Ringoj de Saturno

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Saturno kaj ĝiaj ringoj

La ringoj de Saturno estas plej brilaj kaj videblaj planedaj ringoj[1] de la sunsistemo.

Ili konsistiĝas el multenombraj eroj da glacio kaj da polvo, kies grando varias de la mikrometro ĝis kelkaj metroj, kiuj formas diskon de 400 000 kilometroj da diametro, kun tre malgranda dikeco (kelkaj dekoj da metroj) orbitante en la ebeno de la saturna ekvatoro. Formas ilin multenombraj samcentraj ringoj disigataj de malplenoj. Tiujn malplenoj, pli malpli larĝaj, naskas pro efiko de orbita resonanco kun la saturnaj lunoj

Ila albedo estas inter 0,2 al 0,6. Nudokule nevideblaj, ili estas observeblaj per binoklo. La itala astronomo Galilejo vidis ilin en 1610, sen kompreni iliajn naturon, kiu estis komprenita kaj klarigata de Christiaan Huygens en 1655.

Krom la brilaj ringoj en la saturna ekvatora ebeno, malbrila, malfacile videbla ringo[2] sekvas la retrogradan orbiton de la luno Febo.

Observoj[redakti | redakti fonton]

Malkovro[redakti | redakti fonton]

La itala astronomo Galilejo rimarkis ilin en 1610 sed kredis vidi « du grandajn lunojn tuŝantajn la planedon », « orelojn » aŭ « ansojn »[3].

En 1612 ĉi-tiuj malaperis kaj Galilejo sin demandis « ĉu Saturno voris siajn infanojn ». Ili reaperis en 1613, sed ilia formo ŝanĝis. Galileo ne plu komprenas[4].

En 1655, Christiaan Huygens, observinte Saturnon per pli bona lorno, estas la unua, kiu ekkomprenis ke la planedon ĉirkaŭas ringo[5]. En 1659 li eldonigas sian verkon "Systema Saturnium"[6] en kiu li kialigas la variantajn aspektojn de la saturna ringo.

En 1666 ankaŭ Robert Hooke observis la ringon ka la ombrojn ĵetitajn sur ĝi.

En 1675, Giovanni Domenico Cassini malkovras, ke la ringo konsitiĝas el pluraj samcentraj disigataj ringoj, la plej granda disigo, larĝa de 4 500 kilometroj estos nomita « Malpleno de Cassini ».

En 1787, Pierre-Simon Laplace hipotezas, ke la ringo konsistiĝas el granda nombro da maldikaj solidaj ringoj. James Clerk Maxwell elmontras[7] en 1859, ke solida ringo estus nestabila kaj frakasiĝus. Li sugestas, ke la ringoj komponiĝas el multenombraj partikloj, orbitantaj sendepende ĉirkaŭ Saturno. Lia teorio estas pravigata en 1895 per spektroskopia analizo fare de James Edward Keeler en la Observatorio Lick.

En 1874, Étienne Léopold Trouvelot observas en la ringoj radiajn striojn[8], kiuj elvokas spokojn de rado. De 1896 al 1898, aliaj astronomoj[9], inter kiuj Eugène Antoniadi, A. Anatole Wonaszek kaj Josep Comas i Solá observis kaj desegnis tiajn "spokojn", kies deveno restas ankoraŭ malbone konata[10].

Nunaj observoj[redakti | redakti fonton]

Kontaŭluma vido de Saturno de Cassini 15-a de septembro 2006

En 1981, la kosmosondilo Voyager 1 konfirmis detalojn ĝis tiam nebone vidataj, tiel precize tiuj spokoj.

En 2004, la kosmosondilo Cassini-Huygens orbitiĝinte ĉirkaŭ Saturno[11], alportos novajn informojn pri la spokoj kaj plurfoje trairis la ringan ebenon[12]. Ĝi trovas spuron da atmosfero ĉirkaŭ la ringoj.

En 2009, per la infraruĝa kosmoteleskopo Spitzer, astronomoj malkovras novan ringon[13], en la orbito de Febo. Ĝi estas videbla nur per infraruĝo pro ĝia malgranda denso, ĝia dikeco estas dudekoblo de la saturna diametro, ĝia interna rando situas je 6 milionoj da kilometroj for de la surfaco de la planedo, ĝia ekstera rando je ĉirkaŭ 12 milionoj da kilometroj. Tiu ringo estas verŝajne la fonto de malhela materialo, kiu donas ĝian apartan aspekton al la satelito Japeto, kies unu duonsfero esta nigra kaj la alia blanka.

Fizikaj ecoj[redakti | redakti fonton]

Artista vido: Aglomeroj da glacieroj formantaj la saturnajn ringoj. Tiuj aglomeroj senĉese disiĝas kaj reformiĝas

La ĉefaj ringoj etendiĝas de 7 000 ĝis 80 000 kilometroj de la saturna ekvatoro, ilia averaxa dikeco estas taksata je 10 metroj[14].

Ili komponiĝas je 99,9 % el partikloj da akva glacio kun kelkaj malpuraĵoj, silikato kaj organika kemiaĵoj ĝenerale nomataj tolinoj. La grando de tiuj partikloj estas inter 1 centimetro kaj 10 metroj. Ĉiu partiklo orbitas sendepende ĉirkaŭ Saturno. Tiuj eroj senĉese aglomeriĝas kaj disiĝas pro kolizioj aŭ tajda forto.

La tuta maso de la ringoj estas ĉirkaŭ 3 x 1019 kg, preskaŭ tiu de luno kiel Mimaso, sed eble tiu estas subtakso pro la aglomeriĝo de glacieroj.

Priskribo[redakti | redakti fonton]

Ĉefaj Saturnaj ringoj A, B kaj C. Pli palaj ringoj estas D kaj F

De Tero, tri ringoj estas videblaj: du ĉefaj ringoj (A kaj B) kaj alia, malpli videbla : la ringo C . La interspaco inter la ringoj A kaj B estas la "malpleno de Cassini". La ringo A meme estas dividita de la malpleno de Enke.

La kosmosondiloj Voyager malkovris kvar aliajn malpli videblajn ringojn. La ringo F, unu el la eksteraj, havas malsimplan strukturon formatan de pluraj ringetoj "nodataj" unuj kun la aliaj. La ringo F, plej ekstera, etendiĝas sur 240 000 kilometroj kaj grade dikiĝis ĝis la encelada orbito (~ 238 000 km) kun dikeco de 60 000 km.

Identigitaj ringoj[redakti | redakti fonton]

Maldekstre-dekstren, la saturnaj ringoj D, C, B, A kaj F. (Mozaika bildo en veraj koloroj, Cassini 9-a de majo 2007)
Magnify-clip.png
Maldekstre-dekstren, la saturnaj ringoj D, C, B, A kaj F. (Mozaika bildo en veraj koloroj, Cassini 9-a de majo 2007)
Saturnaj identigitaj ringoj[15]
Nomo Interna radiuso
(km)
Interna radiuso
(RS)[16]
Ekstera radiuso
(km)
Ekstera radiuso
(RS)
Larĝeco
(km)
Dikeco
(metro)
Ringo D 66 900 1,110 74 510 1,236 7 610
Malpleno de Guérin 74 510 1,236 74 658 1,239 148
Ringo C 74 658 1,239 92 000 1,527 17 342 5
Ringo B 92 000 1,527 117 580 1,951 25 580 5- 10
Malpleno de Cassini 117 500 1,95 122 200 2,03 4 700
Ringo A 122 170 2,027 136 775 2,269 14 605 20- 40
Malpleno de Encke 133 589 2,216 325
Malpleno de Keeler 136 530 2,265 35
R/2004 S 1 137 630 2,284  ?
R/2004 S 2 138 900 2,305  ?
Ringo F 140 180 2,326 30 - 500
Ringo G 170 000 2,82 175 000 2,90 5 000 105
Ringo E 181 000 3 483 000 8 302 000 107

La ringoj A kaj C montras substrukturojn, (malplenaĵoj kaj ringetoj). La malpleno de Cassini (kiu fakte ne estas malplena da materio) montras ankaŭ submalplenojn[17]

Supra parto (Visible Light): Oblikva vido (4 °) de la Saturnaj ringoj. Maldekste-dekstren, ringoj C, B, kaj A; la ringo F estas pale videbla dekstre-supre. (Mozaika bildo en veraj koloroj, Cassini 12-a de decembro 2004)Malsupra parto (Radio Signal) Bildigo de la absorbo de radioondoj, la koloroj montras informojn pri la grandoj de la ringaj partikloj (observo de la 3-a de majo 2005)
Magnify-clip.png
Supra parto (Visible Light): Oblikva vido (4 °) de la Saturnaj ringoj. Maldekste-dekstren, ringoj C, B, kaj A; la ringo F estas pale videbla dekstre-supre. (Mozaika bildo en veraj koloroj, Cassini 12-a de decembro 2004)
Malsupra parto (Radio Signal) Bildigo de la absorbo de radioondoj, la koloroj montras informojn pri la grandoj de la ringaj partikloj (observo de la 3-a de majo 2005)

Ringa "atmosfero"[redakti | redakti fonton]

La ringoj estas ĉirkaŭataj de maldensa atmosfero[18] da oksigeno, kiu similas la atmosferon de la jupiteraj lunoj Eŭropo kaj Ganimedo.

Tiu atmosfero naskas de la sublimado de la akva glacio. Sub la efiko de la suna ultraviola radiado la akva vaporo malkombiniĝas el hidrogeno kaj oksigeno, la hidrogeno disiĝas en la vakuo kaj la oksigeno, danke al la ekvilibro de gravitaj fortoj, restas apud la ebeno de la ringoj.

Spokoj[redakti | redakti fonton]

Ĝis 1980 oni kredis, ke la strukturo de la ringoj estis kialigebla de nur gravita forto. La bildoj de Voyager 2 konfirmis la ĉeeston de radiaj strukturoj en la ringo B, tiel nomataj spokoj[19], nekialigeblaj per nura leĝoj de Kepler. Tiuj spokoj ŝajnas malhelaj en retrodifuza lumo, kaj helaj en antaŭdifuza lumo. la transpaso okazas je faza angulo de 45 gradoj. Ĉar la spokoj turnas preskaŭ sinkrone kun la saturna magnetosfero, la ĉefa teorio estas, ke ili konsistiĝas el mikroskopaj ŝargitaj polveroj tenataj fore de la ringa ebeno pro elektrostatikaj fortoj[20]. La procezo naskanta la elektrajn ŝargojn estas ankoraŭ nekonata; oni hipotezis, ke elektraj pertuboj estus kaŭzataj de fulmoj[21] en la saturna atmosfero aŭ alfrapo de mikrometeoroidoj sur la glacierojn de la ringo.

La spokoj estas sezona fenomeno: ili aperas ĉefe en la saturna ekvinokso. Ili ne aperis sur fotoj de Cassini en la komenco de 2004, sed reaperis ekde la 5-a de septembro 2005[22], tio, kiu ŝajnas pravigi la "meteologian" devenon de la spokoj.

La ringo de Febo[redakti | redakti fonton]

La 6-a de oktobro 2009, estis malkovrata la maldensa toro da materialo en la ebeno kaj la interno de la orbito de Febo. Kvankam tre ampleksa, tiu ringo estas nevidebla, krom en infraruĝo. NASA malkovris ĝin per la infraruĝa kosma observatorio Spitzer[23] La dikeco de tiu ringo estas ĉirkaŭ dudekoble de la saturna radiuso. La partikloj, kiuj konsistas tiun ringon estas verŝajne elŝiritaj el Febo (pro meteoroidaj alfrapoj). Ili do sekvas ties retrogradan orbiton[24]

La ekzisto de tia ringo estis proponita de Steven Soter en 1974, por kialigi la malsamajn kolorojn de la duonsferoj de Japeto. La polveroj de la ringo, alfrapinte la surfacon de Japeto, estigas procezon de sublimado de la glacio, tiu, kiu lasas nigran restaĵon. Pli malhela, tiu tavolo da restaĵo plirapidigas la glacian sublimadon pro sorbo de la suna lumo.

Deveno[redakti | redakti fonton]

La ringoj de Saturno estas eble tiel oldaj kiel Saturno mem. Estas du ĉefaj teorioj pri ilia deveno.

  • Laŭ la teorio proponita de Édouard Roche en la 19-a jarcento, la ringoj estis iam saturna luno, kies orbito malgrandiĝis ĝis kiam tajda forto estigita de Saturno diserigis ĝin. Alia versio estas, ke luno estis frakasita pro alfrapo de granda asteroidokometo.
  • Alia teorio estas, ke la ringoj estas restaĵoj de la nebulozo el kiu Saturno formiĝis. Tiu dua teorio estas malpli konsentita, ĉar la saturnaj ringoj ŝajnas nestabilaj sur periodo de milionoj da jaroj, kaj devas esti freŝdate kreitaj.

Eblas, ke granda luno (ĉ 300 km de diametro) estis frakasita dum la Granda Malfrua Bombado, periodo de la sunsistema historio dum kiu okazis abundaj alfrapoj de asteroidoj kaj kometoj, ĉirkaŭ kvar miliardoj da jaro antaŭe.

La heleco kaj pureco de la glacio konsistantaj la ringojn pensigas, ke ili estus pli junaj ol Saturno mem, eble de 100 milionoj da jaroj, ĉar se ne, la kumulo de meteoroida polvo malheligus ilin. Tamen, novaj esploroj montris, ke la ringo B estas sufiĉe mashava por "dilui" la meteoroidan materialon sur daŭroj komparebla kun la aĝo de la sunsistemo, periodo de la sunsistema historio[25]. La senĉesa aglomeriĝo kaj disiĝo de la ringaj partikloj kialigas la ŝajnan "freŝecon" de la ringoj.

La teamo de ultraviola bildigo de Cassini (UVIS), estrita de Larry Esposito, per stela eklipso malkovris dektri objektojn, de 27 metroj al 10 kilometroj en la ringo F. Ili estas travideblaj, tio, kio pensigas ke ili estas maldaŭraj amasiĝoj de glacieroj de kelkaj metroj de diametro.

Dinamiko[redakti | redakti fonton]

Prometeo altiras erojn el la ringo F
Ondoj kauzataj de Dafno en la malpleno de Keeler

La granda maldikeco de la ringoj estas ŝuldata al kolizioj inter ĝiaj konsistigantaj partikloj. Ĉiu ero orbitas sendepende ĉirkaŭ Saturno; se ero orbitus "supre" de la ebeno de la ringo, ĝi trairus ĝin po du foje je ĉiu rivoluo ĉirkau la planedo. Kolizioj tiam pli ofte okazus, tio kiu emas uniformigi la rapidecojn de ĉiuj la ringaj partikloj[26].

Paŝtistaj satelitoj[redakti | redakti fonton]

Orbitante ekstere de la ringoj (kvankam iuj estas ene de ilia maso) troviĝas pluraj malgrandaj lunoj asociataj kun la ringoj. Tio estas tipa konfiguracio en ĉiuj planedaj ringoj de la gasgigantoj.

La saturnaj ringoj estas influataj de tiuj saturnaj lunoj. Iuj el ili, momataj paŝtist-satelitoj, havas efikon kunteni la partiklojn en la ringoj kaj igi ties randojn netaj.

Atlaso, Prometeo kaj Pandoro malhelpas la disperson de la partikloj de la ringo F, Prometeo eĉ elŝiras periode fadenojn da materialo el tiu ringo.

Malplenoj en la ringo estas kaŭzata de lunoj: la malpleno de Cassini ŝajnas esti ŝuldata al orbita resonanco kun Mimaso. Pajno situas en la malpleno de Encke kaj gardas ĝin malplena, samkiel Dafno, orbitanta en la malpleno de Keller, gardas ĝin sen polvo kaj estigas ondojn sur ĝiaj randoj.

Svarmadoj en la ringoj[redakti | redakti fonton]

Estas en la ringoj senĉesa skuado [27] : ondoj, kolizioj, kumuliĝoj da materio. Laŭ la nunaj teorioj, la moviĝado en la ringoj estus ŝuldata al kvindeko da satelitoj:

  • Iuj situas ene de la ringoj.
  • Aliaj situas ekstere, sed estigas ondojn, je longa distanco kaj dum longa tempo.
  • Kelkaj situas inter la ringoj, kaj, eĉ se ili estas malgrandaj (longaj de kelkaj

kilometroj) ili estigus perturbojn kiuj movigas la ringajn partiklojn.

La kosmosondilo Cassini permesis plibonigi oniajn konojn pri la evoluoj de la ringoj. La ringo F estis profunde studita; ĝi estas "gardita" de la lunoj Prometeo kaj Pandoro, kies tajda efiko tie estas tiel forta, ke nenia satelito povus tie kreiĝi. En 2004, nebulaj objektoj estis viditaj en ĉi-tiu ringo, maldaŭre nomataj S/2004 S 3 kaj S/2004 S 6[28], tiuj objektoj povas esti efemeraj lunoj, kiuj senĉese formiĝas kaj diseriĝas..

La ringo F, perturbata de satelitoj. (Rektigita mozaika vido de ĉirkaŭ 70 % el la ringo F. La radiusa larĝeco (alto de la bildo) estas 1 500 km)
Magnify-clip.png
La ringo F, perturbata de satelitoj. (Rektigita mozaika vido de ĉirkaŭ 70 % el la ringo F. La radiusa larĝeco (alto de la bildo) estas 1 500 km)

Notoj kaj referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. La ringoj de la planedoj (france)
  2. Nova ringo por Saturno (Esperante)
  3. Historical Background of Saturn's Rings (Historio de la saturnaj ringoj) (angle)
  4. Galileo kaj la malaperiĝintaj saturnringoj (germane)
  5. La découverte des anneaŭ de Saturne (Malkovro de la Saturnaj ringoj) (france)
  6. "Systema Saturnium" de Huygens legela ĉe reto (latine); Smithsonian Institution Libraries
    "Systema Saturnium", traduko (nederlande)
  7. James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings (J. C. Maxwell pri la eco de la saturnaj ringoj) (angle)
  8. La desegno de Étienne Léopold Trouvelot (france)
  9. Tri jaroj da spokoj
    kaj Nenormalaĵoj en la ringoj(france)
  10. Spokoj en la Saturna Ringo B (angle)
  11. La kosmosondilo Cassini-Huygens orbitiĝis ĉirkaŭ Saturno (france)
  12. La preterflugo de la ringoj, plejproksimiĝo por Cassini (france)
  13. Nova ega ringo ĉirkau Saturno (france)
    Kosma observatorio malkovras plej grandan ringon ĉirkaŭ Saturno (angle)
  14. Sciencistoj trovas gravitan disondon en la saturna ringo (angle)
  15. Saturnian Rings Fact Sheet (angle)
  16. RS = Radiuso de Saturno (60 268 km).
  17. Novaj nomoj por la malplenoj de la saturna ringo (angle) Granda bildo
  18. La saturnaj ringoj havas sian propran atmosferon :
    Les anneaux de Saturne ont leur propre atmosphère (el Futura Science) (france)
    Saturn's Rings Have Own Atmosphere (el Science Daily) (angle)
  19. Spying Spokes, (el Astrobiology Magazine) (angle)
  20. Saturnaj Spokoj (angle)
  21. Strioj da fulmo : Saturnaj fulmotondroj estigus striojn en la ringaro ] (germane)
  22. Perditaj kaj retrovitaj spokoj (angle)
  23. La plej granda saturna ringo (angle)
  24. Plej granda planeda ringo malkovrata (angle)
  25. La saturnaj ringoj estas eble malnovegaj (el Futura science) (france)
  26. La saturnaj ringoj: kial ili estas plataj? (angle)
  27. Saturnaj ringoj: pli ondataj ol ebenaj (germane)
  28. La mistero de la nuba luno, el "Cassini-misio ekvinoksa" (de "Jet Propulsion Laboratory") (angle)

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]