A Szaturnusz az egyik legnagyobb és legtitokzatosabb bolygó a Naprendszerben. A Szaturnusz gyűrűi sok titkot rejtenek. Az emberiség kétszázötven éve próbál választ adni arra a kérdésre, hogy miért laposak és vékonyak. Amikor ezt a kérdést megválaszolták, több tucat új jelent meg. És minden új válasz újabb és újabb kérdéseket vet fel, amelyek a Naprendszer feltárásával folyamatosan szaporodnak.
Nyitógyűrűk
Galilei volt az első, aki 1610-ben látta meg a Szaturnusz gyűrűit egy távcsövön keresztül. De ezt a bolygó anomáliájának tekintette. Felfedezését latin anagrammával titkosította, ami fordításban így hangzik: "Megfigyeltem a legmagasabb hármas bolygót." 1656-ban Huygens először látott gyűrűt a Szaturnuszon. Azt írta, hogy a Szaturnuszt egy vékony lapos gyűrű veszi körül, amely sehol sem érintkezik a bolygóval, és az ekliptika síkjához hajlik. Giovanni Cassini 1675-ben megállapította, hogy ez nem egy folytonos gyűrű. Két gyűrűt látott, amelyeket térköz választ el. Ezt a teret később a Cassini felosztásának (vagy résének) nevezték el.
Kutatás 18-19évszázadok
A Szaturnusz további vizsgálatai nem hozták közelebb a tudósokat a gyűrűk szerkezetének és előfordulásuk okainak feltárásához. Rejtélyek most kerültek hozzá. Sokáig azt feltételezték, hogy a bolygónak két tömör és vékony gyűrűje van. Laplace, miután számításokat végzett a gravitációs mező hatását figyelembe véve, 1787-ben arra a következtetésre jutott, hogy sok ezer vagy millió gyűrű létezik. Úgy gondolta, hogy a gyűrűk tömörek, és tornakarikákra hasonlítanak.
E. Roche francia tudós meghatározta azt a minimális távolságot, amelyen belül a tárgyak a Szaturnusz gravitációs mezejének hatása alatt lehetnek. Megállapította, hogy 2,44 sugarú. (Később Roche limitnek hívták). Ennél közelebb minden szilárd vagy folyékony műholdat megsemmisít a gravitációs tér. A Szaturnusz gyűrűi ezen a sugáron belül helyezkednek el. A gyűrűk külső mérete a bolygó 2,3 sugara. Ha szilárdak vagy folyékonyak lennének, a gravitációs tér széttépné őket.
James Clerk Maxwell részt vett a gyűrűk fizikai szerkezetének tanulmányozásában. Eredményei arra utalnak, hogy a Szaturnusz gyűrűi apró részecskékből állhatnak. Honfitársunk, Sofia Kovalevskaya érdeklődött a probléma iránt. Bebizonyította, hogy a gyűrűk nem lehetnek sem szilárdak, sem folyékonyak. A Doppler-eltolódások tanulmányozása során D. Keeler és W. Campbell tudósok rájöttek, hogy a részecskék olyan pályákon mozognak, amelyek nem mondanak ellent az égi mechanika törvényeinek.
Kutatás a XX. században
A XX. század ötvenes éveiben spektrális elemzéssel megállapították, hogy a Szaturnusz gyűrűi sokfagyott víz. Nagyon fontos volt. Végül sikerült kitalálni, hogy miből állnak a Szaturnusz gyűrűi. A gyűrűkben a jégen kívül metánt, kénvegyületeket, hidrogént, ammóniát és vasvegyületeket találtak. Kivételes információkat szereztek az űrszondáktól. A Pioneer (1979) és két Voyager (1980 és 1981) elrepült a Szaturnusz mellett. 1997-ben kezdődött a Cassini-Huygens küldetés. A szonda egyedi információkat továbbított, amelyek elemzése még várat magára. A Huygens szonda leszállt a Szaturnusz legnagyobb holdjára, a Titánra, és az emberek a Földön egy másik világ hangjait hallották, hegyeket és síkságokat láttak.
A gyűrűk titkai
Ma sok információ gyűlt össze a Szaturnusz gyűrűiről. Egy végleges, következetes modell azonban még mindig nem létezik. Vannak kérdések, amelyek válaszra várnak. Gyűrűket fedeztek fel az Uránusz és a Neptunusz körül. Miért csak az aszteroidaövön kívül van egy ilyen képződmény, és nem a földi bolygókon? A gyűrűk kialakulásához vezető fizikai folyamatok nem tisztázottak. Hogyan történt a tömörítés, és miért alakult ki több száz egyedi struktúra? Hogyan nem tapadnak össze és nem keverednek a gyűrűk részecskéi? A gyűrűk mágneses tükör tulajdonságaival rendelkeznek. A körkörös polarizációjú elektromágneses hullámok visszaverődnek róluk. Az A gyűrűből kiszorul egy mágneses mező, a rádióhullámok erős visszaverődése észlelhető. A B körben küllők várnak magyarázatot. A gyűrűk fényereje alacsony, ami nem felel meg a számítottnak. A Szaturnusz gyűrűi közelében olyan légkört fedeztek fel, amelynek eredete nem tisztázott. látottaz úgynevezett sűrűségi hullámok és még sok más jelenség, amelyek magyarázatra várnak.
Hipotézisek
1986-ban felterjesztettek egy hipotézist a Szaturnusz gyűrűit alkotó jég szupravezető képességéről. A jég általában összetett képződmény, és a képződés körülményeitől függően eltérő tulajdonságokkal rendelkezhet. A szupravezetés jelenléte lehetővé teszi a Szaturnusz gyűrűinek konzisztens fizikai modelljének létrehozását, ami sok anomáliát megmagyaráz.
Hány gyűrűje van a Szaturnusznak?
Erre a kérdésre sincs végleges válasz. Ma 13 főgyűrű van. A latin ábécé betűivel nevezik őket: A, B, C, D stb. A gyűrűk közötti tereket osztásnak vagy résnek nevezzük. Vannak Cassini osztások, Huygens, Kuiper, Maxwell rések stb. A Szaturnusz gyűrűinek átmérője 146 ezer km-től 273 ezer km-ig terjed. 2009-ben fedezték fel Phoebus gyűrűjét, Rhea gyűrűjének létezését feltételezik. Átmérőjüket még nem határozták meg pontosan.
Megfigyelés a Földről
A Szaturnusz gyűrűi nem mindig láthatók a Földről. Ennek oka az a tény, hogy a Szaturnusz egyenlítője erősen hajlik a Nap körüli pálya síkjára, a gyűrűk pedig az Egyenlítő síkjában fekszenek. A Szaturnuszon egy év 29,5 földi évig tart, és a Szaturnusz napéjegyenlőségének időszakában a gyűrűi eltűnnek a földi szemlélő számára. Aztán körülbelül 7 évig láthatóak az egyik oldalon. A Szaturnusz napfordulója során elérik maximális látótávolságukat, majd fokozatosan csökkennek, amíg teljesen láthatatlanok lesznek.
A közelmúltbanA planetáris asztrofizika évek óta gyorsan fejlődik. A tudósok lehetőséget kaptak arra, hogy a bolygóközi szondák adatait – mint mondják – gyakorlatilag űrobjektumok érintésére használják fel. Az elkövetkező években a Szaturnusz gyűrűinek meg kell osztaniuk titkaikat az emberiséggel.
