Saturnus on yksi aurinkokunnan suurimmista ja salaperäisimmistä planeetoista. Saturnuksen renkaat kätkevät monia salaisuuksia. Kahdensadan viidenkymmenen vuoden ajan ihmiskunta on yrittänyt vastata kysymykseen, miksi he ovat litteitä ja ohuita. Kun tähän kysymykseen vastattiin, ilmestyi kymmeniä uusia. Ja jokainen uusi vastaus herättää yhä enemmän kysymyksiä, jotka lisääntyvät aurinkokuntaa tutkittaessa.
Avausrenkaat
Galileo oli ensimmäinen, joka näki Saturnuksen renkaat kaukoputken läpi vuonna 1610. Mutta hän piti tätä planeetan poikkeamana. Hän salasi löytönsä latinalaisella anagrammilla, joka käännöksenä kuulostaa: "Havaitsin korkeimman kolmoisplaneetan." Vuonna 1656 Huygens näki ensimmäisen renkaan Saturnuksella. Hän kirjoitti, että Saturnusta ympäröi ohut litteä rengas, joka ei ole missään kosketuksessa planeetan kanssa ja on kallistettu ekliptiikan tasoon. Giovanni Cassini vuonna 1675 päätti, että tämä ei ollut yksi jatkuva rengas. Hän näki kaksi rengasta, jotka on erotettu toisistaan. Tätä tilaa kutsuttiin myöhemmin Cassinin divisioonaksi (tai aukoksi).
Tutkimus 18-19vuosisatoja
Saturnuksen lisätutkimukset eivät tuoneet tutkijoita lähemmäksi renkaiden rakenteen ja syiden selvittämistä. Mysteereitä on juuri lisätty. Pitkään oletettiin, että planeetalla on kaksi kiinteää ja ohutta rengasta. Laplace, suoritettuaan laskelmia painovoimakentän vaikutuksesta, päätteli vuonna 1787, että renkaita on useita tuhansia tai miljoonia. Hän uskoi, että renkaat olivat kiinteitä ja muistuttivat voimisteluvanteita.
Ranskalainen tiedemies E. Roche määritti vähimmäisetäisyyden, jolla esineet voivat olla Saturnuksen gravitaatiokentän vaikutuksen alaisena. Hän totesi säteen olevan 2,44. (Myöhemmin sitä kutsuttiin Roche-rajaksi). Tätä etäisyyttä lähempänä kaikki kiinteät tai nestemäiset satelliitit tuhoutuvat gravitaatiokentän vaikutuksesta. Saturnuksen renkaat sijaitsevat tällä säteellä. Renkaiden ulkokoko on 2,3 planeetan sädettä. Jos ne olisivat kiinteitä tai nestemäisiä, gravitaatiokenttä repisi ne erilleen.
James Clerk Maxwell osallistui sormusten fyysisen rakenteen tutkimukseen. Hänen havainnot viittaavat siihen, että Saturnuksen renkaat voivat koostua pienistä hiukkasista. Maanmieheni Sofia Kovalevskaja kiinnostui tästä ongelmasta. Hän osoitti, että renkaat eivät voi olla kiinteitä eivätkä nestemäisiä. Doppler-siirtymiä tutkiessaan tiedemiehet D. Keeler ja W. Campbell huomasivat, että hiukkaset liikkuvat kiertoradoilla, jotka eivät ole ristiriidassa taivaanmekaniikan lakien kanssa.
Tutkimus 1900-luvulla
1950-luvun 1950-luvulla spektrianalyysin avulla havaittiin, että Saturnuksen renkaat sisältävät paljonjäätynyt vesi. Se oli erittäin tärkeää. Lopulta onnistui selvittämään, mistä Saturnuksen renkaat on tehty. Jään lisäksi renkaista löytyi metaania, rikkiyhdisteitä, vetyä, ammoniakkia ja rautayhdisteitä. Poikkeuksellista tietoa on saatu avaruusluotaimista. Pioneer (1979) ja kaksi Voyageria (1980 ja 1981) lensivät Saturnuksen ohi. Vuonna 1997 Cassini-Huygensin tehtävä alkoi. Luotain välitti ainutlaatuista tietoa, jota ei vielä analysoida. Huygens-luotain laskeutui Saturnuksen suurimmalle kuulle Titanille, ja ihmiset maan päällä kuulivat toisen maailman ääniä, näkivät vuoria ja tasankoja.
Sormusten salaisuudet
Tänään on kerätty paljon tietoa Saturnuksen renkaista. Lopullista, johdonmukaista mallia ei kuitenkaan vielä ole olemassa. On kysymyksiä, jotka odottavat vastausta. Uranuksen ja Neptunuksen ympäriltä on löydetty renkaita. Miksi tällainen muodostuma on vain asteroidivyöhykkeen ulkopuolella eikä millään maanpäällisillä planeetoilla? Fyysiset prosessit, jotka johtivat renkaiden muodostumiseen, ovat epäselviä. Miten puristus tapahtui ja miksi muodostui satoja yksittäisiä rakenteita? Miten renkaiden hiukkaset eivät tartu toisiinsa eivätkä sekoitu? Renkailla on magneettipeilin ominaisuudet. Niistä heijastuu ympyräpolarisaation sähkömagneettiset aallot. Magneettikenttä työntyy ulos renkaasta A, havaitaan voimakas radioa altojen heijastus. Kehässä B on pinnat, jotka odottavat selittämistä. Sormuksissa on alhainen kirkkaus, mikä ei vastaa laskettua. Saturnuksen renkaiden läheltä löydettiin ilmakehä, jonka alkuperä ei ole selvä. nähtyniin sanotut tiheysaallot ja monet muut ilmiöt, jotka odottavat selittämistä.
Hypoteesit
Vuonna 1986 esitettiin hypoteesi Saturnuksen renkaat muodostavan jään suprajohtavuudesta. Jää on yleensä monimutkainen muodostuma ja muodostumisolosuhteista riippuen sillä voi olla erilaisia ominaisuuksia. Suprajohtavuuden ansiosta on mahdollista luoda johdonmukainen fyysinen malli Saturnuksen renkaista, mikä selittää monet poikkeavuudet.
Kuinka monta rengasta Saturnuksella on?
Tähänkään kysymykseen ei ole lopullista vastausta. Nykyään päärenkaita on 13. Niitä kutsutaan latinalaisten aakkosten kirjaimilla: A, B, C, D jne. Renkaiden välisiä välejä kutsutaan jakoiksi tai rakoiksi. Siellä on Cassinin jaot, Huygensin, Kuiperin, Maxwellin jne. halkaisijat. Saturnuksen renkaiden halkaisija vaihtelee 146 000 km:stä 273 000 km:iin. Vuonna 2009 Phoebuksen rengas löydettiin, oletetaan Rhean renkaan olemassaoloa. Niiden halkaisijoita ei ole vielä määritetty tarkasti.
Havainto maasta
Saturnuksen renkaat eivät aina ole näkyvissä Maasta. Tämä johtuu siitä, että Saturnuksen päiväntasaaja on voimakkaasti kallistettu Auringon ympärillä olevan kiertoradan tasoon ja renkaat sijaitsevat päiväntasaajan tasolla. Vuosi Saturnuksella kestää 29,5 Maan vuotta, ja Saturnuksen päiväntasauksen aikana sen renkaat katoavat maalliselle tarkkailijalle. Sitten noin 7 vuotta ne ovat näkyvissä toisella puolella. Saturnuksen päivänseisauksen aikana ne saavuttavat maksiminäkyvyytensä ja laskevat sitten vähitellen, kunnes ne ovat täysin näkymättömiä.
ViimeVuosien ajan planeettojen astrofysiikka on kehittynyt nopeasti. Tiedemiehet saivat mahdollisuuden käyttää planeettojenvälisten luotainten tietoja, kuten sanotaan, koskettaakseen käytännössä avaruusobjekteja. Tulevina vuosina Saturnuksen renkaiden pitäisi jakaa salaisuutensa ihmiskunnalle.
