Pierścienie planetarne są interesującym zjawiskiem. Samo wspomnienie tych dwóch słów ma tendencję do wywoływania obrazów Saturna, z jego dużym i kolorowym systemem pierścieni, które tworzą krążąca wokół niego tarczę. W rzeczywistości jednak kilka innych planet w naszym Układzie Słonecznym posiada pierścienie. Tylko, że w przeciwieństwie do Saturna, ich systemy są mniej widoczne i być może mniej piękne do oglądania.

Dzięki wysiłkom eksploracyjnym zamontowanym w ciągu ostatnich kilku dekad, które widziały sondy kosmiczne wysłane do zewnętrznego Układu Słonecznego, zrozumieliśmy, że wszystkie gazowe olbrzymy – Jowisz, Saturn, Uran i Neptun – wszystkie mają swoje własne systemy pierścieni. A to jeszcze nie wszystko! W rzeczywistości systemy pierścieni mogą być bardziej powszechne, niż wcześniej sądzono…

Pierścienie Jowisza:

Pierścienie Jowisza zostały odkryte dopiero w 1979 roku, gdy sonda kosmiczna Voyager 1 przeprowadziła przelot obok planety. Zostały one również dokładnie zbadane w latach 90. przez orbitera Galileo. Ponieważ system pierścieni składa się głównie z pyłu, jest on słaby i może być obserwowany jedynie przez najpotężniejsze teleskopy lub z bliska przez orbitalne statki kosmiczne. Jednak w ciągu ostatnich dwudziestu trzech lat był on wielokrotnie obserwowany z Ziemi, a także przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

System pierścieni składa się z czterech głównych komponentów: grubego wewnętrznego torusa cząsteczek znanego jako „pierścień halo”; stosunkowo jasnego, ale niezwykle cienkiego „pierścienia głównego”; oraz dwóch szerokich, grubych i słabych zewnętrznych „pierścieni gossamer”. Te zewnętrzne pierścienie składają się z materiału pochodzącego z księżyców Amalthea i Thebe i są nazwane po tych księżycach (tj. „Pierścień Amalthei” i „Pierścień Thebe”).

Pierścienie główny i halo składają się z pyłu wyrzuconego z księżyców Metis, Adrastea i innych niezaobserwowanych ciał macierzystych w wyniku uderzeń z dużą prędkością. Naukowcy uważają, że pierścień może istnieć nawet wokół orbity księżyca Himalii, który mógł powstać, gdy inny mały księżyc zderzył się z nim i spowodował wyrzucenie materiału z powierzchni.

Pierścienie Saturna:

Pierścienie Saturna, w międzyczasie, były znane od wieków. Chociaż Galileo Galilei był pierwszą osobą, która zaobserwowała pierścienie Saturna w 1610 roku, nie miał wystarczająco silnego teleskopu, aby dostrzec ich prawdziwą naturę. Dopiero w 1655 roku Christiaan Huygens, holenderski matematyk i naukowiec, jako pierwszy opisał je jako dysk otaczający planetę.

Późniejsze obserwacje, które obejmowały badania spektroskopowe do końca XIX wieku, potwierdziły, że składają się one z mniejszych pierścieni, z których każdy składa się z maleńkich cząsteczek krążących wokół Saturna. Cząstki te mają rozmiary od mikrometrów do metrów, które tworzą kępy krążące wokół planety, a które składają się prawie w całości z lodu wodnego zanieczyszczonego pyłem i chemikaliami.

W sumie Saturn ma system 12 pierścieni z 2 podziałami. Ma najbardziej rozbudowany system pierścieni spośród wszystkich planet w naszym Układzie Słonecznym. Pierścienie mają liczne przerwy, w których gęstość cząstek gwałtownie spada. W niektórych przypadkach jest to spowodowane tym, że księżyce Saturna są w nich osadzone, co powoduje powstawanie destabilizujących rezonansów orbitalnych.

Jednakże w obrębie pierścienia Tytana i pierścienia G rezonans orbitalny z księżycami Saturna ma stabilizujący wpływ. Daleko poza głównymi pierścieniami znajduje się pierścień Phoebe, który jest nachylony pod kątem 27 stopni do innych pierścieni i, podobnie jak Phoebe, orbituje w sposób wsteczny.

Pierścienie Urana:

Pierścienie Urana uważane są za stosunkowo młode, mające nie więcej niż 600 milionów lat. Uważa się, że powstały one w wyniku kolizyjnej fragmentacji kilku księżyców, które kiedyś istniały wokół planety. Po zderzeniu księżyce prawdopodobnie rozpadły się na liczne cząstki, które przetrwały jako wąskie i optycznie gęste pierścienie tylko w ściśle ograniczonych strefach maksymalnej stabilności.

Uran ma 13 pierścieni, które do tej pory zaobserwowano. Wszystkie są bardzo słabe, większość z nich jest nieprzezroczysta i ma szerokość zaledwie kilku kilometrów. System pierścieni składa się głównie z dużych ciał o średnicy od 0,2 do 20 m. Kilka pierścieni jest optycznie cienkich i zbudowanych z małych cząsteczek pyłu, co utrudnia ich obserwację za pomocą ziemskich teleskopów.

Pierścienie Neptuna:

Pierścienie Neptuna zostały odkryte dopiero w 1989 roku, gdy sonda kosmiczna Voyager 2 przeprowadziła przelot obok planety. W systemie zaobserwowano sześć pierścieni, które najlepiej opisać jako słabe i delikatne. Pierścienie są bardzo ciemne i prawdopodobnie składają się ze związków organicznych przetworzonych przez promieniowanie, podobne do tego, które można znaleźć w pierścieniach Urana. Podobnie jak Uran i Saturn, cztery z księżyców Neptuna orbitują w obrębie systemu pierścieni.

Inne ciała:

W 2008 roku zasugerowano, że efekty magnetyczne wokół księżyca Saturna Rhea mogą wskazywać, że ma on swój własny system pierścieni. Jednak późniejsze badania wskazały, że obserwacje uzyskane przez misję Cassini sugerują, że jakiś inny mechanizm jest odpowiedzialny za efekty magnetyczne.

Lata przed wizytą sondy New Horizons w tym układzie astronomowie spekulowali, że Pluton również może mieć system pierścieniowy. Jednak po przeprowadzeniu historycznego przelotu przez system w lipcu 2015 roku, sonda New Horizons nie znalazła żadnych dowodów na istnienie systemu pierścieni. Podczas gdy planeta karłowata miała wiele satelitów poza swoim największym (Charon), gruz z okolic planety nie uległ koalescencji w pierścienie, jak teoretyzowano.

Planeta mniejsza Chariklo – planetoida krążąca wokół Słońca między Saturnem a Uranem – również ma dwa pierścienie, które krążą wokół niej. Są one być może wynikiem kolizji, która spowodowała, że na orbicie wokół niej utworzył się łańcuch odłamków. Ogłoszenie tych pierścieni nastąpiło 26 marca 2014 roku i było oparte na obserwacjach dokonanych podczas okluzji gwiazdowej 3 czerwca 2013 roku.

Następnie w 2015 roku dokonano ustaleń, które wskazywały, że 2006 Chiron – inny główny Centaur – może mieć własny pierścień. Doprowadziło to do dalszych spekulacji, że w naszym Układzie Słonecznym może być wiele mniejszych planet, które mają system pierścieni.

W skrócie, cztery planety w naszym Układzie Słonecznym mają skomplikowane systemy pierścieni, jak również mniejsza planeta Chariklo, a być może nawet wiele innych mniejszych obiektów. W tym sensie, systemy pierścieniowe wydają się być o wiele bardziej powszechne w naszym Układzie Słonecznym niż wcześniej sądzono.

Napisaliśmy wiele artykułów o planetach z pierścieniami dla Universe Today. Tutaj jest artykuł o składzie pierścieni Saturna, a tutaj artykuł o planetach z pierścieniami.

Jeśli chciałbyś więcej informacji o planetach, sprawdź stronę NASA o eksploracji Układu Słonecznego, a tutaj jest link do symulatora Układu Słonecznego NASA.

Nagraliśmy również serię odcinków Astronomy Cast o każdej planecie w Układzie Słonecznym. Zacznij tutaj, Odcinek 49: Mercury.