02 paź, 2009
Saturn i jego pierścienie
Choć zdania na temat powstania pierścieni są podzielone, nie ma wątpliwości, kto jest ich odkrywcą.W 1610 roku, astronom z Florencji, Galileusz, jako pierwszy zaobserwował pierścienie Saturna na niebie. Dostrzegł on coś, co zdawało się wystawać z boków planety, a jako przykładny badacz prowadził dziennik obserwacyjny, jednak nie mając pojęcia, co tak naprawdę widzi, nie potrafił tego zjawiska poprawnie opisać. Niestety, Galileusz nigdy nie domyślił się, jaka jest natura tego, co zaobserwował, ale zrobił to już ktoś inny. 45 lat później holenderski fizyk, Cristian Huygens, znalazł odpowiedź, dotyczącą tego, co odkrył Galileusz. Wiedział on także, że nie jest to pojedynczy pierścień, ale kilka ogromnych pierścieni. Dziś dzielimy pierścienie na siedem obszarów. Trzy główne pierścienie nazywa się pierwszymi literami alfabetu, wewnątrz pierścienia trzeciego, C, jest kolejny mniejszy, oznaczony, jako D. Po dotarciu do Saturna sondy Voyager, zaobserwowano także dalsze pierścienie. Każdy z tych pierścieni czymś się wyróżnia: pierścień A jest całkiem przezroczysty, dzięki czemu przepuszcza sporo światła. Wszystkie siedem saturnowych pierścieni różni się od siebie.Pierwszy charakteryzuje się przezroczystością, drugi jest gęsty i wypełniony materią, trzeci jest jeszcze bardziej przezroczysty od pierwszego, zaś czwarty pierścień, D, jest zaledwie widoczny. Nie można traktować pierścieni, jako jednolitego ciała, a należy pamiętać o każdej cząstce w ich wnętrzu i traktować ją, jako coś odrębnego. Widzimy te różnice, jako kolory, kształty, cienie, składające się na cud pierścieni. Możemy je dostrzec dzięki Słońcu; nasz księżyc świeci, odbijając światło słoneczne i podobnie jest z pierścieniami. Pierścienie połyskują, są tak jasne, a wręcz oślepiające, a wszystko to dzięki niezliczonym kryształkom lodu, bo to one odbijają większość światła słonecznego. Jednak są dowody na to, że to piękne zjawisko nie będzie trwać wiecznie. Uczeni zadają sobie pytanie: kiedy pierścienie Saturna znikną? Pierścienie te wciąż pozostają nierozwiązaną zagadką, a czas ich powstania jest wciąż tematem dyskusji. Dawniej sądzono, że pierścienie powstały wraz z planetą, 4,5 mld lat temu. Wciąż niewiadomo, co sprawia, że pierścienie jak dotąd nie rozpadły się.Przypuszcza się, że takie twory nie mogą istnieć dłużej, niż przez kilkaset milionów lat. Istnieją powody, by podejrzewać, że pierścienie nie są starsze, niż kilkaset milionów lat. Wskazywałoby to na erozję pierścieni, powodowanej uderzeniami mikrometeorytów, które wybijają drobiny materii, uderzając z ogromną prędkością. Neptun, Uran i Jowisz również posiadają systemy pierścieni, choć znacznie mniejsze. Pierścienie Saturna świecą znacznie jaśniej i zawierają więcej materii, co sugeruje, że znacznie krócej ulęgały erozji, są, więc stosunkowo młode. Naukowcy spodziewają się, że w dłuższym okresie czasu materiał pierścieni rozdrobni się na tak małe cząstki, które łatwo będzie zjonizować w magnetosferze Saturna. Naładowane cząstki mogą zostać porwane w przestrzeń przez pole magnetyczne, ale mogą też opaść po spirali na planetę i w taki właśnie sposób pierścienie z czasem mogą zaniknąć. Aby pierścienie wokół Saturna utrzymały się, musiałyby być stale odnawiane. Ten rozbudowany system pierścieni musi być uzupełniany nowym materiałem.
Eksploracja w XX-XXI wieku to trzy udane ekspedycje badawcze. W ciągu ostatnich 30 lat ludzkość zdołała wysłać 3 misje badawcze w kierunku Saturna. Pierwsza z sond – Pioneer 11, osiągnęła swój cel w 1979 roku. Uwieczniła niezbyt dobrej jakości zdjęcia planety i jego największych księżyców. Zajęła się także pierścieniami planety, co do których ustalił pewne istotne fakty i ustaliła wysokość temperatury na Tytanie – największym księżycu Saturna i Układu Słonecznego. W latach 1980-81 obie sondy programu Voyager (Voyager 1 i Voyager 2) dotarły do gazowego olbrzyma i wykonały lepszej jakości zdjęcia. Pod lupę wzięła też Tytana i jego gęstą atmosferę, która jednak uniemożliwiła zbadanie powierzchni satelity. Ostatnia sonda, Cassini-Huygens, która dotarła na miejsce w 2004, nadal kontynuuje swoją misję. Wszedł on na orbitę planety, stając się jego sztucznym satelitą do 2010 roku. W międzyczasie oddzielił się od niego próbnik Huygens, który wylądował na Tytanie i zajął się jego badaniem aż zamarzł. Zdołał jednak przesłać dużo pożytecznych informacji o satelicie.
Pierścienie te są największym tego typu tworem w Układzie Słonecznym. Zostały one odkryte przez Galileusza w 1610 roku. Później obserwował je jeszcze Hyugens. Pierścienie Saturna tworzą swoisty system. Dzielą się na 9 grup, nazwanych kolejnymi literami alfabetu. Między niektórymi występują przerwy względnie pustej przestrzeni. Jedna z tych przestrzeni, będąca największą z nich nosi nazwę Przerwy Cassiniego (od nazwiska odkrywcy). Cały ten system ma szerokość aż ok. 420000 km. Natomiast grubość dochodzi tylko do 35 km. Pierścienie zbudowane są z drobnego pyłu, oraz lodu. Pierwiastkami budującymi je są (prócz zmarzniętej pary wodnej) krzemionka i tlenek żelaza. Bryły są wielkości drobinek kurzu bądź samochodu. Teorie powstania pierścieni mówią o dawnym księżycu Saturna, jednak różnią się na temat jego dalszych losów. Jedna mówi, że księżyc ten rozpadł się pod wpływem sił pływowych Saturna a druga, że księżyc ten został zniszczony w wyniku zderzenia z innym ciałem. Jeszcze inni uważają, że jest to po prostu przechwycona przez Saturna materia międzygwiezdna.
Przerwa Cassiniego, czyli luka w pierścieniach Saturna. Z chwilą odkrycia pierścieni uważano, że jest to jednolity system. W 1675 roku włoski astronom Giovanni Domenico Cassini na własne oczy przez teleskop przekonał się, że tak nie jest. Okrył dobrze widoczną wówczas lukę między pierścieniami. Nazwano ją od jego nazwiska. Ma ona 4800 km szerokości. Występuje pomiędzy grupami pierścieni A i B. Istniały różne teorie na temat tejże przerwy. Jedni uważali, że tak naprawdę nie mam jej i że występuje tam pył o ciemnym odcieniu (co miałoby wywoływać wrażenie istnienia luki w pierścieniach). Inna, bardziej racjonalna teoria głosi, że zewnętrzne grupy pierścieni są odciągane przez oddziaływanie grawitacyjne jednego z księżyców Saturna – Mimasa. Tym samym miałaby powstać luka. Przerwa Cassiniego nie jest jedynym tego typu tworem. Występuje ich więcej, ale nie są one tak widoczne jak ta największa.