Saturns ringe er en ting af skønhed. De har vakt nysgerrigheden hos legioner af astronomer gennem århundreder, og alligevel er der stadig meget lidt kendt om dem.
Relateret indhold
- Se Tre af Saturns måner udgør på en familiefoto
- Et tip om, at en Saturnian måne kunne have hydrotermiske åbninger - og støtte livet
- Saturns ringe kan strimles en af dens måner til stykker
Hvor gamle er de? Hvordan kom de der? Tjener de noget formål? Ingen af disse spørgsmål har endelige svar. Selv antallet af ringe varierer afhængigt af hvordan tællingen udføres.
Ringerne blev først observeret i 1610 af Galileo. Han og andre tidlige astronomer var ikke engang sikre på, om de var ringe, fordi de tilsyneladende med jævne mellemrum forsvandt - en funktion af, at de tynde bånd undertiden blev set kantet på. Men et kontrolleret eksperiment 50 år eller mere efter Galileos opdagelse beviste, at de faktisk var ringe.
I løbet af de næste par århundreder lærte man imidlertid ikke meget mere om disse ringe, indtil rumfartøjet Pioneer og Voyager dirigerede flyvebiler fra den sjette planet fra solen i de tidlige 1980'ere. Viden er fremskyndet med Cassini-Huygens-missionen - et samarbejdsprojekt fra NASA, Det Europæiske Rumfartsagentur og det italienske rumfartsagentur designet til at undersøge alle aspekter af Saturn, dens måner og ringe. Det 4.600 pund store Cassini-rumfartøj - et af de største og mest komplekse interplanetære køretøjer, der nogensinde er bygget - nåede Saturn i 2004, efter en 7-årig rejse. Siden har videresendt fantastiske billeder og data. Cassini skulle slutte i 2008, men dens mission er blevet udvidet flere gange, og det er i øjeblikket planlagt til døden i 2017.
Hvorfor studere ringene? ”Ringerne er faktisk ikke så betydningsfulde, vil jeg sige med hensyn til hvad de kan lære os, ” siger John Weiss, en lektor i fysik ved St. Martin's University i Lacey, Washington. ”Den vigtigste grund til, at jeg tror, at de fleste af os studerer det, er, at der er et mysterium der, noget vi ikke forstår, ” tilføjer Weiss, der udførte sit post-doktorgradsarbejde som billedspecialist på Cassini-missionen og har fokuseret lige siden dynamikken i Saturns ringe.
Ringerne kan også tilbyde ledetråde til, hvordan planeter dannes, og om orbital dynamik, siger han.
I dette simulerede billede af Saturns ringe angiver farve ringpartikelstørrelser i forskellige regioner baseret på de målte virkninger af tre radiosignaler. Tre samtidige radiosignaler på 0, 94, 3, 6 og 13 centimeter bølgelængde (Ka-, X- og S-bånd) blev sendt fra Cassini-rumfartøjet gennem ringene til Jorden. (NASA / Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology) 
En panoramaudsigt blev skabt ved at kombinere 165 billeder taget af Cassini vidvinkel kamera over en periode på næsten tre timer den 15. september 2006. (NASA / Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology) 
En visning af Saturn fra Cassini-missionens fjerde år i 2000. (NASA / Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology) Den fremherskende visdom har været, at ringene blev til for omkring 100 millioner år siden - en ægte ung i sammenligning med det 4, 5 milliarder år gamle solsystem. Men i 2014 hævdede University of Colorado i Boulder-forskere, bevæbnet med data fra Cassini, at ringene var der i starten og er faktisk omkring 4 til 5 milliarder år gamle.
De estimerede ringernes alder delvis ved at undersøge de isgranuler, der udgør hovedparten af dem. Denne is er primært vand med en lille smule methan og kuldioxid, siger Weiss. Nogle gange dækker isen noget stenigt materiale, da partiklerne vejr over tid, de mister en vis refleksionsevne. Et støvlag kan også opbygge over tid. På denne måde kan alder estimeres ved refleksionsevne, men Colorado-undersøgelsen viste, at selv skinnende, reflekterende partikler muligvis er gamle.
”Jeg ville elske ideen om, at disse ringe altid har været omkring Saturn, men jeg har ingen anden grund til det bortset fra æstetik, ” siger Weiss. Det er ikke klart, om Colorado-fundene vil holde op over tid, tilføjer han.
Så hvordan kom partiklerne der? En teori er, at ringene består af resterne af måner, der er knust af meteoritter. Eller de kan være rester af rester fra en komet, der brød sammen. Weiss siger, at han ikke mener, at der er nok bevis til at sige, hvilket er mest sandsynligt.
I øjeblikket tæller astronomer otte hovedringe. Da de blev opdaget, blev hver tildelt et bogstav i alfabetet (ikke nøjagtigt den flasheste nomenklatur for en sådan ærefrygtindgydende planet). Men de vises ikke i alfabetisk rækkefølge. Arbejder udad fra Saturn, de første er C-, B- og A-ringe. D-ringen er svag og tættest på planeten. F-ringen er smal og er lige uden for A-ringen. Derudover er to svagere ringe, G og E. Der er mellemrum mellem de ringe, der er blevet navngivet, og ringlets inden i ringene, der har hævet ringetællingen i tusinder.
Generelt strækker ringerne sig omkring 175.000 miles ud fra Saturn - næsten afstanden mellem Jorden og dens måne. Men de varierer i bredde og højde - nogle er kun 30 fod høje.
Cassini-håndværket har gjort nogle interessante opdagelser om ringe - herunder at Saturns måner har lanceret bølger i ringene, og at små "propeller" -objekter i ringe ændrer dem. Astronomer holder øje med dem i håb om at se, hvordan de ændrer deres baner, og hvilken indflydelse de kan have i fremtiden.
Når Cassini afslutter sin mission i 2017, planlægger ingeniørerne en sti, der forhåbentlig sikkert manøvrerer den gennem ringene uden at blive ødelagt af partiklerne, så den kan tage billeder inden for ringene og mellemrummene. Håndværket vil derefter ende sit liv i en fyr, når det rammer Saturns atmosfære - hvis det gør det så langt.
”Så når den går ned, vil den gå ned med en svanesang, ” siger Weiss, der har en vis tristhed til at overveje rumfartøjets bortgang.
Det er din tur til Ask Smithsonian.
