ดาวเคราะห์ดาวเสาร์คือสิ่งที่สร้างวงแหวนขึ้นมา วงแหวนดาวเสาร์: ทำไม และทำมาจากอะไร? "กระแทก" ในแนวตั้งบนวงแหวน

ดาวเสาร์เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่น่าสนใจที่สุดสำหรับนักดาราศาสตร์ทั้งมืออาชีพและสมัครเล่น เราสนใจดาวเคราะห์ดวงนี้มากที่สุดเนื่องจากมีวงแหวนที่มีลักษณะเฉพาะ แม้ว่าจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ใครๆ ก็สามารถมองเห็นวงแหวนที่น่าประทับใจเหล่านี้ได้แม้จะใช้กล้องโทรทรรศน์ที่อ่อนแอที่สุดก็ตาม

แม้ว่าเราจะเห็นว่าระบบการก่อตัวนี้เป็นวงแหวนกว้างขนาดใหญ่วงหนึ่งที่หมุนอยู่ในวงโคจรของดาวเคราะห์ แต่ระบบวงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยวงแหวนที่แตกต่างกันจำนวนมากซึ่งมีความหนาแน่น ความหนา และความกว้างต่างกัน

วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยน้ำแข็งและฝุ่นเป็นหลัก และถูกยึดไว้ในวงโคจรโดยอิทธิพลแรงโน้มถ่วงอันซับซ้อนของดาวก๊าซยักษ์และดวงจันทร์ของมัน ซึ่งบางส่วนอยู่ภายในวงแหวนจริงๆ

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์จะสดใสและเป็นจริงมากยิ่งขึ้นเมื่อมาพร้อมกับภาพถ่ายที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์และยานอวกาศจำนวนนับไม่ถ้วนที่บินผ่านวงแหวนเหล่านั้น แม้ว่ามนุษยชาติจะได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับวงแหวนตั้งแต่ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อสี่ศตวรรษก่อน แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงศึกษาวงแหวนเหล่านี้ต่อไปเพื่อเพิ่มพูนความรู้

ได้รับแรงบันดาลใจจากความงามและความสง่างามของพวกเขาโดยการอ่านข้อเท็จจริง 25 ประการเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์และชมภาพถ่ายที่น่าทึ่งมากมาย!

25. ในปี 1610 นักดาราศาสตร์ชื่อดังและศัตรูของโบสถ์กาลิเลโอ กาลิเลอี กลายเป็นบุคคลแรกที่ชี้กล้องโทรทรรศน์ของเขาไปที่ดาวเสาร์ เขาเห็นรูปร่างแปลกๆ คลุมเครือใกล้ดาวดวงนี้ และเนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ของเขาไม่ทรงพลังเพียงพอ เขาจึงไม่รู้ว่านี่คือวงแหวนของดาวเสาร์

24. วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็งและเศษน้ำแข็งหลายพันล้านชิ้น โดยมีขนาดตั้งแต่ 1 เซนติเมตรถึง 10 เมตร

23. เราสามารถมองเห็นดาวเคราะห์ 5 ดวงด้วยตาเปล่า ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ แต่หากต้องการดูวงแหวนดาวเสาร์ คุณจะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายอย่างน้อย 20 เท่า

22. ตั้งชื่อวงแหวนตามลำดับตัวอักษรตามวันที่ค้นพบ วงแหวนที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดคือวงแหวน D ตามด้วยวงแหวน C, B, A, F, Janus/Epimetheus, G, Pallene และ E

21. เชื่อกันว่าวงแหวนของดาวเสาร์เป็นซากของดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่าน (ส่วนใหญ่เป็น) ดาวเคราะห์น้อย หรือดวงจันทร์ที่พังทลาย ส่วนใหญ่เป็นเพราะ 93% ของมวลของพวกมันประกอบด้วยน้ำในรูปของน้ำแข็งที่มีสิ่งเจือปนเล็กน้อย

20. บุคคลแรกที่มองเห็นและระบุวงแหวนของดาวเสาร์คือนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ คริสเตียน ฮอยเกนส์ ในปี 1655 จากนั้นเขาก็เสนอว่าวงแหวนก๊าซยักษ์นั้นมีวงแหวนที่แข็ง บาง และแบนหนึ่งวง

19. แหล่งที่มาของสสารวงแหวน E หรือน้ำแข็ง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุคือเอนเซลาดัส ดาวเทียมดวงที่ 6 ของดาวเสาร์ ซึ่งอยู่บนพื้นผิวที่มีไกเซอร์ใช้งานอยู่ โดยพ่นไอพ่นน้ำขนาดใหญ่ขึ้นสู่อวกาศ ดาวเทียมดวงนี้มีความสำคัญมากสำหรับเรา เพราะภายใต้พื้นผิวของมัน มีมหาสมุทรที่คาดว่าสิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้

18. วงแหวนแต่ละวงโคจรรอบดาวเสาร์ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

17. วงแหวนของดาวเสาร์มีชื่อเสียงมากที่สุดในระบบสุริยะ แต่ดาวก๊าซยักษ์อีกดวงอย่างดาวพฤหัส และดาวยักษ์น้ำแข็งอย่างเนปจูนและดาวยูเรนัสก็มีวงแหวนเช่นกัน

16. วงแหวนของดาวเคราะห์สามารถใช้เป็นบันทึกทางประวัติศาสตร์ได้ โดยแสดงหลักฐานของดาวหางและอุกกาบาตที่เคลื่อนผ่านพวกมันในเส้นทางชนกับดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวงแหวน C ได้ค้นพบระลอกคลื่นในชั้นของมัน ซึ่งพวกเขาสงสัยว่ามีสาเหตุมาจากเศษซากจากดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย

15. แม้ว่าดาวหางสามารถทิ้งรูไว้ในวงแหวนได้ แต่วัตถุขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักระหว่าง 100 ล้านถึง 10 พันล้านตัน ซึ่งชนกับวงแหวนในปี 1983 ทำให้เกิดการโยกเยก พวกเขาจะผันผวนเป็นเวลาหลายร้อยปี

14. อนุภาคภายในวงแหวนของดาวเสาร์บางครั้งอาจรวมตัวกันเป็นกระจุกแนวตั้ง ก่อตัวก่อตัวสูงกว่า 3 กิโลเมตร

13. ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่หมุนรอบเร็วเป็นอันดับสองรองจากดาวพฤหัส โดยโคจรรอบแกนของมันเองภายในเวลา 10 ชั่วโมง 34 นาที 13 วินาที เนื่องจากความเร็วของมัน ดาวเคราะห์จึงมีรูปร่างนูนที่เส้นศูนย์สูตร (และแบนกว่าที่ขั้ว) ซึ่งเน้นย้ำวงแหวนของมันมากขึ้น

12. วงแหวน F แคบ (แม้ว่าจริงๆ แล้วจะเป็นวงแหวนแคบ 3 วง) ซึ่งอยู่นอกระบบวงแหวนหลักของดาวเสาร์ ดูเหมือนจะโค้งงอ งอ และกระจุก นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าดาวเทียมจิ๋วอาจติดอยู่ภายในโครงสร้าง ทำให้วงแหวนมีลักษณะบิดเบี้ยวและถักเปีย

11. เพื่อเข้าสู่วงโคจรของดาวเสาร์ หุ่นยนต์สำรวจแคสสินีจะบินอย่างระมัดระวังระหว่างวงแหวน F และ G ก่อนที่จะกลายเป็นดาวเทียมเทียมของดาวเคราะห์

10. ช่องว่างในวงแหวน A - ช่องว่าง Keeler และช่องว่าง Encke - มีดาวเทียมดวงเล็ก ๆ ของตัวเอง: Daphnis อยู่ภายในช่องว่าง Keeler และ Pan ด้านในช่องว่าง Encke

9. แม้ว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะทอดเงาไปในอวกาศถึง 280,000 กิโลเมตร แต่โดยทั่วไปแล้ววงแหวนเหล่านั้นจะมีความหนาไม่เกิน 9 เมตร

8. ในวงแหวนของดาวเสาร์ มีการค้นพบการก่อตัวของหินที่วิ่งข้ามวงแหวนและดูเหมือนผี ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ซี่" ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ที่แพร่หลายก็คือ สิ่งเหล่านี้เป็นชั้นของอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กที่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งสามารถก่อตัวและสลายไปภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่เข้าใจว่าอะไรเป็นสาเหตุให้พวกมันก่อตัวขึ้น แต่ทฤษฎีต่างๆ ก็รวมถึงอุกกาบาตที่พุ่งชนวงแหวน หรือลำแสงอิเล็กตรอนจากฟ้าผ่าในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ถูกโยนเข้าไปในวงแหวน

7. Rhea ดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองของดาวเสาร์อาจมีระบบวงแหวนเป็นของตัวเอง ไม่เคยมีการค้นพบวงแหวนรอบดวงจันทร์มาก่อน และในปัจจุบันยังมีหลักฐานที่อ่อนแอสำหรับเรื่องนี้ แต่สัญญาณของการชะลอตัวของอิเล็กตรอนใกล้กับนกกระจอกเทศและการมีน้ำแข็งบนพื้นผิวดวงจันทร์ (จากการก่อตัวของน้ำแข็งวงแหวนที่หลุดออกจากวงโคจร) ทำให้คำถามนี้ไม่ได้รับการแก้ไข .

6. แม้จะมีขนาดที่เห็นได้ชัด แต่จริงๆ แล้ววงแหวนเหล่านี้ค่อนข้างเบา ไททันเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาดวงจันทร์ทั้ง 62 ดวงของดาวเสาร์ โดยมีมวลมากกว่า 90% ของมวลดาวเทียมทั้งหมดที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงนี้

5. แผนกแคสสินีเป็นช่องว่างวงแหวนที่เกิดขึ้นระหว่างวงแหวนหลัก B และ A ช่องว่างในอวกาศคือ 4,700 กิโลเมตร

4. ดาวเทียมบางดวงของดาวเสาร์ โดยเฉพาะแพนโดร่าและโพรมีธีอุส จับอนุภาคที่อยู่นอกสุดของวงแหวนไว้ เพื่อป้องกันไม่ให้พวกมันเคลื่อนที่ออกไปจากพวกมัน ซึ่งก็คือกระเจิงในอวกาศ ดาวเทียมดังกล่าวเรียกว่าดาวเทียม "เชพเพิร์ด" เพราะดูเหมือนว่าพวกมันจะ "กินหญ้า" อนุภาคเหล่านี้

3. เมื่อเร็วๆ นี้ นักดาราศาสตร์ค้นพบวงแหวนยักษ์วงใหม่รอบดาวเสาร์ วงแหวนนี้อยู่ห่างจากพื้นผิวโลกระหว่าง 3.7 ถึง 11.1 ล้านกิโลเมตร โดยเอียง 27 องศาเมื่อเทียบกับระนาบของวงแหวนอื่นๆ นอกจากนี้การหมุนยังเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม

2. วงแหวนใหม่นั้นเบาบางมากจนเมื่อเข้าไปข้างในแล้วจึงสังเกตได้ยาก แม้ว่าจะสามารถรองรับดาวเคราะห์ได้นับพันล้านดวงที่มีขนาดเท่าโลกก็ตาม วงแหวนนี้เพิ่งค้นพบเมื่อไม่นานมานี้เนื่องจากอนุภาคเย็นของมัน (ประมาณ -193°C) สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดเท่านั้น

1. จากการค้นพบในปี 2014 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอย่างน้อยดวงจันทร์บางดวงของดาวเสาร์อาจก่อตัวขึ้นที่ขอบเขตวงแหวนของมัน

รูปภาพขอบเขตวงแหวน A แสดงให้เห็นว่าอะไรอาจเป็นการก่อตัวของดาวเทียมขนาดเล็กภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เนื่องจากดวงจันทร์ของดาวเสาร์หลายดวงเป็นน้ำแข็ง และอนุภาคน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบหลักของวงแหวน จึงสันนิษฐานว่าดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นจากวงแหวนที่อยู่ไกลออกไปซึ่งมีอยู่ในอดีตอันไกลโพ้น

วงแหวนดาวเสาร์เป็นปรากฏการณ์ที่งดงามที่สุดในระบบสุริยะ

ใครเป็นคนแรกที่เห็นวงแหวนดาวเสาร์?

วงแหวนของดาวเสาร์ถูกพบเห็นครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี กาลิเลโอ กาลิเลอี ในปี 1610 เมื่อเขาชี้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาสร้างไว้ที่ดาวเสาร์ เขาแสดงความรู้สึกของเขาดังนี้: “ดาวเสาร์มีสองหู” ชาวดัตช์ Christian Huygens ในปี 1655 ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่แรงกว่า มองเห็นสิ่งที่กาลิเลโอไม่เคยเห็น เขาสังเกตเห็นวงแหวนอันงดงามรอบดาวเสาร์ที่แขวนอยู่ในอวกาศ

ราวกับห้อยลงมาจากดาวเคราะห์สีเหลืองน้ำตาลอ่อน วงแหวนเหล่านั้นก็เปล่งประกายและเปล่งประกายท่ามกลางรังสีของดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกล เช่นเดียวกับดาวพฤหัส ดาวเสาร์เป็นโลกก๊าซขนาดยักษ์ที่ปกคลุมไปด้วยบรรยากาศไฮโดรเจน และมีเมฆแอมโมเนียน้ำแข็งและน้ำแข็ง พื้นผิวดาวเคราะห์เป็นโลหะเหลวคล้ายไฮโดรเจน วงแหวนที่ส่องแสงของดาวเสาร์นั้นทำจากน้ำแช่แข็ง - น้ำแข็ง

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ดวงดาวและกลุ่มดาว

วงแหวนของดาวเสาร์ทำมาจากอะไร?

ประกอบด้วยน้ำแข็งขนาดต่างๆ ตั้งแต่ก้อนที่สามารถใส่ในแก้วน้ำอัดลม ไปจนถึงภูเขาน้ำแข็งขนาดกลาง เมื่อมองจากระยะไกล ชิ้นส่วนน้ำแข็งดูเหมือนก่อตัวเป็นวงแหวนกว้างหลายวงที่โคจรรอบดาวเสาร์ด้วยความเร็ว 72,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ก่อนที่ยานโวเอเจอร์ 1 และโวเอเจอร์ 2 จะสำรวจดาวเสาร์ด้วยการบินผ่านมันในระยะใกล้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่ามีวงแหวนน้ำแข็งสามหรือสี่วงที่โคจรรอบดาวเสาร์

ภาพแรกที่ส่งโดยยานอวกาศกลายเป็นการเปิดเผย แทนที่จะเป็นเพียงไม่กี่วง กลับมีหลายพันวง มองเห็นช่องว่างลึกระหว่างวงแหวนทั้งตรงนี้และตรงนั้น แต่โดยส่วนใหญ่วงแหวนจะอยู่ใกล้กันมาก เหมือนร่องในคอมแพคดิสก์

กล้องของยานอวกาศโวเอเจอร์อยู่ห่างจากวงแหวนมากเกินไปที่จะได้ภาพคุณภาพสูงของก้อนน้ำแข็งแต่ละก้อน แต่จากภาพจะเห็นได้ชัดว่าวงแหวนนั้นบางมาก: มองเห็นดวงดาวผ่านพวกมันได้ อีกหนึ่งความประหลาดใจ ส่วนเชื่อมต่อที่โปร่งใสระหว่างวงแหวนคือชิ้นน้ำแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่หนึ่งถึงเก้าสิบกิโลเมตรซึ่งเรียกว่ารู เพื่อไม่ให้สับสนกับดวงจันทร์ที่แท้จริงของดาวเสาร์ เชื่อกันว่าแรงดึงดูดของหลุมต่างๆ ร่วมกับแรงโน้มถ่วงของดาวเทียมที่แท้จริงของดาวเสาร์ จะเป็นตัวกำหนดการวางแนวเชิงพื้นที่ของวงแหวน

ดาวเสาร์ ดาวเคราะห์ดวงที่ 6 จากดวงอาทิตย์ วงแหวนของดาวเสาร์เป็นระบบที่ก่อตัวเป็นน้ำแข็งและฝุ่นที่มีศูนย์กลางร่วมกันซึ่งตั้งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ดวงนี้ประกอบด้วยวงแหวนหลัก 7 วง (A, B, C, D, E, F, G) และวงแหวนเล็กๆ มากมาย

การค้นพบวงแหวนดาวเสาร์

พ.ศ. 2153 (ค.ศ. 1610) กาลิเลโอ กาลิเลอีเป็นคนแรกที่เห็นวงแหวนของดาวเสาร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่กำลังขยาย 20 เท่า แต่จำไม่ได้ว่าเป็นวงแหวน

พ.ศ. 2198 (ค.ศ. 1655) นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Christian Huygens เป็นคนแรกที่จดจำวงแหวนที่ยื่นออกมาแปลก ๆ ที่มาพร้อมกับดาวเสาร์ แต่เพียง 4 ปีต่อมา เมื่อมั่นใจว่าเขาพูดถูก เขาพูดจากหน้าหนังสือ "ระบบดาวเสาร์" ว่าดาวเสาร์ "ถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนแบนบาง ๆ เอียงไปทางสุริยวิถี" ไม่แตะต้องเลย

พ.ศ. 2218 (ค.ศ. 1675) จิโอวานนี โดเมนิโก แคสซินี ผู้อำนวยการหอดูดาวปารีส ค้นพบแถบสีดำภายในวงแหวน (ต่อมาเรียกว่า "แผนกแคสซินี") เธอตัดมันออกเป็นสองส่วน - พวกมันเริ่มถูกเรียกว่าวงแหวน A และ B เขาเป็นคนแรกที่แนะนำว่าวงแหวนนั้นประกอบด้วยอนุภาคแต่ละตัว

ที่มาของแหวน

ตอนนี้สมมติฐานเริ่มปรากฏทีละข้อ เป็นเวลาหลายศตวรรษที่วงแหวนลึกลับของดาวเสาร์ดึงดูดความสนใจของนักดาราศาสตร์มาโดยตลอด ยิ่งกล้องโทรทรรศน์มีความก้าวหน้ามากขึ้นเท่าไร โครงสร้างของวงแหวนก็ดูซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น ทุกวันนี้ด้วยความช่วยเหลือของยานสำรวจระหว่างดาวเคราะห์ที่เคยไปดาวเสาร์ เรารู้เรื่องเกี่ยวกับพวกมันมาก นอกเหนือจากวงแหวนหลักแล้ว นักดาราศาสตร์ยังนับวงแหวนแต่ละวงมากกว่า 100,000 วงแหวนที่ล้อมรอบดาวเคราะห์อีกด้วย มีองค์ประกอบทางเคมีและสีต่างกัน ต้นกำเนิดของวงแหวนยังคงมีคำถามมากมาย นักวิจัยไม่เคยหยุดที่จะเสนอสมมติฐานใหม่ที่อธิบายลักษณะของวงแหวน

สมมติฐาน

ในศตวรรษที่ 19 เอดูอาร์ด อัลเบิร์ต โรช นักดาราศาสตร์จากฝรั่งเศสตั้งสมมติฐานว่าดวงจันทร์ดวงหนึ่งของดาวเสาร์เข้ามาใกล้โลกมากจนถูกกระแสน้ำฉีกออกเป็นชิ้นๆ และเศษซากของมันก็ก่อตัวเป็นวงแหวนซึ่งปัจจุบันล้อมรอบดาวเสาร์ ไม่มีดาวเทียมใดที่ผ่านสิ่งที่เรียกว่า "ขีดจำกัดโรช" จะสามารถอยู่รอดได้ ไม่ช้าก็เร็วมันจะสลายตัวกลายเป็นวงแหวนอีกวงหนึ่งซึ่งต่อมาจะตกลงบนดาวเคราะห์ดวงนี้ อาจเป็นไปได้ว่าวงแหวนตามผู้สนับสนุนสมมติฐานนี้เป็นเพียงปรากฏการณ์ชั่วคราว เราโชคดีที่ได้อยู่ในช่วงเวลาที่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่หลายดวงถูกล้อมรอบด้วยพวกมัน

ตามสมมติฐานอื่น วงแหวนอาจก่อตัวขึ้นหลังจากการชนกันของดวงจันทร์ดวงหนึ่งของดาวเสาร์กับอุกกาบาตขนาดใหญ่ เศษชิ้นส่วนจำนวนมากที่เกลื่อนกลาดไปรอบ ๆ ดาวเคราะห์หลังจากการชนกันกลายเป็นวัสดุที่ใช้สร้างวงแหวน จากการคำนวณพบว่ามีอายุไม่เกิน 100 ล้านปี

แหวนทำมาจากอะไร?

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าวงแหวนของดาวเสาร์มีน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบ 90–95% แต่เทห์ฟากฟ้าที่สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับพวกมันได้อย่างน้อยครึ่งหนึ่งประกอบด้วยซิลิเกตและโลหะต่างๆ ดังนั้นวงแหวนของดาวเสาร์ควรมีวัสดุเหล่านี้อย่างน้อยหลายสิบเปอร์เซ็นต์ มีเพียงสมมติฐานใหม่เท่านั้นที่สามารถแก้ไขข้อขัดแย้งนี้ได้

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าวงแหวนของดาวเสาร์เช่นเดียวกับดาวเทียมที่อยู่ใกล้ที่สุด ก่อตัวขึ้นจากภัยพิบัติเดียวกัน? เวอร์ชันนี้หยิบยกขึ้นมาในปี 2010 โดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Robin Kanup เขาแนะนำว่าในอดีตอันไกลโพ้นมีดาวเทียมอีกดวงหนึ่งที่มีขนาดใหญ่เท่ากับไททันโคจรรอบดาวเสาร์ แกนกลางประกอบด้วยซิลิเกตและเหล็ก และถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกน้ำแข็งอันทรงพลัง เมื่อเข้าใกล้ดาวเคราะห์ในระยะทางเท่ากับขีด จำกัด ของ Roche ภายใต้อิทธิพลของแรงขึ้นน้ำลงเขาโยนเปลือกน้ำแข็งนี้ออกไปและค่อยๆแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และเริ่มวนเวียนใกล้ดาวเสาร์ก่อตัวเป็นวงแหวนจำนวนมาก ส่วนแกนหินเหล็กของดาวเทียมก็ถล่มดาวเสาร์

ตามการคำนวณ วงแหวนของดาวเสาร์เคยมีน้ำหนักมากกว่าในปัจจุบันหลายพันเท่า อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่ชนเข้ากับพวกมันเป็นครั้งคราวทำให้วัตถุบางส่วนหลุดออกไป ดาวเทียมชั้นในของดาวเสาร์สามารถเกิดขึ้นได้จากมัน - ตัวอย่างเช่น Tethys ในขณะเดียวกันซิลิเกตและโลหะที่มีอยู่ในดาวเคราะห์น้อยได้เติมเต็มวัสดุของวงแหวน - นี่คือลักษณะที่ปรากฏของสิ่งสกปรก 5-10% ที่พบในนั้น

แหวนเกิดขึ้นเมื่อไหร่?

อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ก็มีข้อบกพร่องเหมือนกัน เช่นเดียวกับข้อสันนิษฐานอื่นๆ ที่กล่าวถึง ตัวอย่างเช่น หลังจากการถูกทำลายของดาวเทียม เศษขนาดต่าง ๆ ปรากฏขึ้น - ตั้งแต่ก้อนน้ำแข็งไปจนถึงภูเขาน้ำแข็งที่ทอดยาวหลายสิบกิโลเมตร ในความเป็นจริง ไม่มีน้ำแข็งก้อนใดที่ก่อตัวเป็นวงแหวนที่มีความยาวเกิน 10 เมตร เป็นอีกเรื่องหนึ่งถ้าวงแหวนของดาวเสาร์ปรากฏพร้อมกับดาวเคราะห์! จากนั้น เนื่องจากการต้านแรงโน้มถ่วงอันทรงพลัง น้ำแข็งชิ้นเล็กๆ จึงไม่สามารถรวมตัวกันเป็นก้อนขนาดเท่าบ้านได้ นอกจากนี้ การทำลายดาวเทียมยังคงเป็นอุบัติเหตุ และดาวเคราะห์ยักษ์ทุกดวงถูกล้อมรอบด้วยวงแหวน จึงไม่ยากที่จะเชื่อในอุบัติเหตุ นักดาราศาสตร์หลายคนเชื่อว่าวงแหวนรอบดาวเคราะห์ก่อตัวในเวลาเดียวกันกับพวกมัน

แล้ววงแหวนเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากสสารที่ถูกเก็บรักษาไว้ตั้งแต่กำเนิดระบบสุริยะเหรอ? ในเวลานั้นดิสก์ก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่หมุนรอบดวงอาทิตย์จากวัสดุที่ดาวเคราะห์เกิดทีละดวง เศษน้ำแข็งและฝุ่นผงที่เหลือจากการเตรียมพื้นที่ กำลังหมุนอยู่ท่ามกลางดาวเคราะห์ที่เพิ่งสร้างใหม่ และในที่สุดก็กลิ้งไปเป็นกลุ่มดาวเทียม แต่พวกมันสามารถเกิดขึ้นได้ในระยะที่ห่างจากโลกเท่านั้น ไม่เช่นนั้นพวกมันจะพังทลายลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นใกล้กับดาวเคราะห์ยักษ์ เศษของดิสก์ก๊าซและฝุ่นจึงยังคงอยู่ระยะหนึ่ง ซึ่งต่อมาได้ก่อตัวเป็นวงแหวนแยกกัน

เนื่องจากการชนกันบ่อยครั้งตลอดจนอิทธิพลของพลังน้ำขึ้นน้ำลงอันทรงพลังทำให้เมล็ดพืชและก้อนเนื้อเหล่านี้ไม่เคยก่อตัวเป็นดาวเทียมดวงเดียว หากเวอร์ชันนี้ถูกต้อง วัสดุของวงแหวนจะถูกเติมด้วยสสารจากพื้นผิวดาวเทียมของดาวเสาร์อย่างต่อเนื่อง ไม่เช่นนั้นวงแหวนอาจระเหยออกไปในหลายร้อยล้านปี

การตรวจจับวงแหวนใหม่

ขณะเดียวกัน นักดาราศาสตร์กำลังค้นพบวงแหวนของดาวเสาร์เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อไม่นานมานี้มีการสังเกตเห็นวงแหวนขนาดใหญ่ที่ไม่รู้จักมาก่อน โดยหลักการแล้ว ระบบวงแหวนของดาวเคราะห์ยักษ์นั้นค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงนั้นเอง ตามที่นักดาราศาสตร์รัศมีของมันไม่เกิน 5-10 รัศมีของดาวเคราะห์ ดังนั้นรัศมีของวงแหวนที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ที่รู้จักจนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ - วงแหวน E - ไม่เกิน 10 รัศมีของดาวเสาร์ (รัศมีเส้นศูนย์สูตรของมันคือ 60,000 กม.)

จากการสังเกตการณ์แสดงให้เห็น วงแหวนรอบนอกของดาวเสาร์ถูกฝุ่นที่บินมาจากพื้นผิวดาวเทียมป้อนเข้ามาตลอดเวลาหลังจากการชนกับอุกกาบาตขนาดเล็ก นี่คือสิ่งที่วงแหวนประกอบด้วย ซึ่งค้นพบในปี 2009 เท่านั้น รัศมีของมันคือรัศมี 100 ถึง 200 ของดาวเสาร์ และมันถูกสร้างขึ้นจากฝุ่นที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวของ Phoebe ซึ่งเป็นดาวเทียมที่อยู่ห่างไกลและมืดมนที่สุดของโลก พวกเขาสามารถตรวจจับวงแหวนใหม่ได้เนื่องจากมีรังสีอินฟราเรดที่เล็ดลอดออกมาจากวงแหวนนั้น ต่างจากวงแหวนอื่นๆ ของดาวเสาร์ ตรงที่มันไม่ได้ตั้งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ แต่อยู่ในระนาบของวงโคจรที่มันหมุนรอบดวงอาทิตย์ มุมระหว่างระนาบทั้งสองอยู่ที่ประมาณ 27°

ความหนาแน่นของวงแหวนนี้มีเพียง 20 อนุภาคต่อลูกบาศก์กิโลเมตร (!) ตามคำบอกเล่าของนักดาราศาสตร์ แอนน์ เวอร์บิสเกอร์ แห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัย “อนุภาคของวงแหวนอยู่ห่างจากกันมากจนถ้าคุณเข้าไปข้างใน คุณจะไม่สังเกตเห็นมันทันที” นอกจากนี้ขนาดอนุภาคมักไม่เกินหลายไมโครเมตร

ดูเหมือนว่าอนุภาคฝุ่นที่ลอยออกจากวงแหวนนี้ไปเกาะอยู่บนพื้นผิวของดาวเทียมอีกดวงของดาวเสาร์ชื่อเอเพทัสที่หันหน้าเข้าหามัน สิ่งนี้อธิบายลักษณะที่แปลกประหลาดของดวงจันทร์ดวงนี้ แบ่งออกเป็นสองซีกอย่างชัดเจน สว่างและมืด ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ความสูงของชั้นฝุ่นที่ปกคลุมด้านใดด้านหนึ่งมีตั้งแต่ 20 เซนติเมตรไปจนถึงหลายเมตร

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดอย่างหนึ่งของระบบสุริยะควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นวงแหวนของดาวเสาร์ ทันทีที่พวกมันถูกค้นพบ นักดาราศาสตร์มีคำถามแรกว่า ทำไมพวกมันถึงแบนและบาง? พวกเขาค้นหาคำตอบมาเกือบสองร้อยห้าสิบปีแล้วในที่สุดก็พบ แต่เมื่อถึงเวลานั้น มีคำถามใหม่ๆ หลายสิบคำถามสะสม ซึ่งยังคงเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ เมื่อศึกษาดาวเคราะห์และพื้นที่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์... วงแหวนที่เห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์ น่าทึ่งมาก ซึ่งทำให้เกิดคำถามอย่างชัดเจน: แหวนเหล่านี้มาจากไหน? แล้วทำไมถึงมีแต่ดาวเสาร์ล่ะ?

ในตำนานโรมัน ดาวเสาร์เป็นเทพเจ้าแห่งเกษตรกรรม มีความเกี่ยวข้องกับเทพเจ้ากรีกโครนัสผู้เป็นบุตรของดาวยูเรนัสและไกอาและเป็นบิดาของซุส (ดาวพฤหัสบดี) รากศัพท์ภาษาอังกฤษว่า "วันเสาร์" คือดาวเสาร์

ดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับสองในระบบสุริยะรองจากดาวพฤหัสบดี เช่นเดียวกับดาวพฤหัส มันคือก๊าซยักษ์ เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเสาร์อยู่ที่ 120,000 กิโลเมตร ซึ่งใหญ่กว่าโลก 10 เท่า ด้วยขนาดดังกล่าว ความหนาแน่นของดาวเสาร์จึงน้อยกว่าความหนาแน่นของโลกถึง 8 เท่า สิ่งนี้นำไปสู่คุณสมบัติอันน่าทึ่งของยักษ์ตัวนี้ ซึ่งมีอยู่ในก๊าซยักษ์ทุกตัว มีมวลมากกว่ามวลโลกถึง 95 เท่า และมีปริมาตรมากกว่าถึง 760 เท่า! บรรยากาศของดาวเสาร์ประกอบด้วยเมฆที่ประกอบด้วยแอมโมเนีย พายุเฮอริเคนที่รุนแรงกำลังโหมกระหน่ำบนพื้นผิวโลก (ถ้าคุณสามารถพูดได้เกี่ยวกับก๊าซยักษ์) แรงลมที่เส้นศูนย์สูตรมีความเร็วอันน่าทึ่งถึง 1,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมงตามมาตรฐานของเรา!

ดาวเสาร์เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ กาลิเลโอเป็นคนแรกที่สังเกตมันผ่านกล้องโทรทรรศน์ในปี 1610; เขาเขียนไว้ในสมุดบันทึกว่าเขารู้สึกประหลาดใจมากกับรูปลักษณ์ที่แปลกประหลาดของเขา การตีความการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ในช่วงแรกมีความซับซ้อนเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าโลกเคลื่อนผ่านระนาบวงแหวนของดาวเสาร์ทุกๆ สองสามปี ทำให้รูปลักษณ์ของภาพความละเอียดต่ำของดาวเสาร์เปลี่ยนไปอย่างมาก เป็นเช่นนี้จนกระทั่งปี 1659 เมื่อ Christian Huygens คำนวณรูปทรงของวงแหวนได้อย่างถูกต้อง วงแหวนของดาวเสาร์เป็นเพียงวงแหวนเดียวในระบบสุริยะจนถึงปี 1977 เมื่อมีการค้นพบวงแหวนที่จางมากรอบดาวยูเรนัส (และต่อมาเล็กน้อยรอบดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน)

วงแหวนของโลกถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี กาลิเลโอ กาลิเลอี ในตอนแรกเสนอว่าดาวเคราะห์ถูกล้อมรอบด้วยเมฆก๊าซ หลายทศวรรษต่อมา Huygens ได้รับความช่วยเหลือจากเครื่องมือที่ทันสมัยกว่า พบว่ามันคือวงแหวน แน่นอนว่าระดับการพัฒนาทางดาราศาสตร์ในขณะนั้นไม่อนุญาตให้เราตรวจสอบโครงสร้างของวงแหวนอย่างละเอียดมากขึ้น อันที่จริง ในเวลานั้นแหวนก็ดูเหมือนกัน เพียงสองศตวรรษต่อมาก็เห็นได้ชัดว่าวงแหวนประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กหลายล้านอนุภาค ต่อจากนั้นปรากฎว่าไม่มีวงแหวนเดียว แต่มีวงแหวนหลายวงอยู่รอบโลก

ในที่สุด ในศตวรรษที่ผ่านมา ยานสำรวจอวกาศ Pioneer 2 (1979), Voyager 1 (1980) และ Voyager 2 (1981) ได้ไปเยือนวงโคจรของดาวเสาร์ ซึ่งช่วยตรวจสอบวงแหวนลึกลับในระยะใกล้

มีวงแหวนหลักอยู่ 3 วง ชื่อ A, B และ C ซึ่งมองเห็นได้โดยไม่มีปัญหาอะไรจากโลก นอกจากนี้ยังมีวงแหวนที่อ่อนกว่า - D, E, F เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดพบว่ามีวงแหวนจำนวนมาก มีช่องว่างระหว่างวงแหวนที่ไม่มีอนุภาคอยู่ ช่องว่างหนึ่งที่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์เฉลี่ยจากโลก (ระหว่างวงแหวน A และ B) เรียกว่าช่องว่างแคสสินี ในคืนที่อากาศแจ่มใส คุณยังมองเห็นรอยแตกร้าวที่มองเห็นได้น้อยลงอีกด้วย ส่วนด้านในของวงแหวนหมุนเร็วกว่าวงแหวนด้านนอก

วงแหวนของดาวเสาร์นั้นกว้างมากจนหากเป็นไปได้ ดาวเนปจูนหรือดาวยูเรนัสก็สามารถกลิ้งไปตามมันได้ หรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน ความกว้างของวงแหวนคือ 137,000 กม. ในขณะเดียวกัน แหวนก็มีความหนาเพียงไม่กี่สิบเมตรเท่านั้น

วงแหวนทั้งหมดประกอบด้วยน้ำแข็งแต่ละชิ้นที่มีขนาดต่างกัน ตั้งแต่จุดฝุ่นไปจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางหลายเมตร อนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบเท่ากัน (ประมาณ 10 กม./วินาที ความเร็วของพวกมันมีความสมดุลอย่างมากจนอนุภาคข้างเคียงดูไม่เคลื่อนที่เมื่อสัมพันธ์กัน) ซึ่งบางครั้งก็ชนกัน ภายใต้อิทธิพลของดาวเทียม วงแหวนจะโค้งงอเล็กน้อยจนไม่แบน: มองเห็นเงาจากดวงอาทิตย์ได้ อย่างไรก็ตาม อนุภาคจะเคลื่อนที่ช้าๆ ในทิศทางที่ต่างกันด้วยความเร็ว 1-2 มิลลิเมตร/วินาที
ลักษณะของวงแหวนจะแตกต่างกันไปในแต่ละปี นี่เป็นเพราะความโน้มเอียงของระนาบของวงแหวนกับระนาบของวงโคจรของดาวเคราะห์ ระนาบของวงแหวนเอียงกับระนาบการโคจร 26° ดังนั้นในระหว่างปีเราจะเห็นพวกมันกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หลังจากนั้นความกว้างที่ปรากฏก็ลดลง และหลังจากนั้นประมาณ 15 ปี มันก็กลายเป็นลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนเล็กน้อย

ยานโวเอเจอร์ 1 ช่วยให้เราพิจารณาโครงสร้างของวงแหวนได้ใกล้ยิ่งขึ้น ช่องว่างหลายช่อง นอกเหนือจากช่องว่างแคสสินีที่รู้จักกันมานาน ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่ามีดาวเทียมขนาดเล็กที่มีวงโคจรอยู่ภายในช่องเหล่านี้ และเชื่อกันว่าดาวเทียมดังกล่าวดูเหมือนจะรวบรวมอนุภาคทั้งหมดที่ขวางหน้า อย่างไรก็ตาม Voyager 2 ซึ่งทำการค้นหาดาวเทียมดังกล่าวอย่างเป็นระบบไม่พบสิ่งใดเลย แม้ว่านักดาราศาสตร์บางคนยังคงคาดหวังว่าจะพบการอยู่ร่วมกันของดาวเทียมและช่องว่าง แต่การศึกษาจำนวนมากได้นำไปสู่ข้อสรุปว่าต้นเหตุในการก่อตัวของช่องว่างจำนวนมากนั้นเป็นดาวเทียมจริงๆ แต่มีเพียงผู้ที่มีวงโคจรอยู่นอกวงแหวนเท่านั้น และกลไกการเกิดรอยแตกร้าวนั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ทั้งอนุภาคและดาวเทียมหมุนรอบดาวเสาร์ตามกฎของเคปเลอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามมาด้วยว่ายิ่งวัตถุอยู่ห่างจากศูนย์กลางที่มันหมุนรอบมากเท่าใด ระยะเวลาในการปฏิวัติก็จะนานขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าภายในวงแหวน คาบการหมุนของอนุภาครอบดาวเสาร์นั้นขึ้นอยู่กับระยะห่างจากดาวเคราะห์เท่านั้น สำหรับดาวเทียมใดๆ จะมีวงแหวนซึ่งคาบการหมุนรอบวงที่ใหญ่กว่าของดาวเทียมจะเป็นจำนวนเท่าของคาบการหมุนของอนุภาคที่อยู่ในวงแหวนนี้ สมมติว่าคาบการโคจรของดาวเทียมปรากฏว่ายาวกว่าคาบการโคจรของอนุภาคเกือบสามเท่าพอดี ดาวเทียมดวงนี้เปลี่ยนการเคลื่อนที่ของอนุภาคทั้งหมดในช่วงเวลาสม่ำเสมอ และในที่สุดพวกมันก็ออกจากวงโคจร กลายเป็นช่องว่างบาง ๆ แทบไม่มีอนุภาคเลย ดังนั้นเบื้องหลังแต่ละช่องว่างคืออิทธิพลของดาวเทียมดวงหนึ่งซึ่งกำหนด "บุคลิกภาพ" ได้อย่างง่ายดาย นักดาราศาสตร์กล่าวว่าดาวเทียมกำลังกินช่องว่างนี้ ในที่นี้คำว่า "คนเลี้ยงแกะ" ถูกใช้เป็นคำศัพท์ และดวงจันทร์ที่คอยดูแลช่องว่างในวงแหวนของดาวเสาร์เรียกว่า "คนเลี้ยงแกะ"

ภาพแรกของวงแหวนที่ส่งผ่านโดยยานโวเอเจอร์ 1 แสดงให้เห็นสีที่แตกต่างกันเล็กน้อยในวงแหวน ช่องว่างในวงแหวน C การมีอยู่ของสสารในฟิชชันแคสสินี และการเปลี่ยนแปลงในการกระจายตัวและความสว่างของสสารในวงแหวน C และ B รายละเอียดที่น่าสนใจที่สุดในภาพแรกคือ "ซี่ล้อ" คือลักษณะรัศมีสีเข้มที่ตัดกันส่วนของวงแหวน B ที่สว่าง บางครั้ง "ซี่ล้อ" สังเกตได้เป็นเวลาหลายชั่วโมงแม้ว่าขอบด้านในของวงแหวนจะอยู่ที่ฐานของ "ซี่ล้อ" " หมุนรอบดาวเคราะห์ด้วยความเร็วที่เร็วกว่าขอบด้านนอกที่ด้านบนของ "ซี่ล้อ" และการก่อตัวเหล่านี้จะต้องพังทลายลง

ต่อมาได้ถ่ายภาพ "ซี่" เมื่อมีแสงอาทิตย์ส่องไปข้างหน้า ในภาพเหล่านี้ บริเวณซี่ลวดมีแสงสว่าง ไม่มืดเหมือนในภาพแรกที่ถ่ายโดยมีแสงกระจายไปทางด้านหลัง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าบริเวณ "ซี่" มีอนุภาคฝุ่นที่ละเอียดมาก บริเวณที่สังเกต "ซี่" ซ้อนทับกับเขตวงแหวนที่โคจรรอบดาวเสาร์ด้วยความเร็วเท่ากับสนามแม่เหล็ก ตามที่นักวิทยาศาสตร์บางคนกล่าวไว้ สิ่งนี้อาจอธิบายความเสถียรของซี่ล้อได้ แม้ว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะมีความเร็วต่างกันก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคเจ้าพ่อเหล่านี้กับแรงไฟฟ้าสถิต อนุภาคอาจมีความเข้มข้นในบางพื้นที่หรือลอยอยู่เหนือระนาบของวงแหวน

หากวงแหวนมีประจุ อนุภาคในนั้นควรจะผลักกัน แต่แรงโน้มถ่วงจะยังคงอยู่ในวงแหวน สำหรับอนุภาคขนาดใหญ่ แรงโน้มถ่วงจะมากกว่าแรงผลัก และพวกมันจะยังคงอยู่ในวงแหวน สำหรับอนุภาคขนาดเล็ก แรงผลักจะมีมากกว่า และพวกมันจะลอยอยู่เหนือระนาบของวงแหวน มีการตั้งสมมติฐานว่าสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ส่งผลต่ออนุภาคขนาดเล็กที่มีประจุเหนือวงแหวน B "จัดเรียงพวกมันเหมือนตะไบเหล็ก" หรือทำให้พวกมันเกาะติดกัน สมมติฐานอีกข้อหนึ่งอธิบายการมีอยู่ของซี่ลวดด้วยปรากฏการณ์คลื่นรอบวงแหวน ซึ่งมีอิทธิพลต่ออนุภาคขนาดเล็กในเส้นทางของคลื่น กลไกที่รับผิดชอบในการประจุของวงแหวนยังไม่ชัดเจน มีการเสนอสมมติฐานว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์หรือรังสีอัลตราไวโอเลตพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์
ภาพแสดงให้เห็นว่าวงแหวนดาวเสาร์ทั้ง 6 วงที่เคยสังเกตมาก่อนหน้านี้ (D, C, B, A, F, E - ตามลำดับระยะห่างจากดาวเคราะห์) ประกอบด้วยวงแหวนแคบจำนวนมาก เชื่อกันว่าหลังจากประมวลผลภาพเสร็จแล้ว พวกเขาสามารถนับวงแหวนแคบได้ 500 - 1,000 วงแหวน นอกจากนี้ ยังพบวงแหวนแคบๆ หลายวงในส่วนแคสสินี ซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าเป็นพื้นที่ที่ไม่มีสสาร

ในบางครั้งคุณจะเห็นปรากฏการณ์ที่มีประสิทธิภาพนั่นคือการชนกันของอนุภาคขนาดใหญ่สองตัว ที่นี่ขนาดสองช่วงตึกของบ้านสวนเริ่มสัมผัสกันอย่างช้าๆ ทำให้หิมะที่หลุดลอยหลุดลอยไปจากพื้นผิว พวกเขาโชคไม่ดี: พวกเขาไม่สามารถทนต่อแรงกดดันซึ่งกันและกันเมื่อถูกกระแทกและค่อยๆ สลายไป “ภัยพิบัติ” ทั่วไปสำหรับวงแหวนด้วยความเร็วมิลลิเมตรต่อวินาที! ซากทั้งสองที่เหลืออยู่ของวัตถุดั้งเดิมยังคงเคลื่อนไหว และกองหิมะ ก้อนเนื้อ และฝุ่นหิมะที่ถูกโยนออกมาจากพวกมันค่อย ๆ กระจายไปในทิศทางที่ต่างกัน เป็นประกายในรังสีของดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกล หลังจากผ่านไปสองสามวัน อนุภาคที่ "เสียหาย" ก็จะกลับมาขยายตัวอีกครั้ง โดยกักและดูดซับก้อนหิมะขนาดเล็กจำนวนมหาศาลในวงแหวน
วงแหวน C มีความสว่างน้อยที่สุดในบรรดาวงแหวน "คลาสสิก" ทั้งสามวง (A, B และ C) เห็นได้ชัดว่าสารมีการกระจายตัวมากขึ้นที่นั่น วงแหวนที่สว่างที่สุดคือวงแหวน B ซึ่งความหนาแน่นของสสารควรสูงที่สุด ในวงแหวน B อนุภาคตั้งอยู่อย่างหนาแน่นมากจนเมื่อบินไปตรงกลางเราจะมองไม่เห็นดวงดาว
นอกจากวงแหวนแบบคลาสสิกแล้ว ภาพที่ส่งโดยยานโวเอเจอร์ 1 ยังแสดงวงแหวน D ใกล้โลกที่สุด เชื่อกันว่าก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่ทะลุผ่านสิ่งกีดขวางที่สร้างขอบด้านในของวงแหวน C

เมื่อพิจารณาจากภาพ วงแหวน F อาจมีรูปร่างค่อนข้างเป็นวงรี โดยบางส่วนของวงแหวนบาง ๆ นี้ตั้งอยู่ใกล้กับดาวเคราะห์มากกว่าส่วนอื่น ๆ วงแหวนนี้ดูเหมือนจะประกอบขึ้นด้วย "เกลียว" สองหรือสามอันที่พันกันอย่างหลวมๆ นักวิทยาศาสตร์พบว่าเป็นการยากที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้ สมมติฐานหนึ่งก็คือ เนื่องจากวงแหวน F ประกอบด้วยอนุภาคฝุ่น จึงสามารถรับประจุไฟฟ้าจากแสงแดดหรืออนุภาคที่ได้มาจากแสงอาทิตย์ และกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็ก ในกรณีนี้ อันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์สามารถนำไปสู่การพันกันของวงแหวนได้ พบก้อนสารอยู่รอบๆ วงแหวน F หนึ่งในนั้นหนาแน่นมากจนเข้าใจผิดว่าเป็นดาวเทียมในตอนแรก การวิเคราะห์ในภายหลังแสดงให้เห็นว่านี่คือบริเวณความเข้มข้นของสสารโดยมีขนาดลักษณะเฉพาะ 100 - 200 กม.

ที่มาของแหวน

เชื่อกันมานานแล้วว่าดาวเทียมที่ประมาทเข้าใกล้ดาวเสาร์และถูกพลังน้ำขึ้นน้ำลงฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แต่ข้อมูลของยานโวเอเจอร์หักล้างความเชื่อที่เป็นที่นิยมนี้ ปัจจุบันมีการพิสูจน์แล้วว่าวงแหวนของดาวเสาร์ (และดาวเคราะห์อื่นๆ ด้วย) เป็นซากของเมฆดาวเคราะห์ดวงใหญ่ที่มีความยาวหลายล้านกิโลเมตร
ดาวเทียมก่อตัวจากบริเวณรอบนอกของเมฆนี้ และในภูมิภาคชั้นใน การก่อตัวของดาวเทียม “เสร็จสมบูรณ์” เนื่องจากความเร็วของการชนกันจะเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้ดาวเคราะห์ ใกล้ดาวเคราะห์แต่ละดวงจะมีบริเวณที่อนุภาคซึ่งมีขนาดถึงขนาดหนึ่งเริ่มแตกสลายจากการชนกัน การชนกันนับพันล้านปี - และอนุภาคขนาด 10 เมตรถึงสภาวะหลวมจนพังทลายจากการกระแทกเพียงเล็กน้อยด้วยความเร็ว mm/s อนุภาคขนาดใหญ่ใดๆ จะต้องผ่านวงจรทั้งหมดตั้งแต่การทำลายไปจนถึงการฟื้นฟูภายในไม่กี่วันหรือหลายสัปดาห์
การแข่งขันร่วมกันซึ่งป้องกันการก่อตัวของดาวเทียมขนาดใหญ่นั้นอ่อนแอลงตามระยะห่างจากดาวเคราะห์และในระยะทางหนึ่งสสารบางส่วนก็กลายเป็นดาวเทียมและบางส่วนยังอยู่ในสภาพกระจัดกระจาย - ในรูปแบบของวงแหวน อย่างไรก็ตาม วงแหวนดังกล่าวได้ทำการปฏิวัติมาแล้วหลายล้านล้านรอบในระหว่างการดำรงอยู่ ซึ่งมากกว่าดาวเทียมหรือดาวเคราะห์ในวงโคจรของมันมาก มวลรวมของวงแหวนน้ำแข็งของดาวเสาร์เทียบได้กับมวลของดาวเทียมมิมาสซึ่งมีรัศมี 200 กม.

ทำไมแหวนถึงแบน? การแบนราบลงเป็นผลมาจากการเผชิญหน้าระหว่างสองกองกำลังหลัก: แรงโน้มถ่วงและแรงเหวี่ยง แรงดึงดูดโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะบีบอัดระบบจากทุกด้าน และการหมุนจะป้องกันการบีบอัดข้ามแกนการหมุน แต่ไม่สามารถป้องกันไม่ให้แบนไปตามแกนได้ นี่คือต้นกำเนิดของดิสก์จักรวาลต่างๆ รวมถึงวงแหวนดาวเคราะห์ด้วย

แต่มีเพียงดาวเสาร์เท่านั้นที่พวกเขาอาจพูดว่ากลายเป็น "บัตรโทรศัพท์" ของดาวเคราะห์ดวงนี้ เนื่องจากความสว่างและความสวยงาม ดาวเสาร์จึงเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มีวงแหวน แม้ว่าในความเป็นจริงแล้ว มันมีวงแหวนด้วย แม้ว่าจะไม่สว่างและสังเกตเห็นได้ชัดเจนเท่าดาวเสาร์ก็ตาม

ผู้ค้นพบวงแหวนของดาวเสาร์

วงแหวนของดาวเสาร์ถูกพบเห็นครั้งแรกในปี 1610 โดยนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ผู้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งกลายเป็นความรู้สึกทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงในสมัยนั้น แต่กาลิเลโอ กาลิเลอีไม่สามารถอธิบายธรรมชาติและที่มาของวงแหวนได้ นับตั้งแต่วินาทีที่ค้นพบ วงแหวนเหล่านี้ยังคงเป็นปริศนาสำหรับมนุษยชาติมานานหลายศตวรรษ ใช่ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ยังคงอยู่จนถึงทุกวันนี้ เนื่องจากการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์ที่ดำเนินการโดย NASA ในช่วงทศวรรษ 1980 ของศตวรรษที่ผ่านมาด้วยความช่วยเหลือของยานอวกาศ Voyager 1 และ Voyager 2 มีแต่เพิ่มความลึกลับเท่านั้น

วงแหวนของดาวเสาร์ทำมาจากอะไร?

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ วงแหวนรอบดาวเสาร์ประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากและดาวเทียมที่ถูกทำลาย ซึ่งถูกทำลายก่อนที่จะถึงพื้นผิวโลก พวกมันเติมเต็มอนุภาคจำนวนมากมายในวงแหวนเดียวกันนี้

ขนาดของอนุภาควงแหวนอาจแตกต่างกันตั้งแต่ก้อนกรวดขนาดเล็กไปจนถึงบล็อกขนาดใหญ่ขนาดภูเขา นอกจากนี้วงแหวนแต่ละวงยังหมุนรอบโลกด้วยความเร็วของมันเอง ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัดว่าความเร็วของวงแหวนดาวเสาร์ขึ้นอยู่กับความเร็วเท่าใด

ภาพถ่ายวงแหวนดาวเสาร์

เรานำภาพถ่ายที่สวยงามของวงแหวนดาวเสาร์มาสู่ความสนใจของคุณ

ดาวเสาร์มีวงแหวนมาจากไหน?

ในปัจจุบัน ทางวิทยาศาสตร์มีสองทฤษฎีที่อธิบายกำเนิดวงแหวนของดาวเสาร์ ตามที่กล่าวไว้ในตอนแรกพวกมันถูกสร้างขึ้นจากการชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่หรือดาวเทียมที่ไม่ระมัดระวัง การทำลายล้างอาจเกิดจากอิทธิพลโน้มถ่วงอันทรงพลังของดาวเสาร์ ซึ่งฉีกวัตถุท้องฟ้าให้เป็นชิ้นเล็กๆ

แต่มีอีกทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับเรื่องนี้ วงแหวนคือเศษซากของเมฆทรงกลมขนาดใหญ่ ดาวเทียมของดาวเสาร์ (62 ดวง) ถูกสร้างขึ้นจากส่วนนอกของเมฆนี้ ในขณะที่ส่วนด้านในยังคงอยู่ในรูปของฝุ่นจักรวาล ซึ่งปัจจุบันประกอบด้วยวงแหวนที่มีชื่อเสียง

ระบบวงแหวนของดาวเสาร์

วงแหวนถูกตั้งชื่อตามตัวอักษรตามลำดับที่ค้นพบ วงแหวนนั้นตั้งอยู่ใกล้กันมาก ยกเว้นที่เรียกว่าแผนกกสินีซึ่งมีช่องว่างในอวกาศ 4,700 กม. นี่คือช่องว่างที่ใหญ่ที่สุดที่แยกวงแหวน A จากวงแหวน B

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: วงแหวน F ตั้งอยู่ระหว่างดาวเทียมสองดวงของดาวเสาร์: โพรและแพนโดร่า นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวเทียมเหล่านี้สามารถเปลี่ยนรูปร่างของวงแหวนได้ด้วยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง

ดาวเสาร์มีวงแหวนกี่วง?

ต่อไปเราลองตอบคำถามเกี่ยวกับจำนวนวงแหวนของดาวเสาร์กัน ขณะนี้นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบวงแหวน D, C, B, A, F, G, E แม้ว่าวงแหวนรอบนอกสุด E จะไม่สามารถมองเห็นได้ในระบบแสงก็ตาม มันถูกบันทึกโดยใช้อุปกรณ์ที่ตอบสนองต่ออนุภาคที่มีประจุและสนามไฟฟ้า

วงแหวน A, B และ C สามารถเรียกได้ว่าเป็นวงแหวนหลักของดาวเคราะห์ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนผ่านกล้องโทรทรรศน์ วงแหวน A คือวงแหวนรอบนอก วงแหวน B คือวงแหวนกลาง และวงแหวน C คือวงแหวนด้านใน วงแหวน D, E และ F จะจางกว่าและมองเห็นได้ยากผ่านกล้องโทรทรรศน์ ในขณะที่วงแหวน E นั้นเป็นไปไม่ได้เลย

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เนื่องจากวงแหวนที่เรียกว่าลาตินบีชนั้นมีความเฉพาะเจาะจงมาก เนื่องจากด้วยวิธีการที่มีรายละเอียดมากขึ้น เราจะเห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์แต่ละวงแบ่งออกเป็นวงเล็ก ๆ และวงแหวนเหล่านั้นก็เป็นส่วนเล็ก ๆ ด้วยซ้ำ ส่งผลให้จำนวนวงแหวนของดาวเสาร์อาจเข้าใกล้อนันต์

สีของวงแหวนดาวเสาร์

ภาพถ่ายยานอวกาศวงแหวนดาวเสาร์แสดงให้เห็นว่าวงแหวนมีสีต่างกัน

คุณสามารถเห็นมันเองในภาพ เนื่องจากวงแหวนเรืองแสงเนื่องจากการสะท้อนของแสงแดด การแผ่รังสีจึงควรมีสเปกตรัมแสงอาทิตย์ แต่โดยมีเงื่อนไขว่าวงแหวนนั้นมีการสะท้อนแสงที่สมบูรณ์ ในความเป็นจริง อนุภาคที่ประกอบเป็นวงแหวนนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำแข็ง และมีสิ่งสกปรกสีเข้มแทรกอยู่ด้วย

วีดีโอ วงแหวนดาวเสาร์

และโดยสรุปเป็นภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ยอดนิยมที่น่าสนใจเกี่ยวกับการปรากฏตัวของวงแหวนดาวเสาร์