Pierścienie planetarne

Zdjęcie Saturna i jego pierścieni zrobione przez sondę Cassini 2004-10-06

Zdjęcie pierścieni Saturna wykonane przez sondę Cassini 2004-10-27

Pierścień planetarny – pierścień złożony z cząsteczek pyłu i innych małych cząstek orbitujących dookoła planety w cienkim obszarze o kształcie dysku. Mają je wszystkie gazowe olbrzymy w Układzie Słonecznym i niektóre małe ciała niebieskie.

Występowanie

Najbardziej spektakularne i znane pierścienie planetarne należą do Saturna, ale wszystkie cztery największe planety Układu Słonecznego: Saturn, Uran, Neptun i Jowisz mają układy pierścieni o różnej złożoności. Także niektóre małe ciała Układu Słonecznego okazały się mieć własne pierścienie; pierwszy taki system odkryto wokół (10199) Chariklo z grupy centaurów

Poza Układem Słonecznym zaobserwowano planety pozasłoneczne, które mogą mieć pierścienie. System podobny do pierścieni Saturna, ale znacznie rozleglejszy zaćmiewa gwiazdę V1400 Centauri, odległą o 420 lat świetlnych od Ziemi. Nie jest wiadome, czy towarzysz gwiazdy otoczony tymi pierścieniami jest planetą pozasłoneczną, brązowym karłem czy też mało masywną gwiazdą. Planeta Proxima Centauri c jest znacznie jaśniejsza w podczerwieni niż wynikałoby to z jej masy, czego wyjaśnieniem może być otaczający ją duży system pierścieni

Charakterystyka

Pochodzenie pierścieni planetarnych nie jest dokładnie znane, prawdopodobnie zostały ukształtowane przez odpryski materii powstające przy zderzeniach ciał lub przez rozerwanie księżyca planety, gdy ten zbliżył się do planety i przekroczył granicę Roche’a. Kształt pierścieni jest określony w dużym stopniu przez pole grawitacyjne planety, np. pierścienie Saturna A, B, C leżą dokładnie w płaszczyźnie równika planety. Również aktywność geologiczna księżyców może tworzyć i kształtować pierścienie, co ma miejsce w przypadku pierścienia E Saturna, utworzonego przez cząstki wyrzucane przez gejzery na księżycu planety, Enceladusie. Jest to jednak nietypowy pierścień o dużej grubości. Skład cząstek pierścieni jest różny, mogą składać się z lodu i krzemianów. W pierścieniach mogą też występować większe bryły skalne.

Relacje z księżycami

Niekiedy pierścieniom towarzyszą tzw. „księżyce pasterskie”, czyli małe księżyce, których orbity przebiegają blisko granic pierścieni lub w przerwach między nimi. Grawitacja księżyców pasterskich tworzy i utrzymuje ostrą krawędź takiego pierścienia: materia „dryfująca” w pobliżu orbity księżyca pasterskiego, po zbliżeniu się do niego jest odrzucana w głąb pierścienia, wyrzucona z pierścienia lub nawarstwia się na księżycu. Także rezonans grawitacyjny pomiędzy satelitami a cząstkami pierścienia ma wpływ na budowę pierścienia, analogicznie do rezonansu Jowisza z niektórymi planetoidami, patrz przerwy Kirkwooda.

Dwa małe księżyce Jowisza, Metis i Adrastea, krążą w obrębie pierścieni planetarnych Jowisza i wewnątrz granicy Roche’a. Oznacza to, że każdy niezwiązany z księżycem okruch, np. powstający w wyniku uderzenia w księżyc innego okruchu, jest porywany z jego powierzchni przez siły pływowe Jowisza zasilając pierścienie w nowy materiał.

Niezwykłą cechą pierścieni Neptuna jest to, że wydają się one składać z oddzielnych łuków, nie opasując całej planety. Sonda kosmiczna Voyager 2 przekazała jednak zdjęcia, które wykazują, że pierścienie są jednak kompletne, za to posiadają wyraźnie jaśniejsze łuki. Jest to wynik grawitacyjnego oddziaływania księżyca pasterskiego – Galatei i prawdopodobnie jeszcze innego, nieodkrytego ciała.

Zobacz też

• Lista obiektów astronomicznych mających pierścienie