Pierścienie planetarne są interesującym zjawiskiem. Po prostu w przeciwieństwie do Saturna ich układy są mniej widoczne i być może mniej piękne do zobaczenia.
Dzięki wysiłkom badawczym podjętym w ciągu ostatnich kilku dekad, w których sondy kosmiczne zostały wysłane do zewnętrznego Układu Słonecznego, zrozumieliśmy, że wszystkie gazowe olbrzymy - Jowisz, Saturn, Uran i Neptun - wszystkie mają swoje własne układy pierścieniowe. I to nie wszystko! W rzeczywistości systemy pierścieniowe mogą być bardziej powszechne niż wcześniej sądzono…
Pierścienie Jowisza:
Dopiero w 1979 r. Odkryto pierścienie Jowisza, gdy sonda kosmiczna Voyager 1 przeprowadziła przelot wokół planety. Zostały one również dokładnie zbadane w latach 90. przez orbitera Galileusza. Ponieważ składa się głównie z pyłu, układ pierścieniowy jest słaby i można go zaobserwować tylko za pomocą najpotężniejszych teleskopów lub z bliska przez orbitalny statek kosmiczny. Jednak w ciągu ostatnich dwudziestu trzech lat był wielokrotnie obserwowany z Ziemi, a także przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a.
Układ pierścieniowy składa się z czterech głównych elementów: gruby wewnętrzny torus cząstek zwany „pierścieniem halo”; stosunkowo jasny, ale niezwykle cienki „pierścień główny”; oraz dwa szerokie, grube i słabe zewnętrzne „pierścienie gossamer”. Te zewnętrzne pierścienie składają się z materiału z księżyców Amalthea i Thebe i są nazwane na ich cześć (tj. „Pierścień Amalthea” i „Pierścień Thebe”).
Główny i halo pierścienie składają się z pyłu wyrzuconego z księżyców Metis, Adrastea i innych nieobserwowanych ciał macierzystych w wyniku uderzeń z dużą prędkością. Naukowcy uważają, że pierścień może istnieć nawet wokół księżyca na orbicie Himalii, który mógłby powstać, gdy inny mały księżyc uderzył w niego i spowodował wyrzucenie materiału z powierzchni.
Pierścienie Saturna:
Tymczasem pierścienie Saturna są znane od stuleci. Chociaż Galileusz Galilei stał się pierwszą osobą, która zaobserwowała pierścienie Saturna w 1610 roku, nie miał wystarczająco mocnego teleskopu, aby rozpoznać ich prawdziwą naturę. Dopiero w 1655 roku Christiaan Huygens, holenderski matematyk i naukowiec, stał się pierwszą osobą, która opisała je jako dysk otaczający planetę.
Kolejne obserwacje, które obejmowały badania spektroskopowe do końca XIX wieku, potwierdziły, że składają się one z mniejszych pierścieni, z których każdy składa się z drobnych cząstek krążących wokół Saturna. Cząstki te mają rozmiary od mikrometrów do metrów, które tworzą grudki krążące wokół planety i które składają się prawie w całości z lodu wodnego zanieczyszczonego pyłem i chemikaliami.
W sumie Saturn ma układ 12 pierścieni z 2 podziałami. Ma najobszerniejszy układ pierścieniowy spośród wszystkich planet w naszym Układzie Słonecznym. Pierścienie mają liczne szczeliny, w których gęstość cząstek gwałtownie spada. W niektórych przypadkach jest to spowodowane osadzeniem się w nich Księżyców Saturna, co powoduje destabilizację rezonansów orbitalnych.
Jednak w pierścieniu Tytana i pierścieniu G rezonans orbitalny z księżycami Saturna ma stabilizujący wpływ. Daleko poza głównymi pierścieniami znajduje się pierścień Phoebe, który jest nachylony pod kątem 27 stopni do innych pierścieni i, podobnie jak Phoebe, krąży w kierunku wstecznym.
Pierścienie Urana:
Pierścienie Urana są uważane za stosunkowo młode, mające nie więcej niż 600 milionów lat. Uważa się, że powstały one z fragmentacji kolizyjnej wielu księżyców, które kiedyś istniały na całej planecie. Po zderzeniu księżyce prawdopodobnie rozpadły się na liczne cząstki, które przetrwały jako wąskie i optycznie gęste pierścienie tylko w ściśle zamkniętych strefach o maksymalnej stabilności.
Uran ma do tej pory 13 pierścieni. Wszystkie są bardzo słabe, większość jest nieprzejrzysta i ma zaledwie kilka kilometrów szerokości. Układ pierścieniowy składa się głównie z dużych ciał o średnicy od 0,2 do 20 m. Kilka pierścieni jest optycznie cienkich i wykonanych z małych cząstek pyłu, co utrudnia ich obserwowanie za pomocą teleskopów ziemskich.
Pierścienie Neptuna:
Pierścienie Neptuna zostały odkryte dopiero w 1989 roku, dopóki sonda kosmiczna Voyager 2 nie przeprowadziła przelotu planety. W układzie zaobserwowano sześć pierścieni, które najlepiej opisać jako słabe i wątłe. Pierścienie są bardzo ciemne i prawdopodobnie składają się ze związków organicznych przetwarzanych przez promieniowanie, podobnych do występujących w pierścieniach Urana. Podobnie jak Uran i Saturn, cztery księżyce Neptuna krążą wokół układu pierścieniowego.
Inne organy:
W 2008 roku zasugerowano, że efekty magnetyczne wokół księżyca Saturna na Rei mogą wskazywać, że ma on swój własny układ pierścieniowy. Jednak kolejne badania wykazały, że obserwacje uzyskane podczas misji Cassini sugerowały, że za efekty magnetyczne odpowiedzialny był jakiś inny mechanizm.
Wiele lat przed tym, jak sonda New Horizons odwiedziła ten system, astronomowie spekulowali, że Pluton może mieć również układ pierścieniowy. Jednak po przeprowadzeniu historycznego przelotu systemu w lipcu 2015 r. Sonda New Horizons nie znalazła żadnych dowodów na istnienie układu pierścieniowego. Podczas gdy na planecie karłowatej znajdowało się wiele satelitów oprócz największej (Charon), szczątki z całej planety nie zlewały się w pierścienie, zgodnie z teorią.
Niewielka planeta Chariklo - asteroida krążąca wokół Słońca między Saturnem a Uranem - ma także dwa pierścienie, które ją krążą. Przyczyną może być kolizja, która spowodowała powstanie łańcucha gruzu na orbicie wokół niego. Ogłoszenie tych pierścieni nastąpiło 26 marca 2014 r. I było oparte na obserwacjach poczynionych podczas gwiezdnej okultyzacji 3 czerwca 2013 r.
Następnie w 2015 r. Dokonano ustaleń wskazujących, że Chiron z 2006 r. - kolejny ważny Centaur - może mieć własny pierścień. Doprowadziło to do dalszych spekulacji, że w Układzie Słonecznym może znajdować się wiele mniejszych planet, które mają układ pierścieni.
Krótko mówiąc, cztery planety w naszym Układzie Słonecznym mają skomplikowane układy pierścieniowe, a także mniejszą planetę Chariklo i być może nawet wiele innych mniejszych obiektów. W tym sensie układy pierścieniowe wydają się być znacznie bardziej powszechne w naszym Układzie Słonecznym, niż wcześniej sądzono.
Napisaliśmy wiele artykułów o planetach z pierścieniami dla czasopisma Space Magazine. Oto artykuł o składzie pierścieni Saturna, a także artykuł o planetach z pierścieniami.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat planet, sprawdź stronę eksploracji Układu Słonecznego NASA, a tutaj link do Symulatora Układu Słonecznego NASA.
Nagraliśmy też serię odcinków astronomii obsadzonych na temat każdej planety w Układzie Słonecznym. Zacznij tutaj, odcinek 49: Merkury.
