Saturnuksen renkaat

Saturnuksen renkaat ovat rengasjärjestelmä jättiläisplaneetta Saturnuksen ympärillä. Ne koostuvat lukemattomista jäähitusista ja jäämurikoista sekä kivikappaleista ja pölystä. Renkaat löysi Christian Huygens 1655, vaikka Galileo Galilei oli nähnyt Saturnuksen renkaat epätarkalla kaukoputkella kahtena kuuna. Saturnuksen renkaita on monen värisiä ja niissä on kaksi tunnetumpaa ja suurempaa aukkoa, Cassinin jako ja Encken jako. Aukkoja luovat Saturnuksen kuiden vetovoiman aiheuttamat ratahäiriöt ja ne vaikuttavat myös joidenkin renkaiden pitkäikäisyyteen.

Aluksi renkaita luultiin yhtenäisiksi kiinteiksi kappaleiksi. Vuonna 1859 James Clerk Maxwell kuitenkin väitti, ettei niin voi olla. Sellainen rengas ei pysyisi koossa vaan hajoaisi pieniksi kappaleiksi. Sen sijaan renkaat koostuvat pienistä hiukkasista, joista jokainen erikseen kiertää Saturnusta. Kun kaukoputket kehittyivät entistä tarkemmiksi, James Keeler saattoi vuonna 1895 todeta, että Maxwell oli ollut oikeassa.

Yleistä 
Saturnuksen renkaat koostuvat miljardeista pienistä kappaleista. Kappaleiden läpimitta on muun muassa 1 cm - 10 m.  Ne ovat mm vesijäätä.

Suurten renkaiden läpimitta on 270 000 km, mutta paksuus alle 100 metriä.  Monin paikoin  paksuus on noin 10 m. Kaikkien, hyvin himmeiden renkaiden leveys 26 miljoonaa km. Renkaiden massa 1.5 * 10E19 kg, mikä on sama kuin 0.41 sisimmän suuren kuun, Mimasin massasta. 

Renkaiden ajatellaan yleensä syntyneen muinaisen kuun hajottua. Kuu pirstoutui vuorovesivoimiin, se ajautui ratahäiriöiden takia liian lähelle Saturnusta. Tämä tapahtui Aurinkokunnan iän mitassa melko äsken, noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Tuhoutunut kuu saattoi olla Japetuksen kokoinen.

Renkaat

(1) Tilapäinen nimi.
(2) Etäisyys kapeamman renkaan tai aukon keskustaan, ei reunaan.
(3) Epävirallinen nimi.

D-rengas
Saturnuksen sisin ja hyvin himmeä rengas.

C-rengas
C-rengas on leveä ja himmeä rengas, jonka massa on 1,1×1018 kg ja paksuus 5 metriä.

Colombon aukko
Colombon aukko sijaitsee C-renkaan sisäosassa. Alueella on kirkas, kapea ja muodoltaan lievästi elliptinen Titanin rengas, joka on resonanssissa Saturnuksen suurimman kuun Titanin kanssa.

Maxwellin aukko
C-renkaassa oleva aukko, jossa on muodoltaan lievästi elliptinen tiheä pieni rengas.

B-rengas
B-rengas on kirkkain ja massaltaan suurin rengas. Sen paksuudeksi on arvioitu 5–10 metriä ja massaksi 2,8×1019 kg.

Cassinin jako 
Cassinin jako on 4 800 kilometriä leveä alue A- ja B-renkaan välissä. Sen löysi Giovanni Cassini vuonna 1675. Maasta katsottuna se näyttää kapealta mustalta aukolta renkaiden välissä. Voyager-avaruusluotaimien ottamista kuvista selvisi kuitenkin että aukossa on ainesta, joka muistuttaa C-renkaan koostumusta. Cassinin jaon sisäreunassa esiintyy voimakasta resonanssia. Renkaan kappaleet kiertävät tällä alueella kahdesti Saturnuksen ympäri yhtä Mimas-kuun kierrosta kohti.

Huygensin aukko 
Huygensin aukko sijaitsee Cassinin jaon sisäreunalla. Alueella on muodoltaan lievästi elliptinen tiheä pieni rengas.

A-rengas
A-rengas on uloin suuremmista ja kirkkaimmista renkaista. Sisäreunan muodostaa Cassinin jako ja selväpiirteinen ulkoreuna on lähellä pienen Atlas-kuun kiertorataa. Renkaan paksuus on 10–30 metriä ja massa 6,2×1018 kg. Renkaan ulompi reuna on 7:6 resonanssissa Januksen ja Epimetheuksen kanssa.

Encken jako
Encken jako on A-renkaassa oleva 325 km leveä aukko, jonka aiheuttaja on alueella kiertävä kuu Pan. Jaon löysi James Edward Keeler vuonna 1888. Cassini-avaruusluotaimen ottamista kuvista on selvinnyt, että alueella on ainakin kaksi heikkoa rengasta.

Keelerin aukko
Keelerin aukko on A-renkaassa oleva kapea aukko noin 250 kilometriä renkaan ulkoreunasta. Tämän sisässä kiertää Dafne, pieni kuu, joka pitää aukkoa yllä.

F-rengas
Saturnuksen uloimpia renkaita, joka sijaitsee noin 3 000 km A-renkaan ulkopuolella. Se löydettiin vuonna 1979 avaruusluotaimen Pioneer 11 ottamista kuvista. Rengas on kapea, vain muutamia satoja kilometrejä leveydeltään. Sen sisä- ja ulkopuolella kiertää kaksi paimenkuuta, Prometheus ja Pandora.

G-rengas
G-rengas on kapea ja himmeä rengas suunnilleen F-renkaan ja E-renkaan sisäreunan puolivälissä. Renkaassa on kirkkaampi kaari lähellä sisäreunaa, joka on pituudeltaan noin kuudesosa renkaan ympärysmitasta ja joka on 7:6 resonanssissa Mimas-kuun kanssa. Kaari koostuu luultavasti suurimmillaan parin metrin kokoisista jääkappaleista, kun taas muut osat G-renkaasta koostuvat tomusta, jota on syntynyt kaaressa tapahtuneista törmäyksistä.

E-rengas
E-rengas on Saturnuksen toiseksi uloin ja erittäin leveä rengas, joka sijaitsee Mimasin ja Rhean kiertoratojen välissä. Se on hajanainen kiekko jäistä ja pölyistä ainesta. Muista renkaista poiketen se koostuu enemmänkin mikroskooppisista kuin makroskooppisista osasista. E-renkaan aineksen lähteeksi on osoittautunut Enceladuksen jäävulkanismi.

Phoeben rengas
NASAn Spitzer-avaruusteleskoopin helmikuussa 2009 tehtyjen havaintojen perusteella tutkijat ovat löytäneet uuden renkaan, joka on tähänastisista suurin.

 

Se ulottuu 128 Saturnuksen säteen päästä aina 207 säteen päähän saakka planeetan keskustasta, eli on hieman lähempänä kuin Saturnuksen uloin kuu Phoebe. Phoebe kiertää planeettaa keskimäärin noin 215 Saturnuksen säteen etäisyydellä. Uusi rengas on 27 astetta kallellaan Saturnuksen päiväntasaajaan ja muihin renkaisiin nähden. Rengas muodostuu hyvin harvasta pölystä ja jäästä ja on siksi näkyvän valon aallonpituuksilla lähes näkymätön. Se kuitenkin voitiin havaita lähettämänsä infrapunasäteilyn avulla. Renkaan hiukkasten oletetaan olevan (mikrometeoroidien ja suurempien kappaleiden) törmäyksistä  Phoebeen, niillä on vastakkainen kiertosuunta seuraavaan sisempään kuuhun Japetukseen nähden. Renkaan materiaali ajautuu hitaasti sisäänpäin johtuen  auringon säteilyn heijastumisesta, ja näin ollen pommittaa hiukkasilla Japetuksen etupuolta. Tämä voisi selittää kuun kaksivärisyyden, joko suoraan tai katalyyttisesti. Japetuksen peittävä tumma aine voi olla Japetuksesta itsestään, jään suotautumisprosessista sublimoitumalla lämpimämmiltä alueilta, tiivistyen kylmemmille alueille . Renkaan olemassaolon ennusti jo 1970 luvulla Cornellín yliopiston professori Joseph Burns. Löydön tekivät Anne J. Verbiscer ja Michael F. Skrutskie (University of Virginia) ja Douglas P. Hamilton (University of Maryland). Löytö julkaistiin Nature-lehdessä.

Lähteet

Aiheesta muualla

 
 
 
 
 
 
 
 

Saturnus
Rengasjärjestelmät