Ο Κρόνος περιβάλλεται από ένα δίσκο από βράχους και θραύσματα πάγου που ταξιδεύουν σε ομόκεντρες, σχεδόν κυκλικές τροχιές στο ισημερινό επίπεδο του πλανήτη. Βλέποντας άκρη, ο δίσκος είναι εξαιρετικά λεπτός - μόνο μερικές δεκάδες μέτρα σε μέρη. Βλέποντας με πρόσωπο, ο δίσκος δίνει την εμφάνιση πολλών ομόκεντρων δακτυλίων, λόγω συστηματικών αλλαγών στις ιδιότητες του δίσκου ως συνάρτηση της απόστασης από τον πλανήτη. Οι δακτύλιοι μπορούν να χαρακτηρίζονται από έναν αριθμό παραμέτρων, μία εκ των οποίων είναι ο μέσος διαχωρισμός μεταξύ των συστατικών θραυσμάτων.
Σωματίδια δακτυλίου
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τον γενικό όρο «σωματίδια» για να αναφερθούν στα συστατικά ενός πλανητικού συστήματος δακτυλίου. Αν και το "σωματίδιο" προτείνει κάτι πολύ μικρό, τα μεγαλύτερα αντικείμενα στους δακτυλίους του Κρόνου είναι αρκετά μεγάλοι βράχοι ή κομμάτια πάγου - συχνά απέναντι από πολλά μέτρα. Υπάρχει ένα ολόκληρο φάσμα μεγεθών σωματιδίων, από αυτά τα μεγάλα αντικείμενα έως τους κόκκους σκόνης. Ο αριθμός των σωματιδίων ενός δεδομένου μεγέθους είναι, κατά προσέγγιση, αντιστρόφως ανάλογος με τη μάζα σωματιδίων: Με άλλα λόγια, τα μικρά σωματίδια είναι πιο πολυάριθμα από τα μεγάλα σωματίδια.
Πόσο σημαντικό είναι το δαχτυλίδι;
Η πυκνότητα των δακτυλίων του Κρόνου ποικίλλει σημαντικά: Αυτός είναι ένας από τους λόγους για την εμφανή λωρίδα των δακτυλίων. Η ευκολότερη παράμετρος για τον άμεσο υπολογισμό είναι η επιφανειακή πυκνότητα, μετρούμενη σε γραμμάρια ανά τετραγωνικό εκατοστό. Αυτό μπορεί να διαιρεθεί με το πάχος του δακτυλίου για να δώσει πυκνότητα όγκου σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Μια άλλη ιδιότητα που μπορούν να μετρήσουν οι επιστήμονες ονομάζεται οπτικό βάθος, το οποίο δείχνει πόσο αδιαφανείς ή διαφανείς είναι οι δακτύλιοι. Το οπτικό βάθος είναι συνάρτηση της επιφανειακής πυκνότητας και του μεγέθους των σωματιδίων, οπότε το τελευταίο μπορεί να συναχθεί - ακόμη και αν δεν παρατηρηθεί άμεσα - από μετρήσεις πυκνότητας και οπτικού βάθους.
Η απόσταση μεταξύ των σωματιδίων δακτυλίου
Σε σύγκριση με τα περισσότερα άλλα αστρονομικά αντικείμενα, τα σωματίδια πάγου και βράχου στους δακτυλίους του Κρόνου είναι πολύ κοντά μεταξύ τους. Κατά μέσο όρο, περίπου το 3% του συνολικού όγκου του δίσκου καταλαμβάνεται από στερεά σωματίδια, ενώ το υπόλοιπο είναι κενό. Αυτό μπορεί να ακούγεται μικρό, αλλά σημαίνει ότι ο τυπικός διαχωρισμός μεταξύ των σωματιδίων είναι μόνο λίγο πάνω από τρεις φορές τη μέση διάμετρο τους. Υποθέτοντας μια τιμή 30 εκατοστών για το τελευταίο, οι βράχοι θα ήταν τόσο κοντά το ένα μέτρο μεταξύ τους. Δεν υπάρχει σκληρός και γρήγορος κανόνας, ωστόσο, λόγω των διακυμάνσεων της πυκνότητας στους δακτυλίους και του μεγάλου φάσματος των μεγεθών των σωματιδίων.
Κλείσιμο συναντήσεων
Η κοντινή εγγύτητα των σωματιδίων του δακτυλίου μεταξύ τους σημαίνει ότι οι συγκρούσεις μεταξύ τους συμβαίνουν αρκετά συχνά, οδηγώντας στην εξάλειψη της κινητικής ενέργειας. Η αθροιστική επίδραση των αμέτρητων συγκρούσεων στο παρελθόν μπορεί να φανεί στην λεπτότητα του δίσκου που μοιάζει με ξυράφι και στην σχεδόν κυκλικότητα των τροχιών σωματιδίων. Εκτός από τις φυσικές συγκρούσεις, τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους βαρυτικά, καθώς και με τον ίδιο τον Κρόνο και τους πολλούς δορυφόρους του. Μεγάλο μέρος της λεπτής δομής που φαίνεται στους δακτυλίους του Κρόνου μπορεί να εξηγηθεί από τέτοιες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις.