tarafından öngörülmemişti."

Keşif, Satürn'ün halkalarının uzun süredir devam eden gizemini çözmeye yardımcı olabilir: neden bazılarının kırmızı lekeli göründüğü.

Belki de halka kayalardaki metaller oksijenle etkileşime girdiğinde renk verilir, dedi. Dünyada buna bir adımız var: pas.

Satürn Halkaları Gezegen Doğumunun Anahtarlarını Tutuyor mu?

Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nden Cassini ekip üyesi Larry Esposito, Satürn'ün halkalarının gezegenlerin oluştuğu yıldızların etrafındaki tozlu, kayalık disklere çok benzediğini söyledi.

Halka sistemi aslında bir gezegen fidanlığı için makul bir kopya ise, Satürn gezegen disklerinin nasıl davrandığına dair anlayışımızı değiştirebilir. (Etkileşimli bir güneş sistemi haritasını keşfedin.)

Yeni Satürn araştırmalarından birinin ortak yazarı Esposito, Cassini'nin Satürn'ün halkalarına yakından bakışı sayesinde "gezegen disklerinde var olduğunu hayal bile edemeyeceğimiz yapıları ve fenomenleri görebiliyoruz" dedi.

Böyle bir fenomen, Esposito'nun Satürn'ün çevresinde gördüğü en şaşırtıcı şeylerden biri olarak adlandırdığı kümelenmedir. Cassini görüntüleri, yerçekiminin kayalık buz parçalarını geçici olarak birbirine bağladığını ve belki de 30 fit (10 metre) çapında süper yığınlar oluşturduğunu ortaya koyuyor.

"Daha kalın A ve B halkalarındaki dinamikler, bu hantal yapı nedeniyle düşündüğümüzden çok daha karmaşık" dedi ve "bu halkalar düşündüğümüzden daha büyük.

"Kütleyi bildiğinizde, halkaların kökeni hakkında bir şeyler söyleyebilirsiniz" dedi.

Ancak bu bilginin, Cassini'nin Satürn'de yıkıma doğru düşerken halkaların kütlelerini ölçeceği 2017 yılına kadar beklemesi gerekebilir.

Esposito, "Cassini, şu ana kadar, soruları düzeltmeye yardımcı oldu, ancak halkaların nereden geldiği ve ne zaman yaratıldığına ilişkin yanıtları sağlamadı" dedi. "Ve bu hala benim bir numaralı sorum."


James Clerk Maxwell, Satürn'ün halkalarının doğası üzerine

Astronomi'de, çözümlerinin insanlığa sağlayabileceği herhangi bir doğrudan avantajdan ziyade, bilinmeyen bir ilkenin olası bir örneği olarak, tuhaflıkları nedeniyle ilgimizi çeken bazı sorular vardır. Ay'ın eşitsizlikleri teorisi, ilk aşamalarında tüm mekanik öğrencilerinin ilgisini çekecek teoremler sunmasına rağmen, yalnızca Ay Tablolarını geliştirmeyi amaç edinebilenler tarafından takip edilebilecek olan hesaplama karmaşıklıklarına kadar takip edilmiştir. onların hayatları. Bu adamların emeklerinin değeri, Pratik Astronomi ve Navigasyondaki bu tür tabloların öneminin farkında olan herkes tarafından kabul edilmektedir. Sonuçların elde edildiği yöntemlerin sağlam olduğu kabul ediliyor ve bunları geliştirmenin emeğini ve değerini profesyonel astronomlara bırakıyoruz.

Satürn'ün Halkalarının ortaya çıkmasının önerdiği sorular, Astronomi'nin mevcut durumunda, matematikçiler arasında bu kadar büyük bir emek gerektiremez. Satürn'ün Halkalarının ne Astronomi'de ne de Navigasyonda pratik olarak kullanıldığının farkında değilim. Güneş sisteminin diğer bölümlerinin hareketi üzerinde kayda değer bir etki yaratmak için çok uzak ve kütle olarak çok önemsizdirler ve bu nedenle, bu durumda çok kesin olarak elde ettiğimiz hareketlerinin bu öğelerini belirlemek zordur. daha büyük mekanik öneme sahip cisimlerin

Ancak Yüzükleri tamamen bilimsel bir bakış açısıyla incelediğimizde, belki de daha az kullanışlı olan bu cisimler - sarmal bulutsular dışında, göklerdeki en dikkat çekici cisimler haline gelirler. O büyük kemerin gezegenin ekvatoru üzerinde herhangi bir görünür bağlantı olmaksızın sallandığını gerçekten gördüğümüzde, zihnimizi dinlendiremeyiz. Böyle olduğunu basitçe kabul edip, doğada gözlemlenen, kabul etmeyen veya açıklama gerektirmeyen gerçeklerden biri olarak tanımlayamayız. Ya hareketini mekaniğin ilkelerine göre açıklamalıyız ya da Satürn'ün alemlerinde açıklayamadığımız yasalarla düzenlenmiş hareket olabileceğini kabul etmeliyiz.

Laplace tarafından gösterildiğinden beri, tekdüze bir katı halkanın bir gezegen etrafında sürekli olarak dönemeyeceğini biliyoruz. Bu Denemede, kalıcı bir rotasyonu mümkün kılmak için gerekli olacak düzensizliğin miktarını ve niteliğini belirlemeyi öneriyoruz. Halkanın ağırlığının yaklaşık dört buçuk katı kadar ağır bir uydu ile bir noktada halkayı yükleyerek halkanın hareketinin stabilitesinin sağlanacağını bulacağız, ancak bu yük, gözlenen görünümle tutarsız olmasının yanı sıra Fazlalık veya kusurdaki çok küçük bir hata yüzüğü tekrar kararsız hale getireceğinden, başka yerlerde gözlemlenen doğal düzenlemelerle uyuşmak için çok yapay olarak ayarlanmalıdır.

Bu nedenle, katı bir halka teorisini terk etmek ve bağımsız uydulardan oluşan bir halka veya bir akışkan halka durumunda olduğu gibi, parçaları sıkı bir şekilde bağlı olmayan bir halka durumunu düşünmek zorunda kalıyoruz.

Artık halkanın tamamının veya herhangi bir parçasının gezegenin gövdesine çökmesi tehlikesi yoktur. Halkanın her parçacığı artık, gezegenden aynı ortalama uzaklıkta bulunan, ancak her biri hafif yer değiştirmelere maruz kalan bir uydu halkasının çekimiyle bozulan Satürn'ün bir uydusu olarak kabul edilmelidir. Halkanın parçalarının karşılıklı hareketi, gezegenin çekiciliğine kıyasla o kadar küçük olacaktır ki, halkanın hiçbir parçası bir uydu gibi Satürn'ün etrafında hareket etmekten asla vazgeçemez.

Ama şimdi önümüzde duran soru, katı halka ile ilgili olandan tamamen farklıdır. Şimdi, halkanın bir bütün olarak hareketinin yanı sıra, halkanın parçalarının biçimindeki ve dizilişindeki değişiklikleri hesaba katmamız gerekiyor ve halka orijinal biçimini tamamen yitirene kadar bu değişikliklerin birikmeyeceği konusunda henüz hiçbir güvencemiz yok. ve Satürn'ün etrafında dolaşan bir veya daha fazla uyduya çöker. Aslında böyle bir sonuç, gezegen sistemlerinin oluşumunun "nebula teorisinin" önde gelen doktrinlerinden biridir: ve güzel deneylerde "kılcal" kuvvetin etkisi altında sıvı halkalarının fiilen parçalanmasına aşinayız. M Yaylası.

Bu denemede, böyle bir yıkıcı eğilimin gerçekte var olduğunu, ancak halkanın dönüşüyle ​​bunun dinamik istikrar koşuluna dönüştürüldüğünü gösterdim. Satürn'ün Halkalarının bilimsel ilgisi şu anda esas olarak onların kararlılığı sorununa bağlı olduğundan, hareketlerini ayrıntılı bir hesaplama konusu olmaktan çok genel ilkelerin bir örneği olarak düşündüm ve bu nedenle kendimi bu parçalarla sınırladım. belirli bir hareket biçiminin sürekliliği sorunuyla ilgili olan öznenin

Dynamics'te çok genel ve çok önemli bir sorun var, çözümü bu Deneme'nin tüm sonuçlarını ve çok daha fazlasını içerecek. Bu şudur: "Herhangi bir malzeme sisteminin hareket denklemlerinin belirli bir çözümünü bulduktan sonra, çözüm tarafından belirtilen harekette hafif bir bozulmanın küçük bir periyodik değişime mi yoksa hareketin tamamen bozulmasına mı neden olacağını belirlemek için."

Soru, birçok değişkenli bir fonksiyonun maksimum veya minimum koşullarına bağlı hale getirilebilir, ancak Varyasyonlar Hesabı ile maksimumları minimumlardan ayırt etmeye yönelik testlerin teorisi, birkaç değişkenli fonksiyonlara uygulandığında çok karmaşık hale gelir, fiziksel mi yoksa soyut problemin mi önce çözüleceğinin şüpheli olduğunu düşünüyorum.

Şimdi, çeşitli türde akla gelebilecek halkaların matematiksel teorisinden çıkarabildiğimiz sonuçları bir araya getirelim.

Katı bir halkanın hareketinin kararlılığının, o kadar hassas bir ayarlamaya ve aynı zamanda o kadar simetrik olmayan bir kütle dağılımına bağlı olduğunu bulduk ki, tam koşul yerine getirilse bile, pek uzun sürmezdi ve eğer öyle olsaydı. deneyimin aksine, yüzüğün bir tarafının muazzam üstünlüğü kolaylıkla gözlemlenebilirdi. Bu kadar geniş bir cismin mekanik yapısından türetilen diğerleri ile birlikte bu düşünceler, bizi herhangi bir katı halka teorisinden vazgeçmeye zorlar.

We next examined the motion of a ring of equal satellites, and found that if the mass of the planet is sufficient, any disturbances produced in the arrangement of the ring will be propagated round it in the form of waves, and will not introduce dangerous confusion. If the satellites are unequal, the propagation of the waves will no longer be regular, but disturbances of the ring will in this, as in the former case, produce only waves, and not growing confusion. Supposing the ring to consist, not of a single row of large satellites, but of a cloud of evenly distributed unconnected particles, we found that such a cloud must have a very small density in order to be permanent, and that this is inconsistent with its outer and inner parts moving with the same angular velocity. Supposing the ring to be fluid and continuous, we found that it will be necessarily broken up into small portions.

We conclude, therefore, that the rings must consist of disconnected particles these may be either solid or liquid, but they must be independent. The entire system of rings must therefore consist either of a series of many concentric rings, each moving with its own velocity, and having its own systems of waves, or else of a confused multitude of revolving particles, not arranged in rings, and continually coming into collision with each other.

Taking the first case, we found that in an indefinite number of possible cases the mutual perturbations of two rings, stable in themselves, might mount up in time to a destructive magnitude, and that such cases must continually occur in an extensive system like that of Saturn, the only retarding cause being the possible irregularity of the rings.

The result of long-continued disturbance was found to be the spreading out of the rings in breadth, the outer rings pressing outwards, while the inner rings press inwards.

The final result, therefore, of the mechanical theory is, that the only system of rings which can exist is one composed of an indefinite number of unconnected particles, revolving round the planet with different velocities according to their respective distances. These particles may be arranged in series of narrow rings, or they may move through each other irregularly. In the first case, the destruction of the system will be very slow, in the second case, it will be more rapid, but there may be a tendency towards an arrangement in narrow rings, which may retard the process.

We are not able to ascertain by observation the constitution of the two outer divisions of the system of rings, but the inner ring is certainly transparent, for the limb of Saturn has been observed through it. It is also certain, that though the space occupied by the ring is transparent, it is not through the material parts of it that Saturn was seen, for his limb was observed without distortion which shows that there was no refraction, and, therefore, that the rays did not pass through a medium at all, but between the solid or liquid particles of which the ring is composed. Here then we have an optical argument in favour of the theory of independent particles as the material of the rings. The two outer rings may he of the same nature, but not so exceedingly rare that a ray of light can pass through their whole thickness without encountering one of the particles.

Finally, the two outer rings have been observed for 200 years, and it appears, from the careful analysis of all the observations by Struve, that the second ring is broader than when first observed, and that its inner edge is nearer the planet than formerly. The inner ring also is suspected to be approaching the planet ever since its discovery in 1850 . These appearances seem to indicate the same slow progress of the rings towards separation which we found to he the result of theory, and the remark, that the inner edge of the inner ring is most distinct, seems to indicate that the approach towards the planet is less rapid near the edge, as we had reason to conjecture. As to the apparent unchangeableness of the exterior diameter of the outer ring, we must remember that the outer rings are certainly far more dense than the inner one, and that a small change in the outer rings must balance a great change in the inner one. It is possible, however, that some of the observed changes may be due to the existence of a resisting medium. If the changes already suspected should be confirmed by repeated observations with the same instruments, it will be worth while to investigate more carefully whether Saturn's Rings are permanent or transitionary elements of the Solar System, and whether in that part of the heavens we see celestial immutability, or terrestrial corruption and generation, and the old order giving place to new before our own eyes.


How Old Are Saturn’s Rings?

Originally published in Creation 12, no 4 (September 1990): 40-41.

The rings around Saturn make it one of the most beautiful telescopic objects in the sky. Italian astronomer Galileo admired the planet almost 400 years ago, and wrote of its ‘peculiar appearance’ in 1610.

But it was 1655 before the beautiful ring structure around Saturn was identified—by Dutch astronomer Christian Huygens.

Since then, numerous researchers have added to our understanding of Saturn’s rings. In the 1980s, American space vessels Voyager 1 and 2 took close-up photographs of Saturn. They showed many hundreds of rings around our second-largest planet. The halo of rings is so enormous that 20 planet Earths side by side would still not quite reach the rings' width of more than 255,000 kilometres (160,000 miles).

Many astronomers have been puzzled about how the intricate details of Saturn’s rings could remain in place for billions of years—if indeed the solar system is that old. Even some evolutionist astronomers cannot believe the rings are as old as the ‘evolutionary’ age claimed for the solar system (about five billion years). They admit that the rings cannot be more than 100 million years old, so they propose that they formed from the break-up of a small moon that once circled Saturn.

Astronomer Wing-Huan Ip, from the Max Planck Institute for Astronomy, looked into the conditions necessary for a moon to break up. He says the combined mass of Saturn’s rings would amount to a moon at least 100 kilometres wide (Earth’s moon is 3,473 kilometres wide). Ip says that such a moon could be shattered by a comet only two kilometres across. Yet Ip calculates that such a ring-forming collision would not happen in 30 billion years . This is about twice the age claimed for the universe by most evolutionists.

Laurance R. Doyle (NASA) of Ames Research Center, and colleagues also support a relatively young age for Saturn's rings. They examined 14 images taken by Voyager’s cameras to find the reflectivity of Saturn’s brightest ring. They found that the particles forming the ring are most likely coated with fine, dust-like ice. They say that micro-meteoroids would gradually erode and darken the particle surfaces. Even if the grains began as pure ice they would be blackened after only 100 million years. ‘If the rings have existed… since the origin of the solar system’, they say, ‘they should be much darker than they presently are.’

From these claims, the problems for evolutionists are these:

  • Saturn is believed to be billions of years old, but the present condition of its rings means they can't be more than 100 million years old.
  • The universe is believed to be about 15 billion years old, but the circumstances which might form Saturn's rings could not possibly happen in this time.

It should be noted that if Saturn has had rings since the solar system was formed, this undermines belief in the long ages proposed by evolutionists.

The evidence is consistent with the creationist belief that Saturn and its rings were created recently.

(This article is based on information in Sky and Telescope , July 1989, pp 10-11.)


What causes the rings to sing?

Researchers were originally under the impression that the bigger planets in the solar system all had hot fluid in their interiors which would push heat outwards, but in Saturn’s case, there is the presence of heavier elements like rock and water ice beneath the lighter hydrogen and helium and this is obstructing the movement of the fluid and generating gravity waves.

It is these gravity waves that are causing Saturn to essentially ring like a bell and resonate this to the rings surrounding the planet.

The Cassini mission helped researchers realise that the rings of Saturn were also being subjected to the tremors from the planet’s oscillating gravitational field. They, in turn, discovered more than 20 waves in Saturn’s rings that were being caused by the centre of the planet. These waves only occur in certain areas of the rings but the effects of these are considerable.

Image via huffingtonpost.co.uk

What keeps Saturn’s rings in place?

The simple answer is gravity. Imagine each of the particles that make up Saturn’s rings as moons in orbit around the gaseous body of the planet. Each of these particles is in freefall – like the ISS is as it orbits around Earth.

These particles often collide with one another and are affected by the gravity of their parent planet. A combination of collisions and other such forces mean that Saturn’s rings tend to spread out. Particles that are closer in to the planet can often be found falling into the planetary atmosphere.

Saturn’s ring system is quite intricate, with each ring being kept in place by the gravitational force of shepherd moons, which ‘herd’ each of the particles to keep them in shape.

Keep up to date with theEn son reviews in All About Space –mevcut every month for just £4.99. Alternatively you can subscribeİşte for a fraction of the price!


Speed of Saturn's Ice Particles

  • topic starter

A question was posed to me I couldn't answer: If the rings of Saturn are made out of ice particles, they would then be orbiting Saturn. At what speed do they orbit, do they also revolve and do they all move at the same speed? Hiç bir fikrim yok. Anyone know?

#2 PeterA

#3 Guest_**DONOTDELETE**_*

  • topic starter

By slower, you mean longer period, right? The particles further from the planet are actually moving faster, but they take longer to go around. Or do I have this all backwards?

#4 Guest_**DONOTDELETE**_*

  • topic starter

#5 PeterA

their speed is slower and they take longer to go around the further they are from the planet.

it's actually pretty easy to calculate the speed of a circular orbit. The gravitational force on a body is
F=GMm/r^2, you set that to equal a centripetal force to keep the body going in a circle, F=mv^2/r.

v then equals sqrt(GM/r), where G is the gravitational constant, M is the mass of Saturn and r is the distance from the center of Saturn. If you make r bigger, the tangential velocity becomes smaller. it also takes longer because the circle diameter 2pi*r is longer.

You can also use Kepler's law that says bodies sweep out equal areas in equal times.

The complication is the 18 moons. They are exerting forces that are pulling the rings away from Saturn. The tidal forces that the moons and Saturn are exerting is preventing the mutual gravitational attraction of the particles from coming together in the zone that the rings are in.

#6 matt

Peter is right: just like any body orbiting another body, the farther out they are, the slower they move. As it's not a fixed body (the particles seem pretty far apart from each other) it's OK.

Whether they rotate is anyone's guess. But if we take the analogy of the asteroid belt, we could assume most of the larger ring 'parts' (the largest are estimated by radio measurement at 100m so they're not "particles" have rotation speeds and axes determined by the way the parts bang into each other now and then.

#7 David Knisely

Generally. the orbit of each ice particle depends on the distance from Saturn. Further away particles orbit slower. But, things are complicated by Saturns moons that keep the rings in a stable state. If it weren't for Saturn's moons, the particles in the rings would probably have come together to form moon(s) as well. It's pretty amazing how the whole system of rings and moons have developed into a stable system like that.

#8 David Knisely

A question was posed to me I couldn't answer: If the rings of Saturn are made out of ice particles, they would then be orbiting Saturn. At what speed do they orbit, do they also revolve and do they all move at the same speed? Hiç bir fikrim yok. Anyone know?

#9 Guest_**DONOTDELETE**_*

  • topic starter

I've been on this forum since 12/29/04 (as observed by the astute CN contributor who saw that all three initial posters joined the same day - that's creepy).

In any case, my wife has now become interested in this forum because she asked me the questions "How fast do the ice particles of Saturn's rings travel and "Why do the pictures of Saturn look so much like graphics and surrealistic (especially the ones from Cassini)"? She said that the rings look almost unreal, like a digital graphic and not a photo. I explained that in my opinion the reason it looks this ways is one, that Saturn and other gaseous planets lack the detail of Earth and therefore look more "odd" to our eyes. Big balls of gas don't seem real to us. Even pictures of the sun do seem somewhat "unreal" in my opinion. Secondly I told her that these photos are stacked from thousands of shots and manipulated so I felt that there is possibly some "interpretation" going on here as well as a "smoothing out" of the images. But I'm guessing here. Lastly, she asked why if these are particles, some as tall as 100 meters (that would be 300 feet or so, 30 stories, correct?) everything looks so smooth? Is it just that we are photographing so far away? But Cassini has done some very close fly bys (relatively) and I assume Cassini has scopes, not just cameras, so shouldn't we be resolving individual pieces 30 stories high? Or, she asks, does the speed of the particles (that's why she asked the speed question) play into it? I guessed no because even though they are traveling 50,000 miles an hour they are so far away from us that speed becomes insignificant. But would it not be significant for Cassini trying to photograph millions of objects traveling 30-50,000 miles an hour while Cassini itself is traveling 30,000 miles an hour (or whatever its speed is).

Bottom line is that we are not astronomers, even amateurs of any significance and would like to understand this. I couldn't answer my wife's questions.

Also, for the math explanation of orbits, we'll have to call our Engineer son to explain as my musician’s brain can read music but math is gobbledygook to me so if any one can dumb it down, that would be great!

-Steve and Lia (clueless and curious - my wife wants to point out the order of our signature descriptions)


Just How Thin Are Saturn’s Rings?

Note: A version of this article originally appeared on my Google Plus page, but rumor has it G+ may be going the way of phlogiston and N-rays. I didn’t want to lose this article, since it’s one of the coolest facts about our solar system, so I figured I’d update it and put it here on the blog. That way I can link to it when I talk about Saturn’s rings.

The planet Saturn is beyond question the jewel of the solar system. Its magnificent system of rings is awe-inspiring, composed of countless tiny particles of water ice, each orbiting the gas giant planet individually. Sculpted by the gravity of the planet and the orbital dances of dozens of moons, the rings are divided into a few major rings and binlerce of narrower ringlets.

Daha Kötü Astronomi

They’re also huge: The main ring system spans 300,000 kilometers (180,000 miles), and some fainter rings are cast even wider! But they're also amazingly flat. Seriously, gerçekten flat: Observations indicate they are only 10 meters (32 feet) thick in some places, up to as much as a kilometer (0.6 miles) in others.

That’s more than just flat. That’s practically two-dimensional! Let me show you why.

Let’s take the bigger number, and assume the rings are a kilometer thick. If the main rings are 300,000 kilometers across, that makes the thickness-to-width ratio 1 in 300,000, or 0.0000033.

How thin is that? Well, a common simile used for thinness is a sheet of paper (i.e., “paper thin”). But how thin is bu? A standard sheet of US writing paper has dimensions of 8.5 x 11 inches (about 22 x 28 cm) in width and height, and (for 20 pound paper) only about 0.004 inches (0.1 mm) in thickness.

Even if we use the larger dimension of 11 inches, the thickness-to-width ratio of a piece of paper is then 0.00036, over 100 times the ratio of Saturn’s rings!

In other words, to scale, a piece of paper is 100 times thicker than Saturn’s rings. And that’s using the thicker number for the rings, 1 km instead of 10 meters. If we go with the thinner number, the ratio jumps another factor of 100, so a piece of paper is 10,000 times thicker than Saturn’s ring, to scale!

Want to think of it another way? If you wanted to make a scale model of Saturn’s rings using paper, you’d have to use a sheet 10,000 x 11 inches = 1.7 miles across!

We’re using the wrong phrase. We should say something is “Saturn’s rings thin.”

It’s truly astonishing that a structure so huge, so vast—it stretches more than three-fourths of the distance from the Earth to the Moon!—can be so ethereally thin. But that’s physics at work. The particles forming the rings may have once had all different tilts as they orbited Saturn, but if they did, they would have collided with each other. The details are a bit complicated, but collisions would steal angular momentum from the particles, and their orbits would tend to flatten out. This kept happening until the particles were spread out so thinly that collisions stopped occurring, which happens when the rings were only a few times thicker than the size of the biggest particles in them—a few meters across. That’s why the rings are so thin.

Once again, processes in physics are both vast and subtle, and what seems surprising to our intuition is actually inevitable in reality. That’s one of the many reasons I rely more on science than on our own easily fooled human brains!

Science is a way of helping you understand the Universe, but it’s also a way of helping you trust it. It always follows its own rules.