Pierścienie planetarne

Zdjęcie Saturna i jego pierścieni zrobione przez sondę Cassini 2004-10-06
Zdjęcie pierścieni Saturna wykonane przez sondę Cassini 2004-10-27

Pierścień planetarny – pierścień złożony z cząsteczek pyłu i innych małych cząstek orbitujących dookoła planety w cienkim obszarze o kształcie dysku. Najbardziej spektakularne i znane pierścienie planetarne należą do Saturna, ale wszystkie cztery największe planety Układu Słonecznego (gazowe olbrzymy: Jowisz, Saturn, Uran i Neptun) mają układy pierścieni[1].

Poza Układem Słonecznym znane są układy podwójne gwiazd, w których jeden ze składników jest otoczony szerokim dyskiem protoplanetarnym, jak epsilon Aurigae; jednak nie można w takim wypadku mówić o pierścieniach planetarnych. Obecnie (styczeń 2012) został zaobserwowany tylko jeden układ, w którym system podobny do pierścieni Saturna zaćmiewa gwiazdę (1SWASP J140747.93-394542.6), odległą o 420 lat świetlnych od Ziemi. Nie jest wiadome, czy towarzysz gwiazdy otoczony tymi pierścieniami jest planetą pozasłoneczną, brązowym karłem czy też mało masywną gwiazdą[2].

Charakterystyka

Pochodzenie pierścieni planetarnych nie jest dokładnie znane, prawdopodobnie zostały ukształtowane przez odpryski materii powstające przy zderzeniach ciał lub przez rozerwanie księżyca planety, gdy ten zbliżył się do planety i przekroczył granicę Roche'a. Kształt pierścieni jest określony w dużym stopniu przez pole grawitacyjne planety, np. pierścienie Saturna A, B, C leżą dokładnie w płaszczyźnie równika planety. Również aktywność geologiczna księżyców może tworzyć i kształtować pierścienie, co ma miejsce w przypadku pierścienia E Saturna, utworzonego przez cząstki wyrzucane przez gejzery na księżycu planety, Enceladusie[3]. Jest to jednak nietypowy pierścień o dużej grubości. Skład cząstek pierścieni jest różny, mogą składać się z lodu i krzemianów. W pierścieniach mogą też występować większe bryły skalne.

Relacje z księżycami

Niekiedy pierścieniom towarzyszą tzw. "księżyce pasterskie" (lub "prowadzące"), czyli małe księżyce, których orbity przebiegają blisko granic pierścieni lub w przerwach między nimi. Grawitacja księżyców pasterskich tworzy i utrzymuje ostrą krawędź takiego pierścienia: materia "dryfująca" w pobliżu orbity księżyca pasterskiego, po zbliżeniu się do niego jest odrzucana w głąb pierścienia, wyrzucona z pierścienia lub nawarstwia się na księżycu. Także rezonans grawitacyjny pomiędzy satelitami a cząstkami pierścienia ma wpływ na budowę pierścienia, analogicznie do rezonansu Jowisza z niektórymi planetoidami, patrz przerwy Kirkwooda.

Dwa małe księżyce Jowisza, Metis i Adrastea, krążą w obrębie pierścieni planetarnych Jowisza i wewnątrz granicy Roche'a. Oznacza to, że każdy niezwiązany z księżycem okruch, np. powstający w wyniku uderzenia w księżyc innego okruchu, jest porywany z jego powierzchni przez siły pływowe Jowisza zasilając pierścienie w nowy materiał.

Niezwykłą cechą pierścieni Neptuna jest to, że wydają się one składać z oddzielnych łuków, nie opasując całej planety. Sonda kosmiczna Voyager 2 przekazała jednak zdjęcia, które wykazują, że pierścienie są jednak kompletne, za to posiadają wyraźnie jaśniejsze łuki. Jest to wynik grawitacyjnego oddziaływania księżyca pasterskiegoGalatei i prawdopodobnie jeszcze innego, nieodkrytego ciała.

Zobacz też

  • Lista obiektów astronomicznych posiadających pierścienie

Przypisy

  1. Czechowski Leszek: Planety widziane z bliska. Warszawa, Wiedza Powszechna 1985
  2. Scientists Discover a Saturn-Like Ring System Eclipsing a Sun-Like Star (ang.). ScienceDaily, 2012-01-09. [dostęp 2012-01-10].
  3. Saturn's Moon Enceladus Is A 'Cosmic Graffiti Artist,' Astronomers Discover (ang.). ScienceDaily, 2007-02-09. [dostęp 2012-01-10].

Media użyte na tej stronie

Saturn from Cassini Orbiter (2004-10-06).jpg
While cruising around Saturn in early October 2004, Cassini captured a series of images that have been composed into the largest, most detailed, global natural color view of Saturn and its rings ever made.

This grand mosaic consists of 126 images acquired in a tile-like fashion, covering one end of Saturn's rings to the other and the entire planet in between. The images were taken over the course of two hours on Oct. 6, 2004, while Cassini was approximately 6.3 million kilometers (3.9 million miles) from Saturn. Since the view seen by Cassini during this time changed very little, no re-projection or alteration of any of the images was necessary.

Three images (red, green and blue) were taken of each of 42 locations, or "footprints," across the planet. The full color footprints were put together to produce a mosaic that is 8,888 pixels across and 4,544 pixels tall.

The smallest features seen here are 38 kilometers (24 miles) across. Many of Saturn's splendid features noted previously in single frames taken by Cassini are visible in this one detailed, all-encompassing view: subtle color variations across the rings, the thread-like F ring, ring shadows cast against the blue northern hemisphere, the planet's shadow making its way across the rings to the left, and blue-grey storms in Saturn's southern hemisphere to the right. Tiny Mimas and even smaller Janus are both faintly visible at the lower left.

The Sun-Saturn-Cassini, or phase, angle at the time was 72 degrees; hence, the partial illumination of Saturn in this portrait. Later in the mission, when the spacecraft's trajectory takes it far from Saturn and also into the direction of the Sun, Cassini will be able to look back and view Saturn and its rings in a more fully-illuminated geometry.