Som oppdaget ringene til Saturn. Hvorfor er det ringer rundt Saturn? Små satellitter av Saturn

Saturn, den sjette planeten fra solen. Ringene til Saturn er et system av flate konsentriske formasjoner av is og støv som ligger i planetens ekvatorialplan. Planeten har syv hovedringer (A, B, C, D, E, F, G) og mange små ringer.

Oppdagelse av Saturns ringer

1610 - Galileo Galilei var den første som så ringene til Saturn med teleskopet sitt i 20x forstørrelse, men gjenkjente dem ikke som ringer.

1655 - Den nederlandske vitenskapsmannen Christian Huygens var den første som gjenkjente en ring i de merkelige fremspringene som fulgte med Saturn. Men bare 4 år senere, etter å ha blitt overbevist om at han hadde rett, sa han fra sidene i boken "The Saturn System" at Saturn "er omgitt av en tynn, flat ring, som ikke berører noe sted, vippet mot ekliptikken."

1675 - direktøren for Paris-observatoriet, Giovanni Domenico Cassini, oppdaget en svart stripe inne i ringen (senere ville den bli kalt "Cassini-divisjonen"). Hun kuttet den i to deler – de begynte å bli kalt ringene A og B. Han var den første som foreslo at ringene består av individuelle partikler.

Opprinnelsen til ringene

Nå begynte hypoteser å dukke opp etter hverandre. I flere århundrer har de mystiske ringene til Saturn alltid tiltrukket seg oppmerksomheten til astronomer. Jo mer avanserte teleskopene ble, desto mer kompleks virket strukturen til ringene. I dag, ved hjelp av interplanetariske sonder som har besøkt Saturn, vet vi mye om dem. I tillegg til de viktigste, har astronomer allerede telt mer enn 100 tusen individuelle ringer som omgir planeten. De er forskjellige i deres kjemiske sammensetning og farge. Ringenes opprinnelse reiser fortsatt mange spørsmål. Forskere slutter aldri å legge frem nye hypoteser som forklarer ringenes natur.

Hypoteser

På 1800-tallet antok en astronom fra Frankrike, Edouard Albert Roche, at en av Saturns måner kom så nær planeten at den ble revet i stykker av tidevannskrefter, og dens rusk dannet ringene som nå omgir Saturn. Ingen satellitt som har passert den såkalte «Roche-grensen» kan overleve; før eller senere vil den gå i oppløsning og danne en annen ring, som deretter vil sette seg på planeten. Uansett er ringene, ifølge tilhengere av denne hypotesen, et midlertidig fenomen. Vi er heldige som lever i en tid hvor flere store planeter er omgitt av dem.

Ifølge en annen hypotese kunne ringene ha blitt dannet etter en kollisjon av en av Saturns måner med en stor meteoritt. Mange fragmenter som forsøplet planetens omgivelser etter kollisjonen ble materialet som ringene ble dannet av. Beregninger har vist at deres alder ikke er mer enn 100 millioner år.

Hva er ringene laget av?

Vi vet nå at Saturns ringer er 90–95 % vannis. Men himmellegemene som kan tjene som materiale for dem er minst halvparten sammensatt av forskjellige silikater og metaller. Derfor bør ringene til Saturn også inneholde minst flere titalls prosent av disse materialene. Bare nye hypoteser kan løse denne motsetningen.

Hva om ringene til Saturn, som de nærmeste satellittene, ble dannet på grunn av den samme katastrofen? Denne versjonen ble fremmet i 2010 av den amerikanske astrofysikeren Robin Kanup. Han foreslo at en annen satellitt så stor som Titan i en fjern fortid gikk i bane rundt Saturn. Kjernen besto av silikater og jern, og den var dekket med et kraftig isskall. Da han nærmet seg planeten i en avstand lik Roche-grensen, under påvirkning av tidevannskrefter, kastet han av seg dette iskalde skallet, og det, som gradvis brøt opp i mindre og mindre deler, begynte å sirkle nær Saturn og danne mange ringer. Når det gjelder jernsteinkjernen til satellitten, kollapset den på Saturn.

Ifølge beregninger veide Saturns ringer en gang tusenvis av ganger mer enn de gjør nå. Asteroider og kometer som tidvis krasjet inn i dem slo imidlertid ut noe av materialet. De indre satellittene til Saturn kan dannes av den - for eksempel Tethys. I mellomtiden fylte silikater og metaller inneholdt i asteroidene opp materialet til ringene - dette er hvordan 5-10% av urenhetene som ble funnet der dukket opp.

Når ble ringene dannet?

Imidlertid har denne hypotesen, som de andre nevnte, de samme manglene. For eksempel, etter ødeleggelsen av en satellitt, dukker det opp rusk av forskjellige størrelser - fra isbiter til isfjell som strekker seg titalls kilometer. Faktisk er ingen av isflakene som dannet ringene mer enn 10 meter lange. Det er en annen sak om Saturns ringer dukket opp sammen med planeten! Da, på grunn av tyngdekraftens kraftige motvirkning, ville små isbiter ikke kunne samle seg selv til klumper på størrelse med et hus. I tillegg er ødeleggelsen av en satellitt fortsatt en ulykke, og alle de gigantiske planetene er omgitt av ringer, så det er ikke veldig vanskelig å tro på en ulykke. Mange astronomer tror at ringene rundt planetene ble dannet samtidig med dem.

Så disse ringene er laget av materie som har blitt bevart siden opprinnelsen til solsystemet? På den tiden dreide en enorm skive av gass og støv rundt solen, fra materialet som planetene ble født etter hverandre. Restene av romforberedelsene - alle disse isbitene og støvflekkene - snurret nå blant de nylagde planetene, og rullet til slutt sammen til klumper av satellitter. Men de kan bare oppstå i en viss avstand fra planeten, ellers vil de raskt kollapse. Derfor, i nærheten av de gigantiske planetene, forble fragmenter av gass- og støvskiven i noen tid, som deretter dannet separate ringer.

På grunn av hyppige kollisjoner med hverandre, samt påvirkning av kraftige tidevannskrefter, dannet alle disse kornene og klumpene aldri en eneste satellitt. Hvis denne versjonen er riktig, blir ringenes materiale stadig fylt opp med materie fra overflaten til Saturns satellitter - ellers kan ringene fordampe i løpet av flere hundre millioner år.

Oppdager nye ringer

Astronomer oppdager i mellomtiden flere og flere ringer av Saturn. Så for en tid siden ble en tidligere ukjent enorm ring lagt merke til. I prinsippet er ringsystemene til gigantiske planeter ganske små sammenlignet med selve planetene. Ifølge astronomer overstiger ikke deres radius 5-10 radier av planeten. Radiusen til den største ringen til Saturn kjent inntil nylig - E-ringen - oversteg ikke 10 radier av Saturn (dens ekvatorialradius er 60 tusen km).

Som observasjoner har vist, mates de ytre ringene til Saturn konstant av støv som flyr fra overflaten av satellittene etter kollisjoner med mikrometeoritter. Dette er hva ringen består av, oppdaget først i 2009. Dens radius er fra 100 til 200 radier av Saturn, og den er dannet av støv som kastes ut fra overflaten til Phoebe, planetens mest fjerne og mørke satellitt. De var i stand til å oppdage den nye ringen takket være den infrarøde strålingen som kom fra den. I motsetning til andre ringer av Saturn, er den ikke plassert i ekvatorialplanet til planeten, men i planet til banen der den kretser rundt solen. Vinkelen mellom de to planene er omtrent 27°.

Tettheten til denne ringen er bare 20 partikler per kubikkkilometer (!). I følge astronom Anne Verbisker fra University of Virginia, som ledet forskningen, "er ringens partiklene plassert så langt fra hverandre at hvis du var inne i den, ville du ikke engang lagt merke til det med en gang." Dessuten overstiger partikkelstørrelsen ofte ikke flere mikrometer.

Det ser ut til at støvpartiklene som flyr ut av denne ringen legger seg på overflaten av en annen Saturns satellitt, Iapetus, som vender mot den. Dette forklarer det merkelige utseendet til denne månen. Den er tydelig delt inn i to halvdeler, lys og mørk. Ifølge eksperter varierer høyden på støvlaget som dekker en av sidene fra 20 centimeter til flere meter.

De er en av de mest slående egenskapene til solsystemet. De omgir den sjette planeten fra solen i merkelige konfigurasjoner, hver tusen miles bred, men bare noen få meter tykk.

Hva er Saturns ringer laget av?

Saturns ringer består hovedsakelig av is med noen steiner. Forskere har en bedre forståelse av dynamikken enn noen gang før takket være romfartøyet Cassini, som avslutter sitt oppdrag fredag ​​(15. september) med et stup inn i Saturns atmosfære etter 13 år i bane rundt planeten. I løpet av denne tiden sendte Cassini aldri tidligere sett fotografier av Saturns ringer tilbake til jorden, noe som ga forskere en nærmere titt på noen av de rare strukturene som ble funnet blant isen.

Ringene ble først oppdaget i 1610 av Galileo Galileo, som ganske enkelt kunne se dem med et teleskop. I dag har forskere identifisert syv separate ringer, hver med et navn. Bokstavnavnene er litt av en krangel fordi ringene fikk navnene sine i den rekkefølgen de ble oppdaget, ikke i den rekkefølgen de er fra planeten deres. Nærmest Saturn er den svake D-ringen, etterfulgt av de tre lyseste og største ringene: C, B og A. F-ringen er omgitt like utenfor A-ringen, etterfulgt av G-ringen og til slutt E-ringen.

Ifølge NASA når ringene en avstand på 282 000 kilometer fra planeten. De er for det meste nære naboer, med unntak av den 2720 kilometer brede Cassini mellom A og B, slik kalt fordi den ble oppdaget av den italienske astronomen Giovanni Domenico Cassini fra 1600-tallet. Til tross for den utrolige bredden på ringene er de tynne, bare 10 meter tykke de fleste steder og opptil en kilometer andre. For referanse er Saturn selv enorm - 764 jorder kan passe inn i den ringmerkede planeten.

Saturn og dens ringer

Skaleringen av Saturns ringer er laget av svært små partikler, litt mindre enn et sandkorn, ispedd en og annen fjellklump av is. Forskere mistenker at mange av partiklene er biter av ødelagte kometer eller døde måner, selv om deres eksakte opprinnelse og formasjon forblir et mysterium. Cassini-oppdraget var i stand til å spore kilden til noen av disse partiklene til planeten Enceladus' måne, som slipper ut gass og is i verdensrommet. Andre deler av ringene ser ut til å komme fra rusk fra noen av Saturns indre måner, som også spiller en rolle i gravitasjonsdannelsen til ringene. Disse månene går i bane rundt Saturns ringer, og i likhet med dem hjelper de med å skille ringene og begrense bredden. For eksempel er den indre kanten av A-ringen bestemt av gravitasjonspåvirkningen fra månen Mimas.

Ringene er veldig kalde. I 2004 målte romfartøyet Cassini dem på sin mørke side mellom minus 264,1 grader og minus 333,4 grader Fahrenheit (minus 163 grader og minus 203 grader Celsius). De er ikke så rosenrøde som noen astronomiske bilder gjør dem til å være: økende kontrast kan resultere i dramatiske portretter, og noen bilder bruker farger for å formidle informasjon om temperatur eller tetthet, men naturlige fargebilder viser en mykhet som varierer fra hvit til lys gul til litt rosa brun.

Tetthet av Saturns ringer

Hver ring har en annen tetthet, fra den tette B-ringen til den disige svakheten til G-ringen. De er veldig dynamiske, og på grunn av samspillet mellom partiklene i dem, er ringene langt fra glatte. Mimas er bare ett eksempel på en ringmerket hyrdemåne. En annen måne, Pan, sveiper gjennom det 200 mil brede Encke-gapet i A-ringen. Dette gapet i A-ringen vil forme seg til en kamskjell over månens 20 kilometer brede (20 km).

Noen ringer inneholder også skjeve trekk kalt "propeller", som er små kutt forårsaket av små månegroper uten gravitasjonspåvirkning for å åpne en sprekk, som Encke- eller Cassini-gapene. Et annet merkelig trekk ved ringene er "eikene", som ser ut som kiler eller linjer som roterer rundt ringene. I følge NASAs Cassini-oppdragsside er disse eikene konglomerater av de små ispartikler som svever over overflaten av ringen gjennom en elektrostatisk ladning. De er midlertidige og ble oppdaget av Cassini-oppdraget i 2005.

21.07.2015

Saturn, den sjette planeten fra solen, er et av de lettest observerte objektene for astronomer, mye takket være det omfattende og svært særegne ringsystemet. Saturns ringer har fascinert amatørastronomer i århundrer, og dateres tilbake til da folk først begynte å kikke inn i himmelen gjennom et teleskopokular.

Da Galileo Galilei først observerte Saturn i 1610, trodde han at disse ringene var gigantiske satellitter av planeten, plassert på motsatte sider av den. Ytterligere observasjoner utført av forskeren i løpet av de neste årene viste imidlertid at disse ringene endret form og til og med forsvant fullstendig ettersom hellingen deres i forhold til jorden endret seg.

Vi vet nå at Galileo observerte en «kryssing av ringenes plan». Saturns ekvator er skråstilt i forhold til planetens bane rundt solen i en vinkel på omtrent 27 grader (den tilsvarende helningsvinkelen for Jorden er 23 grader). Når Saturn kretser rundt solen, blir først den ene og deretter den andre halvkulen opplyst av solen etter tur. Denne helningen er ansvarlig for årstidene, akkurat som i tilfellet med jorden, og når høst- eller vårjevndøgn inntreffer på Saturn, faller solen inn i planet til ringsystemet, der planetens ekvator også ligger. Solens stråler lyser opp ringene på kanten, og den tynne stripen med ringer blir vanskelig å skjelne ved hjelp av teleskoper. Saturns ringer er veldig brede - de når 273 600 kilometer på tvers - men tykkelsen er ikke mer enn 10 meter.

I 1655 foreslo astronom Christiaan Huygens at disse merkelige kroppene var solide, skråstilte ringer, og i 1660 foreslo en annen astronom at ringene var sammensatt av små satellitter – en gjetning som ikke ville bli bekreftet i nesten 200 påfølgende år.

I løpet av romutforskningens tid passerte Pioneer 11-sonden gjennom planet til Saturns ringer i 1979. På 1980-tallet. Romfartøyene Voyager 1 og Voyager 2 ga et glimt av ringsystemet til den gigantiske planeten.

I 2004 gikk NASAs Cassini-Huygens-oppdrag inn i bane rundt Saturn for første gang og gjorde detaljerte observasjoner av ikke bare selve planeten, men også dens ringsystem.

Sammensetning og struktur

Ringene til Saturn består av milliarder av partikler, hvis størrelse varierer fra noen få millimeter til titalls kilometer. Disse ringene består hovedsakelig av vannis, og trekker også steinete meteoroider inn i systemet når de beveger seg gjennom verdensrommet.

Selv om det kan virke for en nybegynner amatørastronom at Saturn er omgitt av en enkelt, solid ring, er ringsystemet faktisk delt inn i flere deler. Disse ringene ble navngitt alfabetisk i henhold til datoene for oppdagelsen. Dermed kalles hovedringene, som beveger seg fra periferien av systemet til midten, henholdsvis A, B og C. Et 4700 kilometer bredt gap, kjent som Cassini Gap, skiller A- og B-ringene.

Andre, svakere ringer ble oppdaget etter hvert som teleskopteknologien ble forbedret. Voyager 1 oppdaget D-ringen nærmest midten av systemet i 1980. Ved siden av A-ringen, som omslutter den fra utsiden, er F-ringen, som igjen er dekket av G- og E-ringene, som ligger kl. en betydelig avstand fra de andre ringene i systemet.

Selve ringene inneholder et betydelig antall hull og strukturer. Noen av dem er skapt av Saturns mange små måner, mens andres natur fortsetter å forvirre astronomer den dag i dag.

Saturn er ikke den eneste planeten i solsystemet med ringer - Jupiter, Uranus og Neptun har også svake ringsystemer - men med sine måner, hvis system strekker seg tre fjerdedeler av avstanden fra Jorden til Månen (282 000 kilometer), er den utvilsomt danner det mest imponerende og observerbare systemet av ringer i solsystemet.

Slik ser de ut:

Saturns ringer er uvanlig tynne: selv om de er omtrent 250 000 kilometer i diameter, er de ikke mer enn 1,5 kilometer tykke. Saturn er omgitt av tre ringer (A, B og C), som, i likhet med planetens ekvator, er skråstilt til baneplanet i en vinkel på 26°45’. Det er også svakere ringer - D, E, F. Ved nærmere undersøkelse er det enda flere ringer.

De indre delene av ringene roterer raskere enn de ytre.

Den ytre ringen er atskilt fra midten av et mørkt gap - Cassini-gapet. Den midterste ringen er den lyseste. Den er også atskilt fra den indre ringen med et mørkt gap. Den indre mørke og gjennomskinnelige ringen kalles crepe. Kanten er uskarp, ringen forsvinner gradvis.

Disse ringene består av støv, isbiter og steiner. Deres størrelse varierer fra en centimeter til flere meter.

Hvorfor er ringene flate? Formen deres er resultatet av virkningen av to krefter: gravitasjon (attraksjon) og sentrifugal. Gravitasjonsattraksjon har en tendens til å presse dem fra alle kanter. Ringenes rotasjon hindrer kompresjon over rotasjonsaksen, men kan ikke forhindre at den flater ut langs aksen.

Hvor kom de fra? Det er to hypoteser om dette.

I følge den første teorien dukket ringene opp som et resultat av krasj av en uforsiktig satellitt, komet eller asteroide som nærmet seg Saturn. Ødeleggelsen av den "fremmede" kroppen kunne ha skjedd på grunn av påvirkningen fra tidevannskreftene til den gigantiske Saturn, som bokstavelig talt rev den "i filler" med sin kraftige tyngdekraft. Beregninger viste at dersom satellitten hadde dannet seg i samme avstand som ringene, ville den blitt revet i små fragmenter av tidevannskraft.

I følge en annen hypotese er Saturns ringer restene av en enorm sirkumplanetær sky. Satellitter har dannet seg fra de ytre områdene av denne skyen, mens de indre fortsatt er i en fragmentert tilstand, det vil si i form av ringer. De klarte ikke å danne satellitter på grunn av Saturns inkonsekvente tyngdekraft, de roterte og kolliderte for tilfeldig, og på grunn av dette ble de konstant knust, slik at de nådde en så løs tilstand at de smuldrer ved det minste sjokk.

Visste du...

Ringene til Saturn ble først oppdaget av Galileo Galilei i 1610. Han så et veldig uskarpt bilde gjennom teleskopet: Saturn så ut til å ha to ører, eller vedheng: Saturns ringer så ut som to disige flekker på sidene av planeten. Galileo trodde at dette kunne være store satellitter: «Jeg observerte den fjerneste av planetene som en trippel.» Som Galileo uttrykte det billedlig, lignet vedleggene "to tjenere som støtter gamle Saturn (tidens gud blant de gamle romerne) på hans trette reise over himmelen."

I tillegg til ringene har Saturn 62 satellitter. Den mest kjente og største er Titan. Det er den eneste satellitten i solsystemet der det er oppdaget en atmosfære.

Jeg var ferdig med skolen for ganske lenge siden, men astronomitimene mine er godt bevart i minnet. Jeg har alltid vært interessert i å høre historier om planetene i solsystemet. Det ytre rom lokker med sin skjønnhet og det ukjente. For eksempel, Saturn teller den vakreste planeten. Jeg skal fortelle deg hvorfor akkurat denne planeten fikk en slik tittel.

Ringer av Saturn

Det er flere planeter omgitt av ringer. Den mest kjente blant dem er Saturn. Det er ikke vanskelig å kjenne henne igjen. Saturn er omgitt av et helt system av ringformasjoner.Sammensatt de har lenge vært kjent:

• knust ispartikler;
• støv;
• romrester.

Ringer av Saturn godt synlig gjennom et teleskop fra jorden. Dette er mulig på grunn av at ispartikler har evnen til å reflektere sollys.

Saturns ringer er delt inn i syv klasser, angitt med de første engelske bokstavene i alfabetet: A, B, C, D, E, F, G. De tre første ringene A, B og C er best synlige fra jorden. Hvis vi vurderer disse ringene mer detaljert, så består hver av dem av tusenvis av små ringer. Hovedringene passer ikke alle tett sammen. Det er ganske store hull mellom dem.

Hvordan ble Saturns ringer dannet?

Spise to antakelser Hvordan ringene til planeten Saturn kunne ha oppstått. I følge den første antagelsen ble dannelsen av ringer forårsaket av krasj av en satellitt, asteroide eller komet, ligger nær Saturn. Slik ødeleggelse kunne ha skjedd på grunn av eksponering tidevannskraften til planeten. Den kosmiske kroppen kunne trekkes så nær henne at den rett og slett knuste i små biter.

I følge den andre hypotesen, ringer av saturn representere rester av en enorm sirkumplanetær sky. Det kan antas at store deler av det dannet seg planetens satellitter, og de små har fortsatt fragmentert utsikt. Dette skyldes det faktum at Saturn ikke har en konstant tiltrekning, og deler av skyen kunne ikke koble seg helt sammen, og derfor forblir i fragmentert form. Fotografiene av denne planeten er imponerende. Det er ikke for ingenting at de fleste forskere kaller Saturn den vakreste planeten.