Inhoud
Saturnus is omgeven door een schijf rotsen en ijsfragmenten die reizen op concentrische, bijna cirkelvormige banen in het equatoriale vlak van de planeet. Van op de rand gezien is de schijf extreem dun - op slechts enkele tientallen meters. Face-on gezien, geeft de schijf het uiterlijk van talrijke concentrische ringen, als gevolg van systematische veranderingen in de eigenschappen van de schijf als functie van de afstand tot de planeet. De ringen kunnen worden gekenmerkt door een aantal parameters, waaronder de gemiddelde scheiding tussen de samenstellende fragmenten.
Ringdeeltjes
Wetenschappers gebruiken de generieke term 'deeltjes' om te verwijzen naar de bestanddelen van een planetair ringsysteem. Hoewel 'deeltje' iets heel kleins suggereert, zijn de grootste objecten in de ringen van Saturne flinke rotsen of brokken ijs - vaak vele meters breed. Een heel spectrum van deeltjesgroottes is aanwezig, van deze grote objecten tot stofkorrels. Het aantal deeltjes van een gegeven grootte is, bij benadering, omgekeerd evenredig met de deeltjesmassa: met andere woorden, kleine deeltjes zijn talrijker dan grote deeltjes.
Hoeveel materie zit er in de ringen?
De dichtheid van de ringen van Saturnus varieert aanzienlijk: dit is een van de redenen voor de zichtbare strepen van de ringen. De eenvoudigste parameter om direct te berekenen is de oppervlaktedichtheid, gemeten in gram per vierkante centimeter. Dit kan worden gedeeld door de dikte van de ring om volumedichtheid in gram per kubieke centimeter te geven. Een andere eigenschap die wetenschappers kunnen meten, wordt de optische diepte genoemd, die aangeeft hoe ondoorzichtig of transparant de ringen zijn. Optische diepte is een functie van oppervlaktedichtheid en deeltjesgrootte, dus deze laatste kan worden afgeleid - zelfs als het niet direct wordt waargenomen - uit metingen van dichtheid en optische diepte.
De afstand tussen ringdeeltjes
In vergelijking met de meeste andere astronomische objecten liggen de ijs- en rotsdeeltjes in de ringen van Saturnus extreem dicht bij elkaar. Gemiddeld wordt ongeveer 3 procent van het totale volume van de schijf ingenomen door vaste deeltjes, terwijl de rest lege ruimte is. Dit klinkt misschien klein, maar het betekent dat de typische scheiding tussen deeltjes slechts iets meer dan drie keer hun gemiddelde diameter is. Uitgaande van een waarde van 30 centimeter voor de laatste, zouden de rotsen zo dicht als een meter van elkaar verwijderd zijn. Er is echter geen harde en snelle regel vanwege variaties in dichtheid over de ringen en het brede spectrum van deeltjesgroottes.
Ontmoetingen sluiten
De nabijheid van de ringdeeltjes tot elkaar betekent dat botsingen tussen hen vrij vaak voorkomen, wat leidt tot de dissipatie van kinetische energie. Het cumulatieve effect van talloze botsingen in het verleden is te zien in de scheermesachtige dunheid van de schijf en de bijna cirkelvormige deeltjesbanen. Naast fysieke botsingen, interageren de deeltjes onderling met de zwaartekracht, evenals met Saturnus zelf en zijn vele satellieten. Veel van de fijne structuur in de ringen van Saturnus kan worden verklaard door dergelijke zwaartekrachtsinteracties.