Saturn, šiesta planéta od Slnka. Krúžky Saturnu sú sústavou plochých sústredných útvarov ľadu a prachu, ktoré sa nachádzajú v rovníkovej rovine planéty. Planéta má sedem hlavných (A, B, C, D, E, F, G) a veľa malých prstencov.
Otvorenie prstencov Saturnu
1610 - Galileo Galilei ako prvý uvidel prstene Saturna vo svojom ďalekohľade pri 20-násobnom zväčšení, nerozpoznal ich však ako prstene.
1655 - Christian Huygens, vedec z Holandska, ako prvý spoznal prsteň v podivných výčnelkoch, ktoré sprevádzali Saturn. Ale až o 4 roky neskôr, presvedčený, že má pravdu, zo stránok knihy „Systém Saturna“povedal, že Saturn „je obklopený tenkým, plochým prstencom, ktorý sa nikde nedotýka, sklonený k ekliptike“.
1675 - riaditeľ parížskeho observatória Giovanni Domenico Cassini objavil vo vnútri prstenu čierny pruh (neskôr nazývaný „divízia Cassini“). Rozrezala ho na dve časti - začali sa nazývať krúžky A a B. Ako prvý vytvoril predpoklad, že krúžky pozostávajú zo samostatných častíc.
Pôvod prsteňov
Propagačné video:
Teraz sa začali postupne objavovať hypotézy. Už niekoľko storočí priťahujú tajomné prstence Saturnu astronómovia neustále pozornosť. Čím dokonalejšie boli ďalekohľady, tým zložitejšia bola štruktúra prstencov. V dnešnej dobe - pomocou medziplanetárnych sond, ktoré boli blízko Saturnu - vieme o nich veľa. Okrem hlavných už astronómovia spočítali viac ako 100 tisíc samostatných prstencov obklopujúcich planétu. Líšia sa chemickým zložením a farbou. Pôvod prsteňov stále vyvoláva veľa otázok. Vedci nikdy neprestávajú predkladať všetky nové hypotézy vysvetľujúce podstatu prsteňov.
Hypotézy
V 19. storočí francúzsky astronóm Edouard Albert Roche vyslovil hypotézu, že jeden zo Saturnových mesiacov sa dostal tak blízko k planéte, že bol roztrhaný prílivovými silami a jeho trosky vytvorili prstence, ktoré teraz obklopujú Saturn. Nemôže prežiť ani jeden satelit, ktorý prekročil takzvaný „Roche limit“; skôr či neskôr sa rozpadne a vytvorí sa ďalší prstenec, ktorý sa neskôr usadí na planéte. Nech je to akokoľvek, krúžky, veria priaznivci tejto hypotézy, sú dočasné. Máme šťastie, že žijeme v dobe, keď je nimi obklopených niekoľko veľkých planét.
Podľa inej hypotézy sa prstence mohli vytvoriť po zrážke jedného zo Saturnových mesiacov s veľkým meteoritom. Mnoho zvyškov, ktoré po zrážke posypali okolie planéty, sa stalo materiálom, z ktorého sa vytvorili prstence. Výpočty ukázali, že ich vek nie je vyšší ako 100 miliónov rokov.
Z čoho sú vyrobené krúžky
Teraz vieme, že prstence Saturnu sú z 90–95% tvorené vodným ľadom. Ale nebeské telesá, ktoré by im mohli slúžiť ako materiál, sú minimálne z polovice zložené z rôznych kremičitanov a kovov. Preto by prstence Saturnu mali obsahovať aj najmenej niekoľko desiatok percent týchto materiálov. Tento rozpor môžu vyriešiť iba nové hypotézy.
Čo však v prípade, že prstence Saturna, podobne ako satelity, ktoré sú k nemu najbližšie, vznikli kvôli rovnakej katastrofe? Túto verziu predložil v roku 2010 americký astrofyzik Robin Kanup. Naznačil, že v dávnej minulosti sa okolo Saturnu krútil ďalší tak veľký satelit ako Titan. Jeho jadro tvorili kremičitany a železo a zakrývala ho silná ľadová škrupina. Približujúc sa k planéte vo vzdialenosti rovnajúcej sa Rocheovej hranici, pod vplyvom slapových síl odhodil túto ľadovú škrupinu a tá sa postupne rozpadala na menšie a menšie časti a začala krúžiť okolo Saturnu a vytvárať početné prstence. Pokiaľ ide o železné kamenné jadro satelitu, zrútilo sa to na Saturn.
Podľa výpočtov prstence Saturnu kedysi vážili tisíckrát viac ako teraz. Asteroidy a kométy však občas do nich narazili, časť materiálu vyrazili. Mohlo to vytvoriť vnútorné satelity Saturnu - napríklad Tethys. Medzitým kremičitany a kovy obsiahnuté v asteroidoch doplnili materiál prstencov - takto sa objavilo 5 - 10% nečistôt, ktoré sa tam našli.
Kedy vznikli prstene?
Avšak táto hypotéza, rovnako ako ostatné uvedené, má rovnaké nevýhody. Napríklad po zničení satelitu sa objavia fragmenty rôznych veľkostí - od kociek ľadu až po ľadové hory tiahnuce sa desiatky kilometrov. V skutočnosti žiadna z ľadových kryh, ktoré tvorili prstence, nie je dlhá viac ako 10 metrov. Je iná vec, ak sa prstence Saturna objavili spolu s planétou! Potom - kvôli silnej gravitácii - by sa malé kúsky ľadu nedokázali stratiť ani v kusoch veľkosti domu. Zničenie satelitu je navyše stále nehoda a všetky obrovské planéty sú obklopené prstencami, preto nie je veľmi ťažké uveriť náhodnosti. Mnoho astronómov verí, že prstence okolo planét vznikali súčasne.
Takže tieto prstence sú zložené z hmoty, ktorá prežila od vzniku slnečnej sústavy? V tom čase sa okolo Slnka otáčal obrovský disk plynu a prachu, z materiálu ktorého sa planéty rodili jedna za druhou. Zvyšky vesmírnych polotovarov - všetky tieto ľadové a prachové častice - sa teraz otáčali medzi novo razenými planétami a nakoniec sa kotúľali do hromad satelitov. Môžu ale vzniknúť iba v určitej vzdialenosti od planéty, inak sa rýchlo zrútia. Preto po istý čas zostali v blízkosti obrovských planét fragmenty disku s plynovým prachom, ktoré následne vytvorili samostatné prstence.
Kvôli častým vzájomným zrážkam, ako aj vplyvom silných slapových síl, všetky tieto zrná a hrudky nikdy nevytvorili jediný satelit. Ak je táto verzia správna, materiál prstencov je neustále doplňovaný hmotou z povrchu Saturnových mesiacov - inak by sa prstence mohli odpariť za niekoľko sto miliónov rokov.
Zisťujú sa nové krúžky
Astronómovia medzitým objavujú nové prstence Saturnu. Pred časom si teda všimli dovtedy neznámy obrovský prsteň. V zásade sú prstencové systémy obrovských planét v porovnaní so samotnými planétami dosť malé. Podľa astronómov ich polomer nepresahuje 5-10 polomerov planéty. Takže polomer najväčších známych donedávna prstencov Saturnu - prstencov E - nepresahoval 10 polomerov Saturn (jeho rovníkový polomer je 60 tisíc km).
Pozorovania ukázali, že vonkajšie prstence Saturnu sú neustále poháňané prachom unikajúcim z povrchu jeho satelitov po zrážkach s mikrometeoritmi. Práve z nej sa skladá prstenec objavený až v roku 2009. Jeho polomer je od 100 do 200 polomerov Saturn a je tvorený prachom vyhodeným z povrchu Phoebe, najvzdialenejšej a najtemnejšej družice planéty. Nový prsteň sa im podarilo objaviť vďaka infračervenému žiareniu z neho vychádzajúceho. Na rozdiel od iných prstencov Saturnu sa nenachádza v rovníkovej rovine planéty, ale v rovine obežnej dráhy, pozdĺž ktorej sa točí okolo Slnka. Uhol medzi oboma rovinami je asi 27 °.
Hustota tohto prstenca je iba 20 častíc na kilometer kubický (!). Podľa astronómky Ann Verbiskerovej z Virgínskej univerzity, ktorá viedla výskum, „sú častice prstenca tak vzdialené od seba, že ak sa do jeho vnútra dostanete, ani si to hneď nevšimnete“. Navyše veľkosť častíc často nepresahuje niekoľko mikrometrov.
Zdá sa, že prachové častice, ktoré vyletujú z tohto prstenca, sa ukladajú na povrchu iného satelitu Saturna, Iapeta, ktorý k nemu smeruje. To vysvetľuje zvláštny vzhľad tohto mesiaca. Je zreteľne rozdelená na dve polovice, svetlú a tmavú. Podľa odborníkov sa výška prachovej vrstvy pokrývajúcej jednu z jej strán pohybuje od 20 centimetrov do niekoľkých metrov.
Odporúča sa na prezeranie: „Najväčšie tajomstvo astronómov - ako sa objavili prstence Saturnu.“