Planeettarenkaat ovat mielenkiintoinen ilmiö. Pelkästään näiden kahden sanan mainitseminen saa aikaan kuvia Saturnuksesta, jossa on suuri ja värikäs rengasjärjestelmä, joka muodostaa kiertävän kiekon. Mutta itse asiassa useilla muilla aurinkokuntamme planeetoilla on renkaita. Se johtuu vain siitä, että toisin kuin Saturnus, heidän järjestelmänsä ovat vähemmän näkyviä ja ehkä vähemmän kauniita katsella.
Muutaman viime vuosikymmenen aikana tehtyjen tutkimusten, joiden aikana aurinkokuntaan on lähetetty avaruusluotaimet, ansiosta olemme tulleet ymmärtämään, että kaikilla kaasujättiläisillä – Jupiterilla, Saturnuksella, Uranuksella ja Neptunuksella – on kaikilla oma rengasjärjestelmänsä. Eikä siinä vielä kaikki! Itse asiassa rengasjärjestelmät voivat olla yleisempiä kuin aiemmin luultiin…
Jupiterin renkaat:
Vasta vuonna 1979 se soi Jupiter havaittiin, kun Voyager 1 -avaruusluotain lensi planeetan ohi. Galileo-kiertoratakone tutki niitä myös perusteellisesti 1990-luvulla. Koska se koostuu pääosin pölystä, rengasjärjestelmä on himmeä ja sitä voidaan tarkkailla vain tehokkaimmilla kaukoputkilla tai lähietäisyydeltä kiertoradalla. Kuitenkin viimeisten 23 vuoden aikana sitä on havaittu maapallolta useita kertoja, samoin kuin Hubble-avaruusteleskooppi .
Kaava Jupiterin rengasjärjestelmästä, joka näyttää neljä pääkomponenttia. Kiitos: NASA/JPL/Cornellin yliopisto
Rengasjärjestelmässä on neljä pääkomponenttia: paksu hiukkasten sisäputki, joka tunnetaan nimellä 'halorengas'; suhteellisen kirkas, mutta erittäin ohut 'päärengas'; ja kaksi leveää, paksua ja himmeää ulompaa 'gossamer-rengasta'. Nämä ulkorenkaat koostuvat Amalthean ja Thebe-kuiden materiaalista ja on nimetty näiden kuiiden mukaan (eli 'Amalthean rengas' ja 'Thebe Ring').
Pää- ja halorenkaat koostuvat pölystä, joka on sinkoutunut kuusta Metis, Adrastea ja muista havaitsemattomista emokappaleista nopeiden törmäysten seurauksena. Tutkijat uskovat, että Himalian kiertoradalla olevan kuun ympärillä voisi jopa olla rengas, joka olisi voinut syntyä, kun toinen pieni kuu törmäsi siihen ja aiheutti materiaalin sinkoutumisen pinnasta.
Saturnuksen renkaat:
Sormukset Saturnus Sillä välin ne ovat olleet tunnettuja vuosisatoja. Vaikka Galileo Galileista tuli ensimmäinen henkilö, joka tarkkaili Saturnuksen renkaita vuonna 1610, hänellä ei ollut tarpeeksi tehokasta kaukoputkea havaitakseen niiden todellista luonnetta. Vasta vuonna 1655 hollantilainen matemaatikko ja tiedemies Christiaan Huygens kuvaili niitä ensimmäisenä planeetta ympäröiväksi kiekoksi.
Myöhemmät havainnot, jotka sisälsivät spektroskooppisia tutkimuksia 1800-luvun lopulla, vahvistivat, että ne koostuvat pienemmistä renkaista, joista jokainen koostuu Saturnusta kiertävistä pienistä hiukkasista. Näiden hiukkasten koko vaihtelee mikrometreistä metreihin, jotka muodostavat planeetta kiertäviä kokkareita, jotka koostuvat lähes kokonaan pölyn ja kemikaalien saastuttamasta vesijäästä.
Saturnus ja sen renkaat Cassini-avaruusaluksella planeetan ylhäältä katsottuna. Kiitokset: NASA/JPL/Space Science Institute/Gordan Ugarkovic
Kaiken kaikkiaan Saturnuksella on 12 renkaan järjestelmä, jossa on 2 jakoa. Sillä on aurinkokuntamme planeetoista laajin rengasjärjestelmä. Renkaissa on lukuisia rakoja, joissa hiukkastiheys laskee jyrkästi. Joissakin tapauksissa tämä johtuu siitä, että Saturnuksen kuut on upotettu niihin, mikä aiheuttaa epävakauttavia kiertoradan resonansseja.
Titaanirenkaassa ja G-renkaassa orbitaaliresonanssilla Saturnuksen kuuiden kanssa on kuitenkin stabiloiva vaikutus. Päärenkaiden takana on Phoeben rengas, joka on kallistettu 27 asteen kulmaan muihin renkaisiin nähden ja kiertää Phoeben tavoin taaksepäin.
Uranuksen renkaat:
Sormukset Uranus joiden uskotaan olevan suhteellisen nuoria, enintään 600 miljoonan vuoden ikäisinä. Niiden uskotaan saaneen alkunsa useiden planeetan ympärillä aikoinaan esiintyneiden kuuiden törmäyksen aiheuttamasta pirstoutumisesta. Törmäyksen jälkeen kuut todennäköisesti hajosivat lukuisiksi hiukkasiksi, jotka säilyivät kapeina ja optisesti tiheinä renkaina vain tiukasti suljetuissa maksimaalisen vakauden vyöhykkeissä.
Uranuksella on tähän mennessä havaittu 13 rengasta. Ne ovat kaikki hyvin himmeitä, suurin osa on läpinäkymättömiä ja vain muutaman kilometrin leveitä. Rengasjärjestelmä koostuu enimmäkseen suurista kappaleista, joiden halkaisija on 0,2-20 m. Muutamat renkaat ovat optisesti ohuita ja ne on tehty pienistä pölyhiukkasista, mikä tekee niistä vaikeasti havaittavissa maanpäällisillä teleskoopeilla.
Neptunuksen merkityt rengaskaaret äskettäin käsitellyissä tiedoissa. Luotto: M. Showalter/SETI-instituutti
Neptunuksen renkaat:
Sormukset Neptunus löydettiin vasta vuonna 1989, ennen kuin Voyager 2 -avaruusluotain lensi planeetan ohi. Järjestelmässä on havaittu kuusi rengasta, joita kuvataan parhaiten heikoiksi ja hauraiksi. Renkaat ovat hyvin tummia, ja ne koostuvat todennäköisesti säteilyn avulla käsitellyistä orgaanisista yhdisteistä, jotka ovat samanlaisia kuin Uranuksen renkaissa. Kuten Uranus ja Saturnus, neljä Neptunuksen kuuta kiertää rengasjärjestelmän sisällä.
Muut elimet:
Vuonna 2008 ehdotettiin, että Rhean Saturnuksen kuun ympärillä olevat magneettiset vaikutukset voivat viitata siihen, että sillä on oma rengasjärjestelmä. Myöhempi tutkimus kuitenkin osoitti, että Cassini-tehtävästä saadut havainnot viittaavat siihen, että jokin muu mekanismi oli vastuussa magneettisista vaikutuksista.
Vuosia ennen Uusia näköaloja Luotain vieraili järjestelmässä, tähtitieteilijät arvelivat sitä Plutolla voi olla myös rengasjärjestelmä . Suoritettuaan historiallisen ohilentonsa järjestelmästä heinäkuussa 2015 New Horizons -luotain ei kuitenkaan löytänyt todisteita rengasjärjestelmästä. Vaikka kääpiöplaneetalla oli monia satelliitteja lukuun ottamatta sen suurinta ( Charon ), planeetan eri puolilta peräisin olevat roskat eivät ole sulautuneet renkaiksi, kuten teoriassa.
Taiteilijan vaikutelma New Horizons -avaruusaluksesta kiertoradalla Pluton ympäri (taustalla näkyy Charon). Kiitos: NASA/JPL
Pieni planeetta Chariklo – asteroidi, joka kiertää Aurinkoa Saturnuksen ja Uranuksen välillä – sillä on myös kaksi sitä kiertävää rengasta. Nämä saattavat johtua törmäyksestä, joka aiheutti roskaketjun muodostumisen kiertoradalle sen ympärille. Ilmoitus näistä renkaista tehtiin 26. maaliskuuta 2014, ja se perustui havaintoihin, jotka tehtiin tähtien peittämisen aikana 3. kesäkuuta 2013.
Tätä seurasi vuonna 2015 tehdyt havainnot joka osoitti, että vuoden 2006 Chironilla – toisella suurella kentaurilla – voisi olla oma sormus. Tämä johti lisä spekulaatioihin, että aurinkokunnassamme saattaa olla monia pieniä planeettoja, joilla on rengasjärjestelmä.
Lyhyesti sanottuna neljällä aurinkokuntamme planeetalla on monimutkaisia rengasjärjestelmiä, samoin kuin pienellä planeetalla Chariklo ja ehkä jopa monia muita pienempiä esineitä. Tässä mielessä rengasjärjestelmät näyttävät olevan aurinkokunnassamme paljon yleisempiä kuin aiemmin uskottiin.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita renkailla varustetuista planeetoista Universe Todaylle. Tässä on artikkeli aiheesta Saturnuksen renkaiden koostumus , ja tässä on artikkeli aiheesta planeetat renkailla .
Jos haluat lisätietoja planeetoista, tutustu NASAn aurinkokunnan tutkimussivu , ja tässä linkki NASAn aurinkokuntasimulaattori .
Olemme myös nauhoittaneet sarjan Astronomy Cast -jaksoja jokaisesta aurinkokunnan planeetosta. Aloita tästä, Jakso 49: Mercury .