Saturn, šestá planeta od Slunce. Prstence Saturnu jsou soustavou plochých soustředných útvarů ledu a prachu, které se nacházejí v rovníkové rovině planety. Planeta má sedm hlavních (A, B, C, D, E, F, G) a mnoho malých prstenů.
Otevření prstenců Saturnu
1610 - Galileo Galilei jako první viděl prsteny Saturn ve svém dalekohledu při 20násobném zvětšení, ale nepoznal je jako prsteny.
1655 - Christian Huygens, vědec z Nizozemska, jako první poznal prsten v podivných výčnělcích, které doprovázely Saturn. Ale jen o 4 roky později, přesvědčený, že má pravdu, řekl ze stránek knihy „Systém Saturnu“, že Saturn „je obklopen tenkým plochým prstencem, který se nikde nedotýká, nakloněný ekliptice“.
1675 - ředitel pařížské observatoře Giovanni Domenico Cassini objevil uvnitř prstenu černý pruh (později by se mu říkalo „divize Cassini“). Rozřezala to na dvě části - začaly se jim říkat prsteny A a B. Byl první, kdo předpokládal, že prstence sestávají ze samostatných částic.
Původ prstenů
Propagační video:
Nyní se jedna za druhou začaly objevovat hypotézy. Po několik století přitahovaly záhadné prstence Saturnu pozornost astronomů. Čím dokonalejší byly dalekohledy, tím složitější byla struktura prstenů. V dnešní době - s pomocí meziplanetárních sond, které byly poblíž Saturnu - víme o nich hodně. Kromě hlavních astronomové již napočítali více než 100 tisíc samostatných prstenců obklopujících planetu. Liší se svým chemickým složením a barvou. Původ prstenů stále vyvolává mnoho otázek. Vědci nikdy nepřestávají předkládat všechny nové hypotézy vysvětlující povahu prstenů.
Hypotézy
V 19. století francouzský astronom Edouard Albert Roche vyslovil hypotézu, že jeden ze měsíců Saturnu se přiblížil k planetě natolik, že byl roztržen přílivovými silami a jeho trosky vytvořily prstence, které nyní obklopují Saturn. Žádný satelit, který překročil takzvaný „Roche limit“, nemůže přežít; dříve či později se rozpadne a vytvoří další prstenec, který se později usadí na planetě. Ať už je to jakkoli, prsteny jsou podle příznivců této hypotézy dočasné. Máme štěstí, že žijeme v době, kdy je kolem nich obklopeno několik velkých planet.
Podle jiné hypotézy se prstence mohly vytvořit po srážce jednoho ze Saturnových měsíců s velkým meteoritem. Mnoho úlomků, které po srážce zasypaly okolí planety, se stalo materiálem, ze kterého byly vytvořeny prstence. Výpočty ukázaly, že jejich věk není větší než 100 milionů let.
Z čeho jsou kroužky vyrobeny
Nyní víme, že Saturnovy prstence tvoří 90–95% vodního ledu. Ale nebeská tělesa, která by jim mohla sloužit jako materiál, jsou alespoň z poloviny složena z různých silikátů a kovů. Proto by prstence Saturnu měly také obsahovat alespoň několik desítek procent těchto materiálů. Tento rozpor mohou vyřešit pouze nové hypotézy.
Ale co když prstence Saturnu, stejně jako satelity nejblíže k němu, vznikly kvůli stejné katastrofě? Tuto verzi předložil v roce 2010 americký astrofyzik Robin Kanup. Navrhl, aby se v dávné minulosti kolem Saturnu točil další tak velký satelit jako Titan. Jeho jádro sestávalo z křemičitanů a železa a zakrývala ho silná ledová skořápka. Když se přiblížil k planetě ve vzdálenosti rovnající se Rocheově hranici, pod vlivem slapových sil odhodil tuto ledovou skořápku a ta se postupně rozpadala na menší a menší části a začala kroužit kolem Saturnu a tvořit četné prstence. Pokud jde o železné kamenné jádro satelitu, zhroutilo se na Saturn.
Podle výpočtů vážily prstence Saturnu tisíckrát více než nyní. Asteroidy a komety však do nich občas narazily a část materiálu vyrazily. Mohlo to vytvořit vnitřní satelity Saturnu - například Tethys. Mezitím křemičitany a kovy obsažené v asteroidech doplňovaly materiál prstenů - tak se objevilo 5-10% nečistot, které se tam objevily.
Kdy se prsteny vytvořily?
Tato hypotéza má však, stejně jako ostatní zmíněné, stejné nevýhody. Například po zničení satelitu se objeví fragmenty různých velikostí - od kostek ledu po ledové hory táhnoucí se desítky kilometrů. Ve skutečnosti žádná z ledových kry, které tvořily prstence, není dlouhá více než 10 metrů. Je další věc, pokud se prsteny Saturnu objevily společně s planetou! Potom - kvůli silné gravitační reakci - by se malé kousky ledu nemohly ztratit ani do kusů o velikosti domu. Zničení satelitu je navíc stále nehoda a všechny obří planety jsou obklopeny prsteny, proto není příliš těžké uvěřit v náhodnost. Mnoho astronomů věří, že prstence kolem planet vznikly současně.
Znamená to, že tyto prstence jsou vyrobeny z hmoty, která přežila od vzniku sluneční soustavy? V té době se kolem Slunce točil obrovský kotouč plynu a prachu, z jehož materiálu se planety rodily jedna za druhou. Zbytky vesmírných polotovarů - všechny tyto ledové a prachové částice - se nyní točily mezi nově raženými planetami a nakonec se sjely dolů do hromad satelitů. Mohou však vzniknout pouze v určité vzdálenosti od planety, jinak se rychle zhroutí. Proto poblíž obřích planet po nějakou dobu zůstaly fragmenty plynového prachového disku, které následně vytvořily samostatné prstence.
Kvůli častým vzájemným srážkám a vlivu silných slapových sil všechna tato zrna a hrudky nikdy nevytvořily jediný satelit. Pokud je tato verze správná, je materiál prstenců neustále doplňován hmotou z povrchu Saturnových měsíců - jinak by se prsteny mohly odpařit za několik stovek milionů let.
Detekují se nové kroužky
Astronomové mezitím objevují nové prstence Saturnu. Před nějakou dobou si tedy všimli dříve neznámého obrovského prstenu. V zásadě jsou prstencové systémy obřích planet ve srovnání se samotnými planetami poměrně malé. Podle astronomů jejich poloměr nepřesahuje 5-10 poloměrů planety. Poloměr největšího donedávna známého prstence Saturnu - prstence E - tedy nepřesáhl 10 poloměrů Saturnu (jeho rovníkový poloměr je 60 tisíc km).
Pozorování ukázala, že vnější prstence Saturnu jsou neustále poháněny prachem unikajícím z povrchu jeho satelitů po srážkách s mikrometeority. Z ní se skládá prsten, objevený až v roce 2009. Jeho poloměr je od 100 do 200 poloměrů Saturnu a je tvořen prachem vyhozeným z povrchu Phoebe, nejvzdálenějšího a nejtemnějšího satelitu planety. Podařilo se jim objevit nový prsten díky infračervenému záření vycházejícímu z něj. Na rozdíl od jiných prstenců Saturnu se nenachází v rovníkové rovině planety, ale v rovině oběžné dráhy, kolem které se otáčí kolem Slunce. Úhel mezi těmito dvěma rovinami je asi 27 °.
Hustota tohoto prstence je pouze 20 částic na kilometr krychlový (!). Podle astronomky Anne Verbiskerové z University of Virginia, která vedla výzkum, „jsou částice prstence tak daleko od sebe, že pokud se do něj dostanete, ani si toho hned nevšimnete.“Kromě toho velikost částic často nepřesahuje několik mikrometrů.
Zdá se, že prachové částice, které vylétají z tohoto prstence, jsou uloženy na povrchu jiného satelitu Saturnu, Iapeta, který je obrácen k němu. To vysvětluje podivný vzhled tohoto měsíce. Je jasně rozdělena na dvě poloviny, světlou a tmavou. Podle odborníků se výška prachové vrstvy pokrývající jednu z jejích stran pohybuje od 20 centimetrů do několika metrů.
Doporučeno k prohlížení: „Největší záhada astronomů - jak se objevily prstence Saturnu.“