शनि के छल्ले में चट्टानें कितने करीब हैं

शनि ग्रह के भूमध्यरेखीय तल में संकेंद्रित, निकट-वृत्ताकार कक्षाओं में यात्रा कर रहे चट्टानों और बर्फ के टुकड़ों की एक डिस्क से घिरा हुआ है। किनारे पर देखा गया, डिस्क बेहद पतली है - स्थानों में केवल कुछ दसियों मीटर। ग्रह से दूरी के फलन के रूप में डिस्क के गुणों में व्यवस्थित परिवर्तन के कारण, आमने-सामने देखा गया, डिस्क कई संकेंद्रित वलय का रूप देता है। अंगूठियों को कई मापदंडों की विशेषता हो सकती है, जिनमें से एक घटक अंशों के बीच औसत अलगाव है।

ग्रहीय वलय प्रणाली के घटकों को संदर्भित करने के लिए वैज्ञानिक सामान्य शब्द "कणों" का उपयोग करते हैं। हालांकि "कण" कुछ बहुत छोटा सुझाता है, शनि के छल्ले में सबसे बड़ी वस्तुएं बड़े आकार की चट्टानें या बर्फ के टुकड़े हैं - अक्सर कई मीटर के पार। कण आकार का एक पूरा स्पेक्ट्रम मौजूद है, इन बड़ी वस्तुओं से लेकर धूल के दानों तक। किसी दिए गए आकार के कणों की संख्या, अनुमानित शब्दों में, कण द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है: दूसरे शब्दों में, छोटे कण बड़े कणों की तुलना में अधिक होते हैं।

शनि के वलयों का घनत्व काफी भिन्न होता है: यह छल्ले के स्पष्ट बैंडिंग के कारणों में से एक है। सीधे गणना करने का सबसे आसान पैरामीटर सतह घनत्व है, जिसे ग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर में मापा जाता है। ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर में आयतन घनत्व देने के लिए इसे रिंग की मोटाई से विभाजित किया जा सकता है। एक अन्य संपत्ति वैज्ञानिक माप सकते हैं जिसे ऑप्टिकल गहराई कहा जाता है, जो इंगित करता है कि छल्ले कितने अपारदर्शी या पारदर्शी हैं। ऑप्टिकल गहराई सतह घनत्व और कण आकार का एक कार्य है, इसलिए उत्तरार्द्ध को घटाया जा सकता है - भले ही इसे सीधे नहीं देखा गया हो - घनत्व और ऑप्टिकल गहराई के माप से।

अधिकांश अन्य खगोलीय पिंडों की तुलना में, शनि के वलयों में बर्फ और चट्टान के कण एक साथ बेहद करीब हैं। औसतन, डिस्क के कुल आयतन का लगभग 3 प्रतिशत ठोस कणों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जबकि शेष खाली स्थान होता है। यह छोटा लग सकता है, लेकिन इसका मतलब है कि कणों के बीच विशिष्ट अलगाव उनके औसत व्यास से केवल तीन गुना अधिक है। उत्तरार्द्ध के लिए 30 सेंटीमीटर का मान मानते हुए, चट्टानें एक-दूसरे से एक मीटर की दूरी के करीब होंगी। हालांकि, छल्ले में घनत्व भिन्नता और कण आकार के व्यापक स्पेक्ट्रम के कारण कोई कठोर और तेज़ नियम नहीं है।

वलय के कणों की एक दूसरे से निकटता का अर्थ है कि उनके बीच अक्सर टकराव होता है, जिससे गतिज ऊर्जा का अपव्यय होता है। अतीत में अनगिनत टक्करों का संचयी प्रभाव डिस्क के उस्तरा जैसे पतलेपन और कण कक्षाओं की निकट गोलाकारता में देखा जा सकता है। भौतिक टकरावों के अलावा, कण एक-दूसरे के साथ गुरुत्वाकर्षण के साथ-साथ स्वयं शनि और उसके कई उपग्रहों के साथ बातचीत करते हैं। शनि के वलयों में देखी जाने वाली अधिकांश महीन संरचना को इस तरह के गुरुत्वाकर्षण संबंधों द्वारा समझाया जा सकता है।