Saturn je eden največjih in najbolj skrivnostnih planetov v sončnem sistemu. Saturnovi prstani skrivajo številne skrivnosti. Človeštvo že dvesto petdeset let poskuša odgovoriti na vprašanje, zakaj so ploski in tanki. Ko je bilo to vprašanje odgovorjeno, se je pojavilo na desetine novih. In vsak nov odgovor odpira vedno več vprašanj, ki se še naprej množijo, ko se raziskuje sončni sistem.
Odpiranje prstana
Galileo je bil prvi, ki je leta 1610 videl Saturnove prstane skozi teleskop. Toda to je vzel kot anomalijo planeta. Svoje odkritje je šifriral z latinskim anagramom, ki v prevodu zveni takole: "Opazil sem najvišji trojni planet." Leta 1656 je Huygens prvič videl prstan na Saturnu. Zapisal je, da je Saturn obdan s tankim ravnim obročem, ki ni nikjer v stiku s planetom in je nagnjen k ravnini ekliptike. Giovanni Cassini je leta 1675 ugotovil, da to ni en neprekinjen prstan. Videl je dva obroča, ki sta ločena s presledkom. Ta prostor so pozneje imenovali delitev (ali vrzel) Cassinija.
Raziskave 18-19stoletja
Nadaljnje študije Saturna znanstvenikov niso približale razkritju strukture prstanov in razlogov za njihov nastanek. Pravkar so bile dodane skrivnosti. Dolgo časa so domnevali, da ima planet dva trdna in tanka obroča. Laplace je po izračunih ob upoštevanju vpliva gravitacijskega polja leta 1787 ugotovil, da obstaja veliko tisoč ali milijonov prstanov. Verjel je, da so prstani trdni in podobni gimnastičnim obročem.
Francoski znanstvenik E. Roche je določil minimalno razdaljo, na kateri so lahko predmeti pod vplivom Saturnovega gravitacijskega polja. Ugotovil je, da je 2,44 polmera. (Pozneje so jo imenovali Rochejeva meja). Bližje od te razdalje bo gravitacijsko polje uničilo vse trdne ali tekoče satelite. V tem polmeru se nahajajo Saturnovi obroči. Zunanja velikost obročev je 2,3 polmera planeta. Če bi bili trdni ali tekoči, bi jih gravitacijsko polje raztrgalo.
James Clerk Maxwell je sodeloval pri študiju fizične strukture prstanov. Njegove ugotovitve kažejo, da so lahko Saturnovi obroči sestavljeni iz majhnih delcev. Za ta problem se je začela zanimati naša rojakinja Sofia Kovalevskaya. Dokazala je, da obroči ne morejo biti niti trdni niti tekoči. Znanstvenika D. Keeler in W. Campbell sta s preučevanjem Dopplerjevih premikov ugotovila, da se delci premikajo po tirnicah, ki niso v nasprotju z zakoni nebesne mehanike.
Raziskave v 20. stoletju
V petdesetih letih 20. stoletja je bilo s pomočjo spektralne analize ugotovljeno, da Saturnovi obroči vsebujejo velikozamrznjena voda. Bilo je zelo pomembno. Končno je uspelo ugotoviti, iz česa so narejeni Saturnovi prstani. Poleg ledu so v obročkih našli tudi metan, žveplove spojine, vodik, amoniak in železovo spojino. Izjemne informacije so bile pridobljene iz vesoljskih sond. Pioneer (1979) in dva Voyagerja (1980 in 1981) sta letela mimo Saturna. Leta 1997 se je začela misija Cassini-Huygens. Sonda je posredovala edinstvene informacije, ki jih je treba še analizirati. Sonda Huygens je pristala na Saturnovi največji luni Titan in ljudje na Zemlji so slišali zvoke drugega sveta, videli gore in ravnine.
Skrivnosti prstanov
Danes je bilo zbranih veliko informacij o Saturnovih obročkih. Vendar še vedno ne obstaja dokončen, konsistenten model. Obstajajo vprašanja, ki čakajo na odgovor. Okoli Urana in Neptuna so odkrili prstane. Zakaj je taka tvorba le zunaj asteroidnega pasu in ne na nobenem od zemeljskih planetov? Fizikalni procesi, ki so privedli do nastanka obročev, niso jasni. Kako je prišlo do stiskanja in zakaj je nastalo na stotine posameznih struktur? Kako se delci obročev ne držijo skupaj in se ne mešajo? Obroči imajo lastnosti magnetnega zrcala. Od njih se odbijajo elektromagnetni valovi krožne polarizacije. Iz obroča A se potisne magnetno polje, opazimo močan odboj radijskih valov. V obroču B so napere, ki čakajo na razlago. Obroči imajo nizko svetlost, ki ne ustreza izračunani. V bližini Saturnovih prstanov je bila odkrita atmosfera, katere izvor ni jasen. videltako imenovani valovi gostote in številni drugi pojavi, ki čakajo na razlago.
Hipoteze
Leta 1986 je bila postavljena hipoteza o superprevodnosti ledu, ki sestavlja Saturnove obroče. Led je na splošno kompleksna tvorba in ima lahko glede na pogoje nastajanja različne lastnosti. Prisotnost superprevodnosti omogoča ustvarjanje konsistentnega fizičnega modela Saturnovih prstanov, ki pojasnjuje številne anomalije.
Koliko prstanov ima Saturn?
Tudi na to vprašanje ni dokončnega odgovora. Danes je 13 glavnih obročev. Imenujejo jih črke latinske abecede: A, B, C, D itd. Presledki med obroči se imenujejo delitve ali reže. Obstajajo delitve Cassinija, vrzeli Huygensa, Kuiperja, Maxwella itd. Premer Saturnovih obročev se giblje od 146 tisoč km do 273 tisoč km. Leta 2009 je bil odkrit Phoebusov prstan, domneva se obstoj Rheinega prstana. Njihovi premeri še niso natančno določeni.
Opazovanje z Zemlje
Saturnovi prstani niso vedno vidni z Zemlje. To je posledica dejstva, da je Saturnov ekvator močno nagnjen k ravnini orbite okoli Sonca, obroči pa ležijo v ravnini ekvatorja. Leto na Saturnu traja 29,5 zemeljskih let in v obdobju, ko je enakonočje na Saturnu, njegovi obroči za zemeljskega opazovalca izginejo. Nato so približno 7 let vidni na eni strani. V času solsticija na Saturnu dosežejo največjo vidljivost, nato pa se postopoma zmanjšujejo, dokler niso popolnoma nevidni.
NedavnoŽe leta se planetarna astrofizika hitro razvija. Znanstveniki so dobili priložnost uporabiti podatke medplanetarnih sond, kot pravijo, da se praktično dotaknejo vesoljskih objektov. V prihodnjih letih bi morali Saturnovi prstani deliti svoje skrivnosti s človeštvom.
