Saturno está rodeado por un disco de rocas y fragmentos de hielo que viajan en órbitas concéntricas y casi circulares en el plano ecuatorial del planeta. Visto de canto, el disco es extremadamente delgado, solo unas pocas decenas de metros en algunos lugares. Visto de frente, el disco da la apariencia de numerosos anillos concéntricos, debido a cambios sistemáticos en las propiedades del disco en función de la distancia al planeta. Los anillos se pueden caracterizar por varios parámetros, uno de los cuales es la separación media entre los fragmentos constituyentes.
Partículas de anillo
Los científicos usan el término genérico "partículas" para referirse a los componentes de un sistema de anillos planetarios. Aunque "partícula" sugiere algo muy pequeño, los objetos más grandes en los anillos de Saturno son rocas considerables o trozos de hielo, a menudo de muchos metros de diámetro. Está presente todo un espectro de tamaños de partículas, desde estos grandes objetos hasta los granos de polvo. El número de partículas de un tamaño dado es, en términos aproximados, inversamente proporcional a la masa de las partículas: en otras palabras, las partículas pequeñas son más numerosas que las partículas grandes.
¿Cuánta materia hay en los anillos?
La densidad de los anillos de Saturno varía considerablemente: esta es una de las razones de la aparente formación de bandas de los anillos. El parámetro más fácil de calcular directamente es la densidad de la superficie, medida en gramos por centímetro cuadrado. Esto se puede dividir por el grosor del anillo para dar una densidad de volumen en gramos por centímetro cúbico. Otra propiedad que los científicos pueden medir se llama profundidad óptica, que indica qué tan opacos o transparentes son los anillos. La profundidad óptica es una función de la densidad de la superficie y el tamaño de las partículas, por lo que este último puede deducirse, incluso si no se observa directamente, a partir de las mediciones de densidad y profundidad óptica.
La distancia entre las partículas del anillo
En comparación con la mayoría de los otros objetos astronómicos, las partículas de hielo y roca de los anillos de Saturno están muy juntas. En promedio, alrededor del 3 por ciento del volumen total del disco está ocupado por partículas sólidas, mientras que el resto es espacio vacío. Esto puede parecer pequeño, pero significa que la separación típica entre partículas es solo un poco más de tres veces su diámetro promedio. Suponiendo un valor de 30 centímetros para este último, las rocas estarían tan cerca como a un metro de distancia entre sí. Sin embargo, no existe una regla estricta debido a las variaciones de densidad en los anillos y al amplio espectro de tamaños de partículas.
Encuentros cercanos
La gran proximidad de las partículas del anillo entre sí significa que las colisiones entre ellas ocurren con bastante frecuencia, lo que conduce a la disipación de la energía cinética. El efecto acumulativo de innumerables colisiones en el pasado se puede ver en la delgadez del disco y la casi circularidad de las órbitas de las partículas. Además de las colisiones físicas, las partículas interactúan entre sí de forma gravitacional, así como con el mismo Saturno y sus numerosos satélites. Gran parte de la estructura fina que se ve en los anillos de Saturno puede explicarse por tales interacciones gravitacionales.