Saturn má prstence. Proč jsou kolem Saturnu prstence? Muž, který definoval prstence Saturnu

Ale až se Saturnem se, dalo by se říci, stali jakousi „vizitkou“ této planety. Díky své jasnosti a kráse je Saturn jedinou planetou, která je zobrazena s prstenci, i když ve skutečnosti má také prstence, i když ne tak jasné a nápadné jako Saturn.

Kdo objevil prstence Saturnu

Saturnovy prstence poprvé spatřil v roce 1610 velký astronom, který vynalezl dalekohled, který se stal skutečnou vědeckou senzací té doby. Galileo Galilei ale nedokázal vysvětlit povahu a původ prstenů, od okamžiku jejich objevení zůstávaly pro lidstvo po staletí záhadou. Ano, zůstaly však dodnes, protože podrobné studium prstenců Saturnu, které provedla NASA v 80. letech minulého století s pomocí kosmických lodí Voyager 1 a Voyager 2, jen přidalo k záhadám.

Z čeho jsou vyrobeny Saturnovy prstence?

Podle vědců se prstence kolem Saturnu skládají z mnoha asteroidů a zničených satelitů, které byly zničeny před dosažením povrchu planety a doplnily myriády částic stejných prstenců.

Velikosti prstencových částic se mohou lišit od malých oblázků až po obrovské bloky velikosti hory. Každý prstenec se také otáčí kolem planety svou vlastní rychlostí. Zatím neexistuje přesná odpověď na to, na čem závisí rychlost Saturnových prstenců.

Fotografie Saturnových prstenců

Upozorňujeme na krásné fotografie Saturnových prstenců.

Kde získává Saturn své prstence?

Nyní ve vědě existují dvě teorie, které vysvětlují původ Saturnových prstenců. Podle prvního byly vytvořeny v důsledku havárie velkého meteoritu nebo neopatrného satelitu. Zkázu mohly způsobit silné gravitační vlivy Saturnu, které doslova roztrhaly určitý nebeský objekt na malé kousky.

V této věci je ale ještě jedna teorie, podle ní jsou prstence pozůstatky velkého cirkuplanetárního oblaku. Satelity Saturnu (je jich 62) vznikly z vnější části tohoto oblaku, zatímco vnitřní část zůstala ve formě kosmického prachu, ze kterého se nyní skládají slavné prstence.

Saturnův prstencový systém

Prsteny byly pojmenovány abecedně v pořadí, v jakém byly objeveny. Samotné prstence jsou umístěny poměrně blízko sebe, jedinou výjimkou je tzv. Kasini divize, která má mezeru v prostoru 4700 km. Toto je největší mezera oddělující kroužek A od kroužku B.

Zajímavost: prstenec F se nachází mezi dvěma satelity Saturnu: Prometheus a Pandora, vědci se domnívají, že tyto satelity mohou svými gravitačními vlivy měnit tvar prstenců.

Kolik prstenců má Saturn?

Dále se pokusme odpovědět na otázku o počtu prstenců Saturnu. Nyní astronomové objevili prstence D, C, B, A, F, G, E, přestože nejvzdálenější prstenec E není viditelný pro optické systémy; byl zaznamenán pomocí zařízení, která reagují na nabité částice a elektrická pole.

Prstence A, B a C lze nazvat hlavními prstenci planety, jsou dobře viditelné dalekohledem. Prstenec A je vnější kruh, kruh B je prostřední kruh a kruh C je vnitřní kruh. Prstence D, E a F jsou slabší a nejsou tak dobře vidět dalekohledem, zatímco prstenec E je zcela nemožný.

Ale to není vše, protože prstence zvané latinsky buky jsou velmi libovolné, protože při podrobnějším přiblížení uvidíme, že každý ze Saturnových prstenců se rozpadá na menší a ty na ještě menší části. V důsledku toho se počet Saturnových prstenců může blížit nekonečnu.

Barva Saturnových prstenců

Snímky Saturnových prstenců z kosmických lodí ukazují, že prstence mají různé barvy.

Sami to vidíte na obrázku. Vzhledem k tomu, že prstence září v důsledku odraženého slunečního světla, jejich záření by mělo mít sluneční spektrum. Ale to za předpokladu, že prsteny mají absolutní odrazivost. Ve skutečnosti jsou částice, které tvoří prstence, samy většinou tvořeny vodním ledem, s některými tmavěji zbarvenými nečistotami.

Video Saturnovy prstence

A na závěr zajímavý populárně-vědecký film o vzhledu prstenců Saturnu.

Od 17. století člověk kousek po kousku sbíral informace o prstencích Saturnu, podivném útvaru obklopujícím druhou největší planetu Sluneční soustavy. Šířka prstenců je obrovská: jsou pětkrát větší než průměr Země!

Od počátku vesmírného věku navštívilo Saturn pět kosmických lodí. Poslední z nich, Cassini, je stále v provozu. Díky jeho fotografiím se před námi postupně otevírá naprosto unikátní, fantasticky krásný snímek, který jinde ve Sluneční soustavě nenajdete.

Galileo, první člověk, který viděl Saturn dalekohledem, byl ohromen jeho vzhledem. Ne, prsten neviděl - první dalekohled poskytoval pouze 30násobné zvětšení a optika nebyla, mírně řečeno, příliš dobrá. Ale Galileo si všiml „uší“ kolem planety, které daly Saturnovi protáhlý tvar, a dlouho nemohl pochopit, co to je.

Nakonec usoudil, že jde o satelity planety. Jen o několik desetiletí později astronomové zjistili povahu těchto „uší“ a byli ohromeni. Tento snímek je jedním z prvních barevných snímků pořízených sondou Cassini NASA po příletu do systému Saturn v roce 2004. Velkolepé prstence po dobu 7 let budou na rozdíl od jiných jedním z nejzajímavějších objektů výzkumu v tomto vzdáleném systému.

Bod vyznačený na fotografii je naše planeta Země

Vlny uvnitř Enckeho mezery. To, že Saturn má více než jeden prstenec, se ukázalo již v 17. století, kdy italský astronom Cassini objevil štěrbinu po něm pojmenovanou. Později, jak se dalekohledy zdokonalovaly, astronomové nacházeli v prstenci obří planety stále více mezer. Ukázalo se, že místo pevného prstence je Saturn obklopen velkým množstvím prstenců a prstenců. Ukázalo se, že také Encke Gap, objevená v 19. století, není prázdná. Fotografie jasně ukazuje dva kroužky uvnitř Enckeho trhliny. Kromě toho byla v roce 1990 objevena Saturnova družice Pan, jejíž dráha procházela zcela uvnitř mezery. Tento pastýřský satelit vyčistil prostor v prstencích a jeho gravitační vliv generuje proměnlivé vlny a nepravidelnosti uvnitř Enckeho mezery. Snímek byl pořízen 7. října 2006 kosmickou sondou Cassini NASA.

Při pohledu na Saturnovy prstence z mírného úhlu můžete vidět mnoho mezer, štěrbin a štěrbin mezi prstenci. Samotné prstence se od sebe liší jak šířkou, tak jasem. Všimněte si hvězdičky na vzdáleném „konci“. Toto je 32kilometrový satelit Atlas; jeho oběžná dráha prochází mezi prstenci A a F.

Systém Saturn je jako miniaturní sluneční soustava. Satelity krouží kolem obří planety jako planety kolem Slunce. Je tu ale jeden podstatný rozdíl: Slunce tak luxusní prsteny nemá. Saturnovy prstence jsou velmi tenké. Jejich tloušťka je většinou jen pár metrů a každopádně nikde to není víc než 10 kilometrů. Prsteny jsou však schopny vrhat stíny. Na této fotografii můžete vidět, že stín z prstenů je na některých místech černý a jinde šedý. To znamená, že jinak propouštějí světlo.

Nejlepší způsob, jak pozorovat vlny v Saturnových prstencích, je prstenec F. Gravitační síla Promethea, 86kilometrového měsíce viděného na fotografii, narušuje strukturu prstence a vytváří diagonální formace. Snímek byl pořízen 30. srpna 2008 ze vzdálenosti 1,2 milionu km.

Dráha sondy Cassini byla zvolena tak, aby 3. března 2005 prstence zakryly Zemi. Poté Cassini vyslala na naši planetu tři rádiové signály o vlnových délkách 0,94, 3,6 a 13 centimetrů. Signály procházející Saturnovými prstenci byly poněkud zkreslené. Z těchto změn vědci získali představu jak o tloušťce prstenců, tak o materiálu, ze kterého jsou složeny. Tento snímek byl zkonstruován z rádiových měření Cassini mezery a prstence A. Ukázalo se, že prstenec A byl tlustý přibližně 10 km a ve vnějších prstencích a kolem Enckeho mezery byly pozorovány vlny hustoty generované pastýřskými měsíci. Falešné barvy poskytují informace o velikosti částic, které tvoří prstence. Fialová barva označuje částice menší než 5 cm v průměru. Zelené a modré barvy označují částice o průměru 1-5 cm a menším než 1 cm

Barevné nitě a stíny. Úžasný snímek se objevil před kamerami Cassini 30. července 2004, krátce po příjezdu do systému Saturn. Atmosféra plynového obra byla vymalována hladkými, klidnými tóny a tenké průsvitné prstence překračovaly jeho vlastní stín. Obrázek ukazuje prstenec C, který je nejblíže Saturnu, a širokou štěrbinu Cassini, kterou lze vidět i amatérským dalekohledem.

Nádherné odstíny zlata zvýrazňují vnitřní prsten B. Obrázek ukazuje štěrbinu Cassini, vyplněnou matnými a velmi úzkými prsteny. Okraje Cassiniho štěrbiny se zdají být rozmazané při pohledu z relativně krátké vzdálenosti.

Nejen, že prstence mohou vrhat stín na Saturn, ale Saturn může také vrhat stín na prstence. Podívejte se, jak ostrý a zřetelný je stín planety v prostoru bez vzduchu!

„Otevřela se propast plná hvězd...“ napsal velký Lomonosov o noční obloze. Nahraďte „hvězdy“ „měsíci“ a získáte obrázek zachycený sondou Cassini v systému Saturn. Na tomto nádherném obrázku vidíme až pět měsíců, Janus, Mimas, Pandora, Prometheus a Atlas (zleva doprava). A kdyby povolení dovolilo, všimli bychom si ještě pár dalších. Bohužel mnoho Saturnových měsíců je příliš malých pro velkoplošné malby. Jsou to jen nepravidelně tvarované kusy skal o průměru 5-15 km. Tento snímek byl pořízen 13. prosince 2008 pomocí blízkého infračerveného světla.

Podivné „paprsky“ v prstencích Saturnu. V prstencích Saturnu jsou pozorovány neobvyklé útvary - „paprsky“, což jsou světlé a tmavé pruhy probíhající napříč prstenci. Paprsky byly poprvé objeveny Voyagery. Zvláštní je, že tyto pásy se chovají jako jedno těleso, zatímco prstence Saturnu jedno těleso nejsou. Vnitřní vrstvy prstenců rotují kolem planety rychleji než vnější. Podle všech zákonů nebeské mechaniky by se „paprsky“ měly rychle zhroutit, ale to se nestane. Důvod jejich dlouhověkosti ještě astronomové uvidí.

Největší vinylová deska na světě. Prstence Saturnu byly odhaleny v celé své kráse kamerami Cassini 7. února 2008. V důsledku toho vidíme složitou mozaiku, spletitost mnoha oblouků, ve které se ztrácí obrovská Cassiniho puklina, oddělující hlavní prstence A a B. Ale úzká Enckeho puklina s jasnými okraji vlevo je dobře viditelná. Stejně jako ještě vzdálenější extrémně úzký prstenec F. Tento rozvětvený útvar s vlnami a smyčkami zcela vděčí za svou existenci pastýřským měsícům Pandora a Prometheus.

Saturn je jednou z nejvíce fascinujících planet pro profesionální i amatérské astronomy. Tato planeta nás nejvíce zajímá kvůli jejím charakteristickým prstencům. Přestože je nelze vidět pouhým okem, každý může vidět tyto působivé prstence i přes ten nejslabší dalekohled.

A přestože tento systém formací vidíme jako jeden masivní široký prstenec rotující na oběžné dráze planety, prstencový systém Saturnu se skládá z mnoha různých prstenců, které se od sebe liší hustotou, tloušťkou a šířkou.

Saturnovy prstence, složené převážně z ledu a prachu, jsou drženy na oběžné dráze složitými gravitačními vlivy plynného obra a jeho měsíců, z nichž některé jsou ve skutečnosti umístěny uvnitř prstenců.

Fakta o Saturnových prstencích se stávají ještě živějšími a reálnějšími, když je doprovází fotografie pořízené bezpočtem dalekohledů a kosmických lodí, které kolem nich prolétají. Přestože se lidstvo o prstencích od jejich prvního objevení před čtyřmi staletími hodně naučilo, vědci je nadále studují, aby rozšířili své znalosti.

Nechte se inspirovat jejich krásou a majestátností tím, že si přečtete těchto 25 faktů o Saturnových prstencích a uvidíte co nejvíce úžasných fotografií!

25. V roce 1610 se slavný astronom a nepřítel církve Galileo Galilei stal prvním člověkem, který namířil svůj dalekohled na Saturn. V blízkosti planety viděl podivné, rozmazané tvary. A protože jeho dalekohled nebyl dostatečně výkonný, neuvědomil si, že se jedná o prstence Saturnu.

24. Saturnovy prstence se skládají z miliard ledových částic a úlomků o velikosti od jednoho centimetru do deseti metrů.

23. Pouhým okem můžeme vidět pět planet: Merkur, Venuši, Mars, Jupiter a Saturn. Ale abyste viděli prstence Saturnu, budete potřebovat dalekohled s alespoň 20násobným zvětšením.

22. Prsteny jsou pojmenovány v abecedním pořadí podle data, kdy byly objeveny. Nejbližší prstenec planety je prstenec D, následovaný prstenci C, B, A, F, Janus/Epimetheus, G, Pallene a E.

21. Saturnovy prstence jsou považovány za pozůstatky prolétajících planet (většinou), asteroidů nebo rozpadlých měsíců - především proto, že 93 % jejich hmoty tvoří voda ve formě ledu s drobnými nečistotami.

20. První, kdo viděl a identifikoval prstence Saturnu, byl v roce 1655 holandský astronom Christiaan Huygens. Pak navrhl, že plynový obr má jeden tvrdý, tenký a plochý prstenec.

19. Zdrojem hmoty prstence E – ledu – je podle vědců šestý satelit Saturnu Enceladus, na jehož povrchu jsou aktivní gejzíry vyvrhující do vesmíru obrovské proudy vody. Tento satelit je pro nás velmi důležitý, protože pod jeho povrchem se údajně nachází oceán, ve kterém může existovat život.

18. Každý prstenec obíhá Saturn jinou rychlostí.

17. Saturnovy prstence jsou nejznámější ve sluneční soustavě, ale prstence má i další plynný obr Jupiter a ledoví obři Neptun a Uran.

16. Prstence planety mohou sloužit jako jakýsi historický záznam, který ukazuje, že jimi procházely komety a meteority na jejich srážkovém kurzu s planetou. Vědci studující prstenec C objevili v jeho vrstvách vlnky, o nichž se domnívají, že jsou způsobeny úlomky z komet nebo asteroidů.

15. Zatímco kometa může zanechat v prstencích díru, masivní těleso - vážící mezi 100 miliony a 10 miliardami tun - které se v roce 1983 srazilo s prstenci, způsobilo jejich zakolísání. Budou kolísat stovky let.

14. Částice uvnitř prstenců Saturnu se mohou někdy shromažďovat ve vertikálních shlucích a vytvářet formace vysoké více než 3 kilometry.

13. Saturn je po Jupiteru druhá nejrychleji rotující planeta, která se otočí kolem své vlastní osy za 10 hodin 34 minut 13 sekund. Kvůli své rychlosti získává planeta na rovníku konvexní tvar (a více zploštělý na pólech), což dále zdůrazňuje její prstence.

12. Zdá se, že úzký prstenec F (ačkoli se ve skutečnosti jedná o tři úzké prstence), který se nachází mimo hlavní systém prstenců Saturnu, má ohyby, zalomení a shluky. Vědci spekulují, že minisatelity se mohou zachytit ve struktuře, což prstenci dodává zkroucený a spletený vzhled.

11. Aby se robotická sonda Cassini dostala na oběžnou dráhu Saturnu, opatrně proletěla mezi prstenci F a G, než se stala umělým satelitem planety.

10. Mezery v prstenci A - Keelerova mezera a Enckeova mezera - mají své vlastní malé satelity: Daphnis uvnitř Keelerovy mezery a Pan uvnitř Enckeovy mezery.

9. Přestože Saturnovy prstence vrhají stín 280 000 kilometrů do vesmíru, obvykle nejsou silnější než 9 metrů.

8. V prstencích Saturnu byly objeveny útvary, které probíhaly napříč prstenci a vypadaly jako duchové, kterým vědci říkali „paprsky“. Převládající vědecký konsenzus je, že se jedná o elektricky nabité vrstvy drobných prachových částic, které se mohou vytvořit a rozptýlit během několika hodin.

Ačkoli vědci nechápou, co způsobuje jejich vznik, teorie zahrnují meteority zasahující prstence nebo paprsky elektronů z blesků v atmosféře Saturnu, které jsou vrženy do prstenců.

7. Druhý největší měsíc Saturnu, Rhea, může mít svůj vlastní prstencový systém. Prstence nebyly kolem Měsíce nikdy předtím objeveny a v současné době pro to existují slabé důkazy, ale známky zpomalení elektronů v blízkosti Rhea a přítomnost ledu na povrchu Měsíce (z prstencových ledových útvarů, které vypadnou z oběžné dráhy) nechávají tuto otázku nevyřešenou. .

6. Navzdory své zdánlivé velikosti jsou tyto prsteny ve skutečnosti docela lehké. Titan, největší z 62 měsíců Saturnu, tvoří více než 90 % celkové hmotnosti satelitů obíhajících tuto planetu.

5. Cassiniho dělení je prstencová mezera vytvořená mezi hlavními prstenci B a A, mezera ve vesmíru je 4700 kilometrů.

4. Některé satelity Saturnu – zejména Pandora a Prometheus – drží nejvzdálenější částice prstenců a brání jim v jejich vzdalování se od nich, tedy rozptylu v prostoru. Takové satelity se nazývají „pastýřské“ satelity, protože se zdá, že „pasou“ tyto částice.

3. Nedávno astronomové objevili nový obří prstenec kolem Saturnu. Tento prstenec se nachází mezi 3,7 a 11,1 miliony kilometrů od povrchu planety a je nakloněn o 27 stupňů vzhledem k rovině ostatních prstenců. Navíc k jeho rotaci dochází v opačném směru.

2. Nový prstenec je tak řídký, že jakmile je uvnitř, je těžké si ho všimnout, i když by se do něj vešla miliarda planet srovnatelných velikostí se Zemí. Prstenec byl objeven teprve nedávno, protože jeho studené částice (kolem -193 °C) lze spatřit pouze infračerveným dalekohledem.

1. Podle objevů učiněných v roce 2014 se vědci domnívají, že alespoň některé Saturnovy měsíce mohly vzniknout na hranicích jeho prstenců.

Snímky hranice prstence A ukazují, jaký by mohl být vznik malého satelitu pod vlivem gravitace. Protože mnoho Saturnových měsíců je ledových a ledové částice jsou hlavními složkami prstenců, existuje hypotéza, že měsíce byly tvořeny vzdálenými prstenci, které existovaly v dávné minulosti.

Za jeden z nejúžasnějších jevů sluneční soustavy je nepochybně třeba považovat prstence Saturnu. Ihned po jejich objevení měli astronomové první otázku: proč jsou ploché a tenké? Odpověď hledali téměř dvě stě padesát let a nakonec ji našli, ale mezitím se nashromáždily desítky nových otázek, které se jen dále množily, jak byla studována planeta a cirkumsolární prostor... Prsteny viděné dalekohledem jsou úžasné. Což zjevně vyvolává otázku: odkud se tyto prsteny vzaly? A proč jen Saturn?

V římské mytologii je Saturn bohem zemědělství. Spojován s řeckým bohem Kronem, který byl synem Urana a Gaie a otcem Dia (Jupitera). Kořenem anglického slova „saturday“ je Saturn.

Saturn je po Jupiteru druhá největší planeta sluneční soustavy. Stejně jako Jupiter je to plynný obr. Průměr Saturnu je 120 tisíc kilometrů, což je 10krát větší než průměr Země. S takovými rozměry je hustota Saturnu 8krát menší než hustota Země. To vede k úžasným vlastnostem tohoto obra, které jsou však vlastní všem plynným obrům. S hmotností 95krát větší než hmotnost Země je její objem 760krát větší! Atmosféru Saturnu tvoří mraky tvořené čpavkem. Na povrchu planety (pokud se to dá říci o plynném obrovi) zuří silné hurikány. Síla větru na rovníku dosahuje na naše poměry fantastických 1800 kilometrů za hodinu!

Saturn je znám již od pravěku. Galileo byl první, kdo to pozoroval dalekohledem v roce 1610; si do deníku napsal, že byl velmi překvapen svým podivným vzhledem. Interpretace raných pozorování planety byla komplikována skutečností, že Země každých několik let prochází rovinou Saturnových prstenců, což dramaticky mění vzhled snímků Saturnu s nízkým rozlišením. Tak tomu bylo až do roku 1659, kdy Christiaan Huygens správně vypočítal geometrii prstenů. Saturnovy prstence byly jediné ve Sluneční soustavě až do roku 1977, kdy byly kolem Uranu (a o něco později kolem Jupiteru a Neptunu) objeveny velmi slabé prstence.

Prstence planety jako první objevil italský astronom Galileo Galilei. Původně se předpokládalo, že planetu obklopují mraky plynu. O několik desetiletí později Huygens s pomocí pokročilejších přístrojů určil, že se jedná o prsten. Tehdejší úroveň rozvoje astronomie nám samozřejmě nedovolila podrobněji prozkoumat strukturu prstence. Opravdu, v té době prsten vypadal jednotně. Až o dvě století později vyšlo najevo, že prstenec se ve skutečnosti skládá z milionů malých částic. Následně se ukázalo, že kolem planety není jeden, ale několik prstenců.

Nakonec v minulém století navštívily dráhu Saturnu vesmírné sondy Pioneer 2 (1979), Voyager 1 (1980) a Voyager 2 (1981), které pomohly prozkoumat záhadné prstence zblízka.

Existují 3 hlavní prstence, pojmenované A, B a C. Jsou viditelné bez větších problémů ze Země. Existují i ​​slabší kroužky - D, E, F. Při bližším zkoumání je kroužků velké množství. Mezi kroužky jsou mezery, kde nejsou žádné částice. Jedna z mezer, kterou lze vidět průměrným dalekohledem ze Země (mezi prstenci A a B), se nazývá Cassiniho mezera. Za jasných nocí jsou dokonce vidět méně viditelné praskliny. Vnitřní části kroužků rotují rychleji než vnější.

Saturnův prstenec je tak široký, že pokud by něco takového bylo možné, mohl by se po něm válet Neptun nebo Uran. Nebo obojí najednou. Šířka prstence je 137 000 km. Prstenec je přitom silný jen pár desítek metrů.

Všechny prstence se skládají z jednotlivých kusů ledu různých velikostí: od zrnek prachu až po několik metrů v průměru. Tyto částice se pohybují téměř identickou rychlostí (asi 10 km/s, jejich rychlosti jsou tak dobře vyvážené, že sousední částice se vůči sobě zdají nehybné), někdy se navzájem srážejí. Pod vlivem satelitů se prstenec mírně ohýbá, přestává být plochý: jsou vidět stíny ze Slunce. Přesto se částice pomalu pohybují různými směry - rychlostí 1-2 mm/s.
Vzhled prstenů se rok od roku liší. To je způsobeno sklonem roviny prstenců k rovině oběžné dráhy planety. Rovina prstenců je skloněna k orbitální rovině o 26°. Proto je v průběhu roku vidíme co nejširší, poté se jejich zdánlivá šířka zmenšuje a asi po 15 letech se promění ve slabě rozeznatelný znak.

Voyager 1 nám umožnil podívat se blíže na strukturu prstenců. Mnoho štěrbin, kromě dlouho známé Cassini mezery, přimělo vědce k hypotéze o přítomnosti malých satelitů, jejichž oběžné dráhy leží uvnitř těchto štěrbin, a věřilo se, že takové satelity jako by shromažďovaly všechny částice, které jim leží v cestě. Voyager 2, který systematicky hledal takové satelity, však nic nenašel. Navzdory skutečnosti, že někteří astronomové stále očekávají, že najdou takovou koexistenci satelitu a mezery, četné studie vedly k závěru, že viníky vzniku mnoha mezer jsou skutečně satelity, ale pouze ty, jejichž oběžné dráhy leží mimo prstence. A mechanismus vzniku trhlin je úplně jiný.

Částice i satelity obíhají kolem Saturnu a řídí se Keplerovy zákony, z nichž zejména vyplývá, že čím dále je těleso od středu, kolem kterého se otáčí, tím delší je doba jeho otáčení. To znamená, že uvnitř prstenců závisí doba rotace částic kolem Saturnu pouze na vzdálenosti k planetě. Pro každý satelit existuje prstenec, pro který bude větší perioda rotace satelitu násobkem periody rotace částic umístěných v tomto prstenci. Řekněme, že oběžná doba satelitu je téměř přesně třikrát delší než oběžná doba částic. Tento satelit mění pohyb všech takových částic v pravidelných intervalech a nakonec opustí svou dráhu a vytvoří tenkou mezeru, téměř bez částic. Za každou mezerou je tedy vliv určitého satelitu, jehož „osobnost“ je snadno určitelná. Astronomové říkají, že družice tuto mezeru zakrývá. Zde se jako výraz používá slovo „pastýř“ a měsíce, které hlídají mezery v Saturnově prstenci, se nazývají „pastýři“.

Již první snímky prstenců přenášené Voyagerem 1 ukázaly mírné barevné variace prstenců, mezeru v prstenci C, přítomnost hmoty ve štěpení sondou Cassini a změny v distribuci a jasnosti hmoty v prstencích C a B Nejzajímavější detaily na prvních snímcích byly "paprsky" jsou radiální tmavé útvary, které protínají části jasného prstence B. Někdy byly "paprsky" pozorovány několik hodin, ačkoli vnitřní okraj prstence na základně "paprsku" " se otáčí kolem planety rychleji než vnější okraj v horní části "paprsku" a tyto útvary by se musely zhroutit.

Později byly pořízeny fotografie „paprsků“, jak se sluneční světlo rozptýlilo dopředu. Na těchto snímcích jsou oblasti paprsků světlé, nikoli tmavé jako na prvních snímcích pořízených se světlem rozptýleným zpět. To naznačovalo, že „paprskové“ oblasti obsahovaly velmi jemné prachové částice. Oblast, kde jsou „paprsky“ pozorovány, překrývá prstencovou zónu, která obíhá Saturn stejnou rychlostí jako jeho magnetické pole. To podle některých vědců může vysvětlovat stabilitu paprsků i přes různé rychlosti pohybu částic. Vědci předpokládali, že v důsledku interakce mezi těmito magnátskými částicemi a elektrostatickými silami se částice mohou koncentrovat v určitých oblastech nebo stoupat nad rovinu prstenců.

Pokud je prstenec nabitý, částice v něm by se měly vzájemně odpuzovat, ale gravitační síly je v prstenci udrží. U velkých částic je gravitační síla větší než odpudivá síla a zůstávají v prstenci, u malých částic je odpudivá síla větší a ty stoupají nad rovinu prstence. Byla vyslovena hypotéza, že magnetické pole planety ovlivňuje nabité malé částice nad prstencem B, „uspořádává je jako železné piliny“ nebo způsobuje jejich slepování. Jiná hypotéza vysvětluje existenci paprsků vlnovými jevy kolem prstence, které ovlivňují malé částice v dráze vlny. Mechanismus odpovědný za nabití prstenu je nejasný. Byly navrženy hypotézy, že k tomu dochází pod vlivem atmosféry Saturnu nebo vysokoenergetického ultrafialového záření ze Slunce.
Snímky ukázaly, že každý z dříve pozorovaných šesti prstenců Saturnu (D, C, B, A, F, E - v pořadí podle rostoucí vzdálenosti od planety) se skládá z velkého počtu úzkých prstenců. Věřilo se, že po úplném zpracování snímků mohou napočítat 500 - 1000 úzkých prstenů. Několik úzkých prstenců bylo také nalezeno v divizi Cassini, která byla dříve považována za prostor relativně bez hmoty.

Čas od času můžete vidět efektní podívanou – srážku dvou velkých částic. Zde se dva bloky velikosti zahradního domku začínají pomalu vzájemně dotýkat a přesouvat z povrchu celé závěje sypkého sněhu. Měli smůlu: vzájemný tlak při dopadu nevydrželi a pomalu se rozpadali. Typická „katastrofa“ pro prsteny s rychlostí milimetru za sekundu! Dva zbytky původních těles se dál pohybují a z nich vyvržené závěje, hrudky a sněhový prach se pomalu rozptýlí různými směry a jiskří v paprscích vzdáleného Slunce. Po několika dnech „poškozené“ částice opět porostou a zachytí a pohltí obrovské množství menších sněhových koulí v prstencích.
Prstenec C je nejméně jasný ze tří „klasických“ prstenů (A, B a C). Zřejmě je tam látka více rozptýlena. Nejjasnější je prstenec B, kde by hustota hmoty měla být největší. V prstenci B jsou částice umístěny tak hustě, že když proletíme uprostřed, ztratíme hvězdy z dohledu.
Kromě klasických prstenců ukazují snímky přenášené Voyagerem 1 prstenec D nejblíže planetě. Předpokládá se, že byl tvořen materiálem, který pronikl bariérou tvořící vnitřní okraj prstence C.

Prstenec F, soudě podle obrázků, může mít poněkud eliptický tvar: některé části tohoto tenkého prstence jsou umístěny blíže planetě než jiné části. Zdá se, že tento prsten je tvořen dvěma, možná třemi, volně propletenými „vlákny“. Pro vědce je obtížné tento jev vysvětlit. Jednou z hypotéz je, že protože prstenec F je tvořen prachovými částicemi, mohly by získat elektrický náboj ze slunečního světla nebo částic pocházejících ze slunce a stát se miniaturními elektromagnety. V tomto případě může jejich interakce s magnetickým polem Saturnu vést k propletení prstenců. Kolem prstence F byly nalezeny shluky látky. Jeden z nich byl tak hustý, že byl zpočátku mylně považován za satelit. Následný rozbor ukázal, že se jedná o oblast koncentrace hmoty s charakteristickou velikostí 100 - 200 km.

Původ prstenů

Dlouho se věřilo, že se k Saturnu přiblížil neopatrný satelit a jeho slapové síly ho roztrhaly na kusy. Data Voyageru však tuto lidovou víru vyvrátila. Nyní bylo zjištěno, že prstence Saturnu (a také jiných planet) jsou pozůstatky obrovského cirkumpanetárního oblaku dlouhého mnoho milionů kilometrů.
Satelity vznikly z vnějších oblastí tohoto oblaku a ve vnitřních oblastech byla tvorba satelitů „dokončena“. Protože se rychlost vzájemných srážek při přiblížení k planetě zvyšuje, v blízkosti každé planety existuje oblast, kde se částice, které dosáhly určité velikosti, začnou rozpadat při vzájemných srážkách. Miliardy let kolizí – a 10metrové částice dosáhly tak volného stavu, že se při sebemenším nárazu drolí rychlostí mm/s. Jakákoli velká částice prochází celým cyklem od zničení po obnovu během několika dnů nebo týdnů.
Tato vzájemná konkurence, která brání vzniku velkých satelitů, slábne se vzdáleností od planety a v určité vzdálenosti se část hmoty mění v satelity a část je stále v roztříštěném stavu – ve formě prstenců. Mimochodem, prstence za dobu své existence provedly již bilion revolucí – mnohem více než satelity nebo planety na svých drahách. Celková hmotnost ledových prstenců Saturnu je srovnatelná s hmotností jeho satelitu Mimas, jehož poloměr je 200 km.

Proč jsou prsteny ploché? Jejich zploštění je výsledkem konfrontace dvou hlavních sil: gravitační a odstředivé. Gravitační přitažlivost má tendenci stlačovat systém ze všech stran a rotace brání stlačení přes osu rotace, ale nemůže zabránit zploštění podél osy. To je původ různých kosmických disků, včetně planetárních prstenců.

01.02.2018 21:37 2484

Proč má Saturn prstence?

Planeta Saturn je druhá největší planeta naší sluneční soustavy a šestá nejvzdálenější od Slunce. Tuto planetu pravděpodobně znáte díky tajemným prstencům, které obklopují Saturn.

Co tyto prsteny představují a proč jsou potřebné?

Teď to zjistíme.

Saturnovy prstence obklopují planetu na rovníku – tedy ve středu planety. Jejich průměr je přibližně 250 000 km. Navíc tloušťka prstenců je pouze 1,5 km.

Prstence Saturnu poprvé spatřil v dalekohledu italský astronom Galileo Galilei v roce 1610. Předpokládal však, že po stranách planety vidí neznámé vybouleniny. Skutečnost, že Saturn má prstence, navrhl holandský astronom Christian Hugens, zkoumající planetu pomocí výkonnějšího dalekohledu.

Vědci označili největší prstence písmeny A, B a C. Po nich byly objeveny další tři prstence. Astronomové je pojmenovali D, E a F. Dnes vědci zkoumají Saturn pomocí umělé družice Cassini. Podařilo se jim objevit mnohem více prstenců kolem této neobvyklé planety!

Saturnovy prstence se skládají z kusů ledu a kamení. Jejich velikost může být velikost fotbalového míče, nebo velikost dvoupatrového domu! Sluneční paprsky dopadající na ledové oblázky se odrážejí a v prostoru vzniká neobvyklá záře. To je důvod, proč jsou Saturnovy prstence tak jasné, že je lze vidět v dalekohledu.

Na otázku, jak tyto prstence vznikly, neexistuje přesná odpověď. Vědci naznačují, že Saturn se kdysi srazil s velkým kosmickým tělesem. Možná jeden z jeho společníků. Saturn nebyl při dopadu poškozen, ale druhé vesmírné těleso se roztříštilo na mnoho úlomků. Nyní tyto úlomky obíhají kolem planety díky gravitační síle Saturnu. Existuje předpoklad, že prstence Saturnu jsou fragmenty jeho bývalého satelitu. Vlivem gravitačních sil Saturnu se satelit zhroutil a jeho úlomky se začaly točit kolem planety. Někteří vědci se domnívají, že asteroidy a kusy ledu obklopující Saturn jsou pozůstatky cirkuplanetárního oblaku (kosmického prachu). Jeho vnější části se staly satelity Saturnu, zatímco vnitřní části zůstaly ve formě prstenců.

Mimochodem, věděli jste, že kromě Saturnu mají prstence také Jupiter, Uran a Neptun? Ale nejsou tak velké a ne tak světlé. Lze je vidět pouze velmi výkonným dalekohledem.