Pierścienie planetarne – definicja, powstawanie i ciekawostki

Pierścienie planetarne są niezwykle fascynujące. Odkrycie pierwszych pierścieni wokół Saturna zdziwiło wszystkich. Nikt nie sądził, że coś takiego w ogóle może istnieć. Naukowcy myśleli, że to coś unikatowego, czego nie posiada żadna planeta. Mylili się. Prawda jest taka, że pierścienie planetarne są dość powszechne – i to nie tylko wokół planet.

Definicja pierścieni planetarnych

Pierścienie planetarne to rodzaj naturalnego satelity. Są zbiorami cząsteczek, skał i lodu, które orbitują wokół ciała niebieskiego. W naszym układzie słonecznym pierścieniami mogą pochwalić się: Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. O pierścieniach wokół Saturna wiedzieliśmy niedługo po tym, jak planeta została odkryta, natomiast te wokół reszty olbrzymów były dla nas zaskoczeniem.

Potwierdziliśmy również istnienie pierścieni wokół planetoid. Znamy jak dotąd jeden taki przypadek, ale bardzo prawdopodobnie, że jest ich więcej. Dumna właścicielka pierścienia to Chariklo i została odkryta przez obserwacje pasu planetoid znajdującego się za Marsem.

Niektóre planety, w tym Saturn, posiadają księżyce, których orbita znajduje się wewnątrz systemu pierścieni. Te księżyce są często nazywane psami pasterskimi, ponieważ pomagają utrzymać cząsteczki pierścieni w miejscu.

Charakterystyka systemu pierścieni

Systemy pierścieni mogą być rozległe i geste, jak te należące do Saturna lub cienkie i rzadkie, jak te znajdujące się wokół Jowisza, Urana, Neptuna i Chariklo. Pierścienie Saturna mają tylko kilka km grubości, ale cały system zaczyna się 67000km od jądra Saturna i rozciąga się na ponad 13 mln km. Składają się one głównie z wody, lodu i pyłu. Pierścienie Jowisza składają się z ciemnego pyłu. Są wąskie i rozciągają się od 92000km do 226000km od jądra planety.

Pierścienie planetarne należące do Urana i Neptuna również są ciemne i rzadkie. Neptun posiada tylko pięć pierścieni, a planetoida Chariklo tylko dwa wąskie, ale zwarte pasy. Naukowcy podejrzewają, że jeszcze kilka planetoid oraz planeta karłowata Haumea znajdująca się w Pasie Kuipera posiadają pierścienie, jednak nie ma na to jeszcze dowodów.

Jak powstają pierścienie planetarne?

Istnieją dwie teorie mające wyjaśnić w jaki sposób tworzą się pierścienie planetarne. Pierwsza z nich sugeruje, że powstają na skutek zmiażdżenia księżyca, czy to przez grawitację planety, czy przez przelatujące planetoidy. Następnie siły grawitacyjne rozdrabniały powstałe kawałki w pył, rozciągając je wokół planety formując dysk. Druga teoria mówi, że pierścienie powstały z cząsteczek, które nie były w stanie uformować księżyca. Obie teorie mogą być prawdziwe.

W obu przypadkach największą rolę odgrywa grawitacja planety. Blisko planety siła przyciągania może rozerwać planetę ka kawałki, lub powstrzymać pył lub skały od połączenia się w coś większego. Nie jesteśmy w stanie stwierdzić, która teoria jest prawdziwa dla którego pierścienia, choć naukowcy doszli do wniosku, że niektóre pierścienie planetarne są dość młode, więc musiały powstać na skutek rozerwania.

Pierścienie Saturna

Pierścienie planetarne wokół Saturna są szerokie i cienkie. Składają się głównie z wody w formie lodu i składają się z odłamków wielkości ziaren piasku, jak również z kamieni wielkości przeciętnego domu. Oprócz szerokich pierścieni A,B i C, Saturn posiada również kilka wąskich pierścieni o szerokości około 100km.

Pierścienie Urana i Neptuna

Pierścienie Urana są wąskie i ciemne – prawie niewidoczne z Ziemi. Dziewięć głównych pierścieni odkryto w 1997 roku, kiedy astronomowie obserwowali planetę na tle gwiazdy. Astronomowie spodziewali się, że światło gwiazdy zniknie, kiedy Uran przeleci między nią a teleskopem. Okazało się jednak, że gwiazda kilkukrotnie zrobiła się odrobinę ciemniejsza, kiedy nachodziły na nią pierścienie planety. Była to niezwykła okazja, która pozwoliła naukowcom dokładnie zmapować pierścienie Urana. W 1986 sonda Voyager zbliżyła się do Urana wystarczająco, aby sfotografować pierścienie odkrywając dwa dodatkowe.

Pierścienie Neptuna są bardzo podobne do tych należących do Uranu, z jedną różnicą – są dużo cieńsze, a cząsteczki nie są równomiernie rozprowadzone po całej ich szerokości. Ze względu na to, że ciężko dostrzec je z Ziemi prawdopodobnie minie trochę czasu zanim będziemy w stanie powiedzieć z całą pewnością dlaczego tak się dzieje.

Pierścienie u innych ciał niebieskich

Chariklo jest jak dotąd jedynym ciałem niebieskim innym niż planeta u którego zaobserwowaliśmy pierścienie. Chariklo jest jedną z większych planetoid w pasie między Marsem a Jowiszem. Dwa pierścienie planetoidy rozciągają się na 19km od jej centrum. Naukowcy podejrzewają, że planetoida może oprócz tego posiadać księżyc, jednak nie udało im się tego potwierdzić.

Haumea, planeta karłowata znajdująca się w pasie Kuipera również posiada pierścienie. Naukowcy dokonali tego odkrycia 21 stycznia 2017r. Jest to pierwsze ciało niebieskie w tym miejscu, u którego potwierdzono istnienie pierścieni. Promień pierścieni to 2.287km, a ich szerokość to koło 70km.