Saturnus se ringe

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
Die volle ringstelsel, soos afgeneem deur die Cassini–ruimtetuig op 15 September 2006 (foto verhelder).

Saturnus se ringe is die grootste planetêre ringstelsel in die sonnestelsel. Hulle bestaan uit tallose klein deeltjies, wat wissel van ’n paar mikrometer tot ’n paar meter in deursnee[1] wat groepe vorm wat om Saturnus wentel. Die deeltjies bestaan feitlik net uit ys wat effens besoedel word deur ruimtestof en ander chemikalieë.

Hoewel die ringe Saturnus helderder laat lyk, is hulle nie met die blote oog van die Aarde af sigbaar nie. Daar is talle gapings in die ringe waar minder deeltjies voorkom, wat óf veroorsaak word deur die planeet se mane óf waarvan die oorsaak onbekend is.

In Desember 2010 het die tydskrif National Geographic voorgestel dat die ringe die oorblyfsels van ’n reuse-maan kan wees wat van sy ysige dop gestroop is voordat dit teen die planeet gebots het.[2]

Geskiedenis[wysig]

Galileo[wysig]

’n Voorstelling van die ringe met kleur.

Galileo Galilei was die eerste mens wat die ringe om Saturnus gesien het, in 1610 deur sy teleskoop. Hy kon egter nie uitmaak wat dit was nie. Hy het geskryf dat Saturnus uit drie planete bestaan wat baie naby aan mekaar lê en altyd in dieselfde posisie ten opsigte van mekaar bly. "Hulle is in ’n lyn parallel met die diereriem, en die middelste een [Saturnus] is sowat drie keer die grootte van dié aan die kante [die kante van die ringe]." In 1612, toe die vlak van die ringe loodreg met die Aarde was, het hulle "verdwyn". Galileo kon dit nie verstaan nie en het gewonder: "Het Saturnus sy kinders ingesluk?" (met verwysing na die mite van die god Saturnus/Kronos wat sy kinders ingesluk het om te voorkom dat hulle sy bewind omverwerp).[3] Hulle het in 1613 weer verskyn, en dit het Galileo verder verwar.[4]

Ander teorieë[wysig]

In 1655 het Christiaan Huygens die eerste mens geword wat voorstel dat ’n ring om Saturnus wentel. Met ’n teleskoop wat hy self ontwerp het en wat baie meer gevorderd as Galileo s’n was, het Huygens Saturnus bestudeer en geskryf: "Dit [Saturnus] word omring deur ’n dun, plat ring wat nêrens aan hom raak nie en oorhel na die sonnebaan."[4] Robert Hooke was nog ’n persoon wat Saturnus vroeg al bestudeer het en hy het waargeneem dat die ringe skadu's gooi.[5]

In 1675 het Giovanni Domenico Cassini vasgestel dat Saturnus se ring uit verskeie kleiner ringe bestaan met gapings tussenin; die grootste van dié gapings is later die Cassini-verdeling genoem. Hierdie verdeling is ’n 4 800 km wye streek tussen die A- en die B-ring.[6] In 1787 het Pierre-Simon Laplace voorgestel dat die ringe bestaan uit ’n groot aantal soliede ringetjies.[7]

James Clerk Maxwell het in 1859 gemeen die ringe kan nie solied wees nie, want dan sou hulle onstabiel gewees en opgebreek het. Hy het voorgestel dat die ringe uit talle klein deeltjies bestaan wat almal onafhanklik van mekaar om Saturnus wentel.[8] Maxwell se teorie is 1895 korrek bewys met spektroskopiese waarnemings van die ringe deur James Keeler van die Allegheny-sterrewag by die Universiteit van Pittsburgh in die VSA.

Die ringe word alfabeties genommer in die volgorde van hul ontdekking.[9] Die hoofringe (van die planeet af) is C, B en A, met die Cassini-verdeling, die grootste gaping, tussen ringe B en A. Verskeie dowwer ringe is meer onlangs ontdek. Die D-ring is baie dof en die naaste aan die planeet. Die dun F-ring lê net buite die A-ring. Buite dié is twee dowwer ringe, G en E.

Fisiese eienskappe[wysig]

Die donker Cassini-verdeling skei die wye B-ring en die buitenste A-ring op hierdie foto van die Hubble-ruimteteleskoop op 22 Maart 2004. Die baie dowwer C-ring is die naaste aan die planeet.

Die digte hoofringe strek van 7 000 tot 80 000 km bokant Saturnus se ewenaar. Hulle het ’n geraamde dikte van tussen 10 meter[10] en 1 km[11], en bestaan uit 99,9% waterys met ’n fraksie onsuiwerhede.[12] Die hoofringe se deeltjies is van 1 cm tot 10 m groot.[13]

Die totale massa van die ringe is sowat 3 x 1019 kg. Dit is ’n baie klein deel van die massa van Saturnus – net effens minder as die massa van die maan Mimas.[14] Onlangs is beweer dat die massa tot drie keer so groot kan wees weens groepvorming,[15] maar dit is nog nie bewys nie.

Terwyl die grootste gapings, soos die Cassini- en die Encke-verdeling, van die Aarde af gesien kan word, het albei Voyager-ruimtetuie waargeneem dat die ringe ’n ingewikkelde struktuur het met duisende dun gapings en ringe. Daar word geglo dit word veroorsaak deur die swaartekrag van Saturnus se baie mane. Sommige gapings word veroorsaak deur die bane van klein mane soos Pan,[16], waarvan baie nog nie ontdek is nie, en dit lyk of sommige ringe beïnvloed word deur die swaartekraguitwerking van klein "herdersatelliete" wat materie wegstoot of aantrek.

Data van die Cassini-ruimtetuig dui aan dat die ringe hul eie atmosfeer het, onafhanklik van dié van Saturnus self. Die atmosfeer bestaan uit molekulêre suurstofgas (O2) wat geproduseer word wanneer ultravioletlig van die Son inwerk op waterys in die ringe.

In 1980 het Voyager 1 verby Saturnus beweeg en gewys die F-ring bestaan uit drie smal ringe wat lyk of dit op ’n komplekse manier vervleg is; dit is nou bekend dat die buitenste twee ringe bestaan uit knoetse, kinkels en klonte wat die illusie van vlegwerk skep, met die dowwer derde ring wat tussen hulle lê.

’n Kunstenaarsvoorsyelling uit 2007 van die groepe ysdeeltjies wat die "soliede" deel van Saturnus se ringe vorm. Hulle hergroepeer voortdurend. Die grootste deeltjies is ’n paar meter in deursnee.

Nuwe foto's van die ringe wat omstreeks 11 Augustus 2009 deur die Cassini-ruimtetuig geneem is, wys dat die ringe op sommige plekke taamlik breër is as normaalweg. Dié verskil kan tot 4 km wees op die grens van die Keeler-verdeling vanweë die wentelbaan van Daphnis, die maan wat die verdeling veroorsaak.[17]

Ontstaan[wysig]

Saturnus se ringe kan baie oud wees, dalk so oud soos die planeet self. Daar is twee hoofteorieë oor die ontstaan daarvan. Volgens die een teorie, wat aanvanklik in die 19de eeu voorgestel is deur Édouard Roche, was die ringe eens ’n maan van Saturnus (met die naam Veritas) waarvan die wentelbaan kleiner geword het totdat dit uitmekaar geruk is.[18] ’n Variasie van die teorie is dat die maan gedisintegreer het nadat dit deur ’n groot komeet of asteroïde getref is.[19] Die tweede teorie is dat die ringe nooit deel was van ’n maan nie, maar die oorblyfsels van die oorspronklike newel waaruit Saturnus gevorm is.

Dit lyk egter waarskynlik dat hulle bestaan uit materiaal van ’n maan van 400 tot 600 km in deursnee, groter as Mimas, wat versteur is. Die laaste keer dat daar sulke groot botsings was wat so ’n groot maan kon versteur, is tydens die Groot Bombardement sowat vier miljard jaar gelede.[20]

Vanweë die helderheid en suiwerheid van die waterys in Saturnus se ringe word soms aangevoer dat hulle baie jonger as die planeet moet wees, dalk net 100 miljoen jaar oud, omdat die ruimtestof sou gelei het tot die verdonkering van die ringe. Nuwe navorsing dui egter daarop dat die B-ring dalk groot genoeg is om die invloed van sulke materiaal af te weer en dus die verdonkering van die ringe te verhoed. Die materiaal in die ringe kan herwin word namate groepe in die ringe vorm en dan deur botsings versteur word. Dit kan verduidelik hoekom die materiaal so jonk voorkom.[21]

Indeling en struktuur[wysig]

Die digste dele van Saturnus se ringstelsel is die A- en die B-ring, wat geskei word deur die Cassini-verdeling. Saam met die C-ring, wat in 1850 ontdek is en dieselfde eienskappe as die Cassini-verdeling het, vorm hulle die "hoofringe". Dié is digter en bevat groter deeltjies as die dowwer "stofringe". Laasgenoemde sluit in die D-, G- en E-ring, asook ander verder as die hoofringstelsel. Hierdie verstrooide ringe word as "stowwerig" beskryf vanweë die klein grootte van hul deeltjies (dikwels net ’n mikrometer in deursnee); hulle bestaan nie uit stof nie, maar nes die hoofringe hoofsaaklik uit waterys. Die F-ring, net buite die A-ring, is moeiliker om in ’n kategorie te plaas; dele daarvan is baie dig, maar dit bevat ook ’n groot mate van stofgrootte deeltjies.

’n Mosaïek in die natuurlike kleure van Saturnus se D-, C-, B-, A- en F-ring (links na regs), op 9 Mei 2007 geneem deur Cassini.
’n Mosaïek in die natuurlike kleure van Saturnus se D-, C-, B-, A- en F-ring (links na regs), op 9 Mei 2007 geneem deur Cassini.

Tabelle[wysig]

Notas:
(1) afstand is na die middel van die verdelings en ringe wat smaller as 1 000 km is
(2) nie-amptelike naam
(3) Naam soos bepaal deur die Internasionale Astronomiese Unie (IAU), tensy anders gemeld.
(4) Data meestal van Nasa se Gazetteer of Planetary Nomenclature [1].[22][23][24]

Hoofindeling van die ringe[wysig]

Naam(3) Afstand van Saturnus
(van middel, in km)(4)
Breedte (km)(4) Genoem na
D-ring 66 900   –  74 510 7 500  
C-ring 74 658   –   92 000 17 500  
B-ring 92 000   –  117 580 25 500  
Cassini-verdeling 117 580   –   122 170 4 700 Giovanni Domenico Cassini
A-ring 122 170   –   136 775 14 600  
Roche-verdeling 136 775   –   139 380 2 600 Édouard Roche
F-ring 140 180 (1) 30   –  500  
Janus/Epimetheus-ring(2) 149 000   –  154 000 5 000 die mane Janus en Epimetheus
G-ring 166 000   –  175 000 9 000  
Methone-ringboog(2) 194 230 ? die maan Methone
Anthe-ringboog(2) 197 665 ? die maan Anthe
Pallene-ring(2) 211 000   –  213 500 2 500 die maan Pallene
E-ring 180 000   –  480 000 300 000  
Phoebe-ring ~4 000 000 – >13 000 000 die maan Phoebe

Strukture in die C-ring[wysig]

Naam(3) Afstand van Saturnus
(van middel, in km)(4)
Breedte (km)(4) Genoem na
Colombo-verdeling 77 870 (1) 150 Giuseppe Colombo
Titan-ringetjie 77 870 (1) 25 die maan Titan
Maxwell-verdeling 87 491 (1) 270 James Clerk Maxwell
Maxwell-ringetjie 87 491 (1) 64 James Clerk Maxwell
Bond-verdeling 88 705 (1) 30 William Cranch Bond en George Phillips Bond
1.470RS-ringetjie 88 716 (1) 16 sy radius
1.495RS-ringetjie 90 171 (1) 62 sy radius
Dawes-verdeling 90 210 (1) 20 William Rutter Dawes

Strukture in die Cassini-verdeling[wysig]

Naam(3) Afstand van Saturnus
(van middel, in km)(4)
Breedte (km)(4) Genoem na
Huygens-verdeling 117 680 (1) 285–400 Christiaan Huygens
Huygens-ringetjie 117 848 (1) ~17 Christiaan Huygens
Herschel-verdeling 118 234 (1) 102 William Herschel
Russell-verdeling 118 614 (1) 33 Henry Norris Russell
Jeffreys-verdeling 118 950 (1) 38 Harold Jeffreys
Kuiper-verdeling 119 405 (1) 3 Gerard Kuiper
Laplace-verdeling 119 967 (1) 238 Pierre-Simon Laplace
Bessel-verdeling 120 241 (1) 10 Friedrich Bessel
Barnard-verdeling 120 312 (1) 13 Edward Emerson Barnard

Strukture in die A-ring[wysig]

Naam(3) Afstand van Saturnus
(van middel, in km)(4)
Breedte (km)(4) Genoem na
Encke-verdeling 133 589 (1) 325 Johann Encke
Keeler-verdeling 136 505 (1) 35 James Keeler

Verwysings[wysig]

  1. NASA.gov[dooie skakel]
  2. Saturn's Rings Made by Giant "Lost" Moon, Study Hints”. National Geographic. URL besoek op 2010-12-13.
  3. Rao, Joe (2003). “NightSky Friday: See Saturn closest to Earth in 30 Years”. space.com. URL besoek op 2007-07-28.
  4. 4,0 4,1 Baalke, Ron. “Historical Background of Saturn's Rings”. Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996. Jet Propulsion Laboratory. URL besoek op 2007-05-23.
  5. Alexander, A. F. O'D. (1962). The Planet Saturn. Faber and Faber Limited, 108–109. ISBN 0-486-23927-6. 
  6. Saturn's Cassini Division”. StarChild. URL besoek op 2007-07-06.
  7. Historical Background of Saturn's Rings”. URL besoek op 2006-03-08.
  8. James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings”. JOC/EFR: Maart 2006. URL besoek op 2007-07-08.
  9. NASA, Solar System Exploration, Saturn: Rings
  10. Cornell University News Service (2005-11-10). “Researchers Find Gravitational Wakes In Saturn's Rings”. ScienceDaily. URL besoek op 2008-12-24.
  11. Saturn: Rings”. Nasa.
  12. Nicholson, P.D. and 16 co-authors (2008). “A close look at Saturn's rings with Cassini VIMS”. Icarus 193 (1): 182–212. DOI:10.1016/j.icarus.2007.08.036.
  13. Zebker, H.A., Marouf, E.A., and Tyler, G.L. (1985). “Saturn's rings – Particle size distributions for thin layer model”. Icarus 64 (3): 531–548. DOI:10.1016/0019-1035(85)90074-0.
  14. Jerome Brainerd, "Saturn's Rings", The Astrophysics Spectator, uitg. 1.8, 24 November 2004, besoek op 27 Mei 2009.
  15. Glen R. Stewart, S. J. Robbins, J. E. Colwell, "Evidence for a Primordial Origin of Saturn's Rings", 39th Annual Division of Planetary Sciences Conference, 8 Oktober 2007, retrieved online 27 Mei 2009.
  16. Burns, J.A.; Hamilton, D.P.; Showalter, M.R. (2001). "Dusty Rings and Circumplanetary Dust: Observations and Simple Physics". Interplanetary Dust. Ed. Grun, E.; Gustafson, B.A.S.; Dermott, S.T.; Fechtig H.. Springer. 641–725. 
  17. Surprising, Huge Peaks Discovered in Saturn's Rings”. SPACE.com Staff. space.com: 2009-09-21. URL besoek op 2009-09-26.
  18. Baalke, Ron. “Historical Background of Saturn's Rings”. 1849 Roche Proposes Tidal Break-up. Jet Propulsion Laboratory. URL besoek op 2008-09-13.
  19. The Real Lord of the Rings
  20. Kerr Richard A (2008). “Saturn's Rings Look Ancient Again”. Science 319 (5859). DOI:10.1126/science.319.5859.21a.
  21. "Saturn's Rings May Be Old Timers", NASA/JPL and University of Colorado, 2007-12-12. URL besoek op 2008-01-24.
  22. Carolyn Porco; Nicholson, P. D.; Borderies, N.; Danielson, G. E.; Goldreich, P.; Holberg, J. B.; Lane, A. L. (October 1984). “The Eccentric Saturnian Ringlets at 1.29RS and 1.45RS”. Icarus 60 (1): 1–16. DOI:10.1016/0019-1035(84)90134-9.
  23. Carolyn Porco; Nicholson, P. D. (November 1987). “Eccentric features in Saturn's outer C ring”. Icarus 72 (2): 437–467. DOI:10.1016/0019-1035(87)90185-0.
  24. Flynn, B. C.; Cuzzi, J. N. (November 1989). “Regular Structure in the Inner Cassini Division of Saturn's Rings”. Icarus 82 (1): 180–199. DOI:10.1016/0019-1035(89)90030-4.
  25. Lakdawalla, E. (2009-02-09). “New names for gaps in the Cassini Division within Saturn's rings”. New names for gaps in Saturn's rings – The Planetary Society Blog. Planetary Society. URL besoek op 2009-01-11.
Die Sonnestelsel
Son Mercurius Venus Maan Aarde Phobos en Deimos Mars Ceres Asteroïdegordel Jupiter Jupiter se natuurlike satelliete Jupiter se ringe Saturnus Saturnus se natuurlike satelliete Saturnus se ringe Uranus Uranus se natuurlike satelliete Uranus se ringe Neptunus Neptunus se natuurlike satelliete Neptunus se ringe Pluto Charon, Nix en Hydra Haumea Haumea se natuurlike satelliete Makemake Kuiper-gordel Eris Dysnomia Verstrooide skyf Hills-wolk Oort-wolkSolar System Template Final.png
Beeldinligting
SonMercuriusVenusAardeMarsCeresJupiterSaturnusUranusNeptunusPlutoHaumeaMakemakeEris
Mane: AardeMarsAsteroïdiesJupiterSaturnusUranusNeptunusPlutoHaumeaErisRinge: JupiterSaturnusUranusNeptunus
PlaneteDwergplaneteKleinplanete
MeteoroïdesAsteroïdesAsteroïdegordelSentoureTrans-Neptunus-voorwerpeKuiper-gordelVerstrooide skyfKometeHills-wolkOort-wolk