Saturno è circondato da un disco di rocce e frammenti di ghiaccio che viaggiano su orbite concentriche e quasi circolari sul piano equatoriale del pianeta. Visto di fronte, il disco è estremamente sottile - solo poche decine di metri in alcuni punti. Visto di fronte, il disco dà l'impressione di numerosi anelli concentrici, a causa di cambiamenti sistematici nelle proprietà del disco in funzione della distanza dal pianeta. Gli anelli possono essere caratterizzati da un numero di parametri, uno dei quali è la separazione media tra i frammenti costitutivi.

Particelle dell'anello

Gli scienziati usano il termine generico "particelle" per riferirsi ai costituenti di un sistema ad anello planetario. Sebbene la "particella" suggerisca qualcosa di molto piccolo, gli oggetti più grandi negli anelli di Saturno sono rocce o pezzi di ghiaccio piuttosto grandi - spesso molti metri di diametro. Un intero spettro di dimensioni delle particelle è presente, da questi oggetti di grandi dimensioni fino ai granelli di polvere. Il numero di particelle di una determinata dimensione è, in termini approssimativi, inversamente proporzionale alla massa di particelle: in altre parole, le particelle piccole sono più numerose delle particelle grandi.

Quanta materia è negli anelli?

La densità degli anelli di Saturno varia considerevolmente: questo è uno dei motivi per l'apparente banding degli anelli. Il parametro più semplice da calcolare direttamente è la densità della superficie, misurata in grammi per centimetro quadrato. Questo può essere diviso per lo spessore dell'anello per dare una densità di volume in grammi per centimetro cubo. Un altro scienziato di proprietà in grado di misurare è chiamato profondità ottica, che indica quanto sono opachi o trasparenti gli anelli. La profondità ottica è una funzione della densità superficiale e della dimensione delle particelle, quindi quest'ultima può essere dedotta - anche se non viene osservata direttamente - dalle misure di densità e profondità ottica.

La distanza tra le particelle ad anello

Rispetto alla maggior parte degli altri oggetti astronomici, le particelle di ghiaccio e roccia negli anelli di Saturno sono estremamente vicine tra loro. In media, circa il 3% del volume totale del disco è occupato da particelle solide, mentre il resto è spazio vuoto. Questo può sembrare piccolo, ma significa che la tipica separazione tra le particelle è solo un po 'più di tre volte il loro diametro medio. Supponendo un valore di 30 centimetri per quest'ultimo, le rocce si troverebbero a un metro di distanza l'una dall'altra. Non esiste una regola dura e veloce, tuttavia, a causa delle variazioni di densità attraverso gli anelli e l'ampio spettro delle dimensioni delle particelle.

Incontri ravvicinati

La stretta vicinanza delle particelle dell'anello tra loro significa che le collisioni tra di loro si verificano abbastanza spesso, portando alla dissipazione di energia cinetica. L'effetto cumulativo di innumerevoli collisioni nel passato può essere visto nella magrezza simile al rasoio del disco e nella quasi circolarità delle orbite delle particelle. Oltre alle collisioni fisiche, le particelle interagiscono tra loro gravitazionalmente, così come con Saturno stesso e con i suoi numerosi satelliti. Gran parte della struttura fine vista negli anelli di Saturno può essere spiegata da tali interazioni gravitazionali.