Innehåll
Saturnus är omgiven av en skiva av stenar och isfragment som reser på koncentriska, nära cirkulära banor i planetens ekvatorplan. Sett från sidan är disken extremt tunn - bara några tiotals meter på platser. Sett framåt ger skivan utseendet på många koncentriska ringar på grund av systematiska förändringar i skivans egenskaper som en funktion av avståndet från planeten. Ringarna kan kännetecknas av ett antal parametrar, varav en är den genomsnittliga separationen mellan beståndsdelarna.
Ringpartiklar
Forskare använder det generiska uttrycket "partiklar" för att hänvisa till beståndsdelarna i ett planetarisksystem. Även om "partikel" antyder något mycket litet, är de största föremålen i Saturnus ringar betydande stenar eller isbitar - ofta många meter över. Ett helt spektrum av partikelstorlekar finns från dessa stora föremål ner till dammkorn. Antalet partiklar med en viss storlek är i ungefärliga termer omvänt proportionell mot partikelmassan: Med andra ord är små partiklar mer än stora partiklar.
Hur mycket är det i ringarna?
Saturns ringarnas täthet varierar avsevärt: Detta är en av orsakerna till den uppenbara bandningen av ringarna. Den enklaste parametern att beräkna direkt är ytdensiteten, mätt i gram per kvadratcentimeter. Detta kan delas med ringens tjocklek för att ge volymdensitet i gram per kubikcentimeter. En annan egenskap som forskare kan mäta kallas det optiska djupet, vilket indikerar hur opaka eller transparenta ringarna är. Optiskt djup är en funktion av ytdensitet och partikelstorlek, så att det senare kan dras - även om det inte observeras direkt - från mätningar av densitet och optiskt djup.
Avståndet mellan ringpartiklar
Jämfört med de flesta andra astronomiska föremål är is- och bergpartiklarna i Saturns ringar extremt nära varandra. I genomsnitt upptas cirka 3 procent av diskens totala volym av fasta partiklar, medan resten är tomt utrymme. Detta kan låta litet, men det betyder att den typiska separationen mellan partiklarna bara är drygt tre gånger deras genomsnittliga diameter. Om man antar ett värde av 30 centimeter för det senare skulle klipporna vara så nära en meter från varandra. Det finns emellertid ingen hård och snabb regel på grund av densitetsvariationer över ringarna och det stora spektrumet av partikelstorlekar.
Närkontakt
Ringpartiklarnas närhet till varandra innebär att kollisioner mellan dem inträffar ganska ofta, vilket leder till spridning av kinetisk energi. Den kumulativa effekten av oräkneliga kollisioner i det förflutna kan ses i skivliknande tunnhet på skivan och den nära cirkulariteten hos partikelbanor. Förutom fysiska kollisioner interagerar partiklarna med varandra gravitationsmässigt, liksom med Saturnus själv och dess många satelliter. Mycket av den fina strukturen som ses i Saturnus ringar kan förklaras med sådana gravitationsinteraktioner.