Innhold
Saturn er omgitt av en disk med steiner og isfragmenter som reiser på konsentriske, nesten sirkulære baner i planetens ekvatoriale plan. Sett på kant er disken ekstremt tynn - bare noen få titalls meter steder. Sett på siden gir disken utseendet til en rekke konsentriske ringer på grunn av systematiske endringer i egenskapene til disken som en funksjon av avstand fra planeten. Ringene kan kjennetegnes av et antall parametere, hvorav den ene er den gjennomsnittlige separasjonen mellom bestanddelfragmentene.
Ringpartikler
Forskere bruker det generiske uttrykket “partikler” for å referere til bestanddelene i et planetarisk ringsystem. Selv om "partikkel" antyder noe veldig lite, er de største gjenstandene i Saturns ringer betydelige bergarter eller isbiter - ofte mange meter over. Et helt spekter av partikkelstørrelser er til stede, fra disse store gjenstandene ned til støvkorn. Antall partikler med en gitt størrelse er omtrentlig omvendt proporsjonal med partikkelmasse: Med andre ord er små partikler flere enn store partikler.
Hvor mye er det i ringene?
Saturns ringes tetthet varierer betydelig: Dette er en av grunnene til den tilsynelatende båndingen av ringene. Den enkleste parameteren for å beregne direkte er overflatetettheten, målt i gram per kvadratcentimeter. Dette kan deles med tykkelsen på ringen for å gi volumtetthet i gram per kubikkcentimeter. En annen eiendom forskere kan måle kalles den optiske dybden, som indikerer hvor ugjennomsiktige eller gjennomsiktige ringene er. Optisk dybde er en funksjon av overflatetetthet og partikkelstørrelse, slik at sistnevnte kan trekkes ut - selv om den ikke observeres direkte - fra målinger av tetthet og optisk dybde.
Avstanden mellom ringpartikler
Sammenlignet med de fleste andre astronomiske objekter, er is- og bergpartiklene i Saturns ringer ekstremt nær hverandre. I gjennomsnitt er omtrent 3 prosent av det totale volumet på disken opptatt av faste partikler, mens resten er tomt. Dette kan høres lite ut, men det betyr at den typiske separasjonen mellom partikler bare er litt over tre ganger gjennomsnittlig diameter. Hvis man antar en verdi av 30 centimeter for sistnevnte, ville bergartene ligge så nær en meter unna hverandre. Det er imidlertid ingen hard og rask regel på grunn av tetthetsvariasjoner over ringene og det store spekteret av partikkelstørrelser.
Nære møter
Ringpartiklens nærhet til hverandre gjør at kollisjoner mellom dem forekommer ganske ofte, noe som fører til spredning av kinetisk energi. Den kumulative effekten av utallige kollisjoner i fortiden kan sees i knivlignende tynnhet på disken og den nær sirkulariteten til partikkelbaner. I tillegg til fysiske kollisjoner, samhandler partiklene gravitasjonsmessig med hverandre, så vel som med Saturn selv og dens mange satellitter. Mye av den fine strukturen som er sett i Saturns ringer kan forklares med slike gravitasjonsinteraksjoner.