Saturnus, de zesde planeet vanaf de zon. De ringen van Saturnus zijn een systeem van platte concentrische formaties van ijs en stof in het equatoriale vlak van de planeet. De planeet heeft zeven hoofdringen (A, B, C, D, E, F, G) en veel kleine ringen.
De opening van de ringen van Saturnus
1610 - Galileo Galilei was de eerste die de ringen van Saturnus zag met zijn 20x telescoop, maar herkende ze niet als ringen.
1655 - Christian Huygens, een wetenschapper uit Nederland, was de eerste die de ring herkende in de vreemde uitsteeksels die Saturnus vergezelden. Maar slechts 4 jaar later, ervan overtuigd dat hij gelijk had, vertelde hij aan de hand van de bladzijden van het boek "System of Saturn" dat Saturnus "omgeven is door een dunne, platte ring, die nergens iets aanraakt, neigt naar de ecliptica."
1675 - de directeur van het Observatorium van Parijs, Giovanni Domenico Cassini, ontdekte een zwarte streep in de ring (later zou het "de Cassini-divisie" worden genoemd). Ze sneed het in twee delen - ze werden ringen A en B genoemd. Hij was de eerste die aannam dat de ringen uit afzonderlijke deeltjes bestaan.
De oorsprong van de ringen
Promotie video:
Nu begonnen hypothesen na elkaar te verschijnen. Eeuwenlang hebben de mysterieuze ringen van Saturnus steevast de aandacht van astronomen getrokken. Hoe perfecter de telescopen werden, hoe complexer de structuur van de ringen leek. Tegenwoordig - met behulp van interplanetaire sondes die in de buurt van Saturnus zijn geweest - weten we er veel over. Naast de belangrijkste hebben astronomen al meer dan 100 duizend afzonderlijke ringen rond de planeet geteld. Ze verschillen in hun chemische samenstelling en kleur. De oorsprong van de ringen roept nog steeds veel vragen op. Onderzoekers blijven altijd nieuwe hypothesen naar voren brengen die de aard van de ringen verklaren.
Hypothesen
In de 19e eeuw veronderstelde de Franse astronoom Edouard Albert Roche dat een van de manen van Saturnus zo dicht bij de planeet was gekomen dat deze door getijdenkrachten uit elkaar werd gescheurd, en zijn puin vormde ringen die nu Saturnus omringen. Geen enkele satelliet die de zogenaamde "Roche-limiet" heeft overschreden, kan overleven; vroeg of laat zal het uiteenvallen en een nieuwe ring vormen, die zich later op de planeet zal vestigen. Hoe het ook zij, ringen, zo menen de aanhangers van deze hypothese, zijn tijdelijk. We hebben het geluk te leven in een tijd waarin meerdere grote planeten er tegelijkertijd door omringd zijn.
Volgens een andere hypothese zouden de ringen gevormd kunnen zijn na de botsing van een van de manen van Saturnus met een grote meteoriet. Veel puin dat na de botsing de omgeving van de planeet bezaaide, werd het materiaal waaruit de ringen werden gevormd. Uit berekeningen blijkt dat hun leeftijd niet ouder is dan 100 miljoen jaar.
Waar ringen van zijn gemaakt
We weten nu dat de ringen van Saturnus voor 90-95% uit waterijs bestaan. Maar de hemellichamen, die voor hen als materiaal zouden kunnen dienen, zijn voor minstens de helft samengesteld uit verschillende silicaten en metalen. Daarom moeten de ringen van Saturnus ook minstens enkele tientallen procenten van deze materialen bevatten. Alleen nieuwe hypothesen kunnen deze tegenstrijdigheid oplossen.
Maar wat als de ringen van Saturnus, net als de satellieten die er het dichtst bij staan, door dezelfde catastrofe werden gevormd? Deze versie is in 2010 naar voren gebracht door de Amerikaanse astrofysicus Robin Kanup. Hij suggereerde dat in het verre verleden een andere satelliet zo groot als Titan rond Saturnus draaide. Zijn kern bestond uit silicaten en ijzer, en een krachtige ijslaag bedekte hem. Hij naderde de planeet op een afstand gelijk aan de Roche-limiet, onder invloed van getijdenkrachten, gooide hij deze ijsschil eraf, en die, geleidelijk uiteenvallend in kleinere en kleinere delen, begon rond Saturnus te cirkelen en vormde talloze ringen. Wat betreft de ijzeren stenen kern van de satelliet, deze stortte in op Saturnus.
Volgens berekeningen wogen de ringen van Saturnus ooit duizenden keren meer dan nu. Echter, asteroïden en kometen, die er af en toe tegenaan botsten, sloegen een deel van het materiaal eruit. Het had de innerlijke satellieten van Saturnus kunnen vormen, bijvoorbeeld Tethys. Ondertussen vulden de silicaten en metalen in de asteroïden het materiaal van de ringen aan - zo verscheen de 5-10% onzuiverheden die daar werden gevonden.
Wanneer zijn de ringen gevormd?
Deze hypothese heeft echter, net als de andere genoemde, dezelfde nadelen. Na de vernietiging van een satelliet verschijnen bijvoorbeeld fragmenten van verschillende groottes - van ijsblokjes tot ijsbergen die zich tientallen kilometers uitstrekken. In feite is geen van de ijsschotsen die de ringen vormden niet langer dan 10 meter. Het is een andere kwestie of de ringen van Saturnus samen met de planeet verschenen! Dan - vanwege de krachtige tegenwerking van de zwaartekracht - zouden kleine stukjes ijs niet verloren kunnen gaan, zelfs niet in brokken ter grootte van een huis. Bovendien is de vernietiging van de satelliet nog steeds een ongeluk en zijn alle reuzenplaneten omgeven door ringen, daarom is het niet moeilijk om in willekeur te geloven. Veel astronomen geloven dat de ringen rond de planeten tegelijkertijd gevormd zijn.
Dus deze ringen zijn samengesteld uit materie die heeft overleefd sinds de opkomst van het zonnestelsel? Op dat moment draaide een enorme schijf van gas en stof rond de zon, waaruit de planeten na elkaar werden geboren. De overblijfselen van de lege ruimte - al deze ijs- en stofdeeltjes - draaiden nu rond tussen de nieuw geslagen planeten en rolden uiteindelijk neer in kluiten van satellieten. Maar ze kunnen alleen op enige afstand van de planeet ontstaan, anders zullen ze snel instorten. Daarom bleven er enige tijd fragmenten van een gasstofschijf in de buurt van de reuzenplaneten, die vervolgens afzonderlijke ringen vormden.
Door veelvuldige botsingen met elkaar en de invloed van krachtige getijdekrachten vormden al deze korrels en klonten nooit een enkele satelliet. Als deze versie correct is, wordt het materiaal van de ringen voortdurend aangevuld met materie van het oppervlak van de manen van Saturnus - anders zouden de ringen binnen enkele honderden miljoenen jaren kunnen verdampen.
Nieuwe ringen detecteren
Astronomen ontdekken ondertussen nieuwe ringen van Saturnus. Dus enige tijd geleden werd een voorheen onbekende enorme ring opgemerkt. In principe zijn de ringsystemen van reuzenplaneten vrij klein in vergelijking met de planeten zelf. Volgens astronomen is hun straal niet groter dan 5-10 stralen van de planeet. De straal van de grootste tot voor kort bekende ringen van Saturnus - de E-ring - was dus niet groter dan 10 stralen van Saturnus (de equatoriale straal is 60 duizend km).
Waarnemingen hebben aangetoond dat de buitenste ringen van Saturnus constant worden gevoed door stof dat ontsnapt uit het oppervlak van zijn satellieten na botsingen met micrometeorieten. Daaruit bestaat de ring, die pas in 2009 werd ontdekt, en heeft een straal van 100 tot 200 stralen van Saturnus, en hij wordt gevormd door stof dat van het oppervlak van Phoebe wordt geworpen, de meest verre en donkerste satelliet van de planeet. Ze hebben de nieuwe ring kunnen ontdekken dankzij de infrarode straling die ervan uitgaat. In tegenstelling tot andere ringen van Saturnus, bevindt het zich niet in het equatoriale vlak van de planeet, maar in het vlak van de baan waarlangs het rond de zon draait. De hoek tussen de twee vlakken is ongeveer 27 °.
De dichtheid van deze ring is slechts 20 deeltjes per kubieke kilometer (!). Volgens astronoom Anne Verbisker van de Universiteit van Virginia, die het onderzoek leidde, "zijn de deeltjes van de ring zo ver uit elkaar dat je het niet meteen merkt als je erin komt". Bovendien is de deeltjesgrootte vaak niet groter dan enkele micrometers.
Het lijkt erop dat de stofdeeltjes die uit deze ring vliegen, worden afgezet op het oppervlak van een andere satelliet van Saturnus, Iapetus, die er tegenover staat. Dit verklaart de vreemde verschijning van deze maan. Het is duidelijk verdeeld in twee helften, licht en donker. Volgens deskundigen varieert de hoogte van de stoflaag die een van de zijkanten bedekt, van 20 centimeter tot enkele meters.
Aanbevolen om te bekijken: "Het grootste mysterie van astronomen - hoe de ringen van Saturnus verschenen."
