Saturn je jedna z největších a nejzáhadnějších planet ve sluneční soustavě. Saturnovy prstence skrývají mnohá tajemství. Už dvě stě padesát let se lidstvo snaží odpovědět na otázku, proč jsou ploché a tenké. Když byla tato otázka zodpovězena, objevily se desítky nových. A každá nová odpověď vyvolává další a další otázky, které se s prozkoumáváním sluneční soustavy stále množí.
Otevírací kroužky
Galileo byl první, kdo viděl Saturnovy prstence dalekohledem v roce 1610. Ale bral to jako anomálii planety. Svůj objev zašifroval latinským anagramem, který v překladu zní: "Pozoroval jsem nejvyšší trojnou planetu." V roce 1656 Huygens poprvé viděl prsten na Saturnu. Napsal, že Saturn je obklopen tenkým plochým prstencem, který není nikde v kontaktu s planetou a je nakloněný k rovině ekliptiky. Giovanni Cassini v roce 1675 zjistil, že se nejedná o jeden souvislý prsten. Viděl dva prsteny, které jsou odděleny prostorem. Tento prostor byl později nazván rozdělení (nebo mezera) Cassini.
Výzkum 18.–19století
Další studie Saturnu nepřivedly vědce blíže k odhalení struktury prstenců a důvodů jejich výskytu. Právě byly přidány záhady. Dlouho se předpokládalo, že planeta má dva pevné a tenké prstence. Laplace po provedení výpočtů zohledňujících vliv gravitačního pole v roce 1787 dospěl k závěru, že existuje mnoho tisíc nebo miliony prstenců. Věřil, že kruhy jsou pevné a připomínají gymnastické obruče.
Francouzský vědec E. Roche určil minimální vzdálenost, ve které mohou být objekty pod vlivem gravitačního pole Saturnu. Určil, že to bylo 2,44 poloměru. (Později se tomu říkalo Rocheův limit). Blíže než tato vzdálenost budou všechny pevné nebo kapalné satelity zničeny gravitačním polem. V tomto poloměru se nacházejí Saturnovy prstence. Vnější velikost prstenců je 2,3 poloměru planety. Pokud by byly pevné nebo kapalné, gravitační pole by je roztrhalo.
James Clerk Maxwell se zúčastnil studia fyzické struktury prstenců. Jeho zjištění naznačují, že prstence Saturnu mohou být složeny z malých částic. O tento problém se začala zajímat naše krajanka Sofia Kovalevskaya. Dokázala, že prsteny nemohou být ani pevné, ani kapalné. Při studiu Dopplerových posunů vědci D. Keeler a W. Campbell zjistili, že částice se pohybují po drahách, které nejsou v rozporu se zákony nebeské mechaniky.
Výzkum ve 20. století
V padesátých letech 20. století bylo pomocí spektrální analýzy zjištěno, že prstence Saturnu obsahují mnohozmrzlá voda. Bylo to velmi důležité. Konečně se podařilo zjistit, z čeho jsou prstence Saturnu vyrobeny. Kromě ledu byly v prstencích nalezeny metan, sloučeniny síry, vodík, čpavek a sloučeniny železa. Výjimečné informace byly získány z vesmírných sond. Kolem Saturnu proletěly Pioneer (1979) a dva Voyagery (1980 a 1981). V roce 1997 začala mise Cassini-Huygens. Sonda přenesla unikátní informace, které je třeba ještě analyzovat. Sonda Huygens přistála na Saturnově největším měsíci Titanu a lidé na Zemi slyšeli zvuky jiného světa, viděli hory a pláně.
Tajemství prstenů
Dnes bylo shromážděno mnoho informací o prstencích Saturnu. Definitivní, konzistentní model však stále neexistuje. Existují otázky, které čekají na zodpovězení. Kolem Uranu a Neptunu byly objeveny prstence. Proč je takový útvar pouze mimo pás asteroidů a ne na žádné z pozemských planet? Fyzikální procesy, které vedly k vytvoření prstenců, jsou nejasné. Jak ke stlačení došlo a proč se vytvořily stovky jednotlivých struktur? Jak se částice kroužků neslepují a nemíchají? Prsteny mají vlastnosti magnetického zrcadla. Odrážejí se od nich elektromagnetické vlny kruhové polarizace. Z prstence A je vytlačeno magnetické pole, je zaznamenán silný odraz rádiových vln. V prstenci B jsou paprsky, které čekají na vysvětlení. Kroužky mají nízkou svítivost, která neodpovídá vypočtené. V blízkosti prstenců Saturnu byla objevena atmosféra, jejíž původ není jasný. viděltakzvané hustotní vlny a mnoho dalších jevů, které čekají na vysvětlení.
Hypotézy
V roce 1986 byla předložena hypotéza o supravodivosti ledu, který tvoří prstence Saturnu. Led je obecně složitý útvar a v závislosti na podmínkách vzniku může mít různé vlastnosti. Přítomnost supravodivosti umožňuje vytvořit konzistentní fyzikální model prstenců Saturnu, což vysvětluje mnoho anomálií.
Kolik prstenů má Saturn?
Ani na tuto otázku neexistuje definitivní odpověď. Dnes existuje 13 hlavních kroužků. Jsou nazývány písmeny latinské abecedy: A, B, C, D atd. Mezery mezi kroužky se nazývají dělení nebo štěrbiny. Existují dělení Cassini, mezery Huygens, Kuiper, Maxwell atd. Průměr Saturnových prstenců se pohybuje od 146 tisíc km do 273 tisíc km. V roce 2009 byl objeven prstenec Phoebus, předpokládá se existence prstence Rhea. Jejich průměry ještě nebyly přesně určeny.
Pozorování ze Země
Saturnovy prstence nejsou ze Země vždy viditelné. To je způsobeno tím, že rovník Saturnu je silně nakloněn k rovině oběžné dráhy kolem Slunce a prstence leží v rovině rovníku. Rok na Saturnu trvá 29,5 pozemského roku a v období, kdy je na Saturnu rovnodennost, jeho prstence pro pozemského pozorovatele mizí. Pak asi 7 let jsou na jedné straně vidět. Během slunovratu na Saturnu dosahují své maximální viditelnosti a poté se postupně snižují, až jsou zcela neviditelné.
V nedávné doběPo léta se planetární astrofyzika rychle rozvíjí. Vědci dostali příležitost využít data meziplanetárních sond, jak se říká, k praktickému dotyku vesmírných objektů. V nadcházejících letech by Saturnovy prstence měly sdílet svá tajemství s lidstvem.
