Saturn je okružen diskom kamenja i ulomaka leda koji putuju koncentričnim, gotovo kružnim orbitama u ekvatorijalnoj ravnini planeta. Gledano rubno, disk je izuzetno tanak - mjestimice samo nekoliko desetaka metara. Gledan licem u oči, disk daje izgled brojnih koncentričnih prstenova, zbog sustavnih promjena svojstava diska u ovisnosti o udaljenosti od planeta. Prstenovi se mogu karakterizirati nizom parametara, od kojih je jedan prosječno razdvajanje sastavnih fragmenata.
Prstenove čestice
Znanstvenici se generičkim pojmom "čestice" odnose na sastojke planetarnog prstenastog sustava. Iako "čestica" sugerira nešto vrlo malo, najveći objekti u Saturnovim prstenovima su velike stijene ili komadi leda - često široki mnogo metara. Prisutan je čitav spektar veličina čestica, od ovih velikih predmeta do zrna prašine. Broj čestica zadane veličine približno je obrnuto proporcionalan masi čestica: Drugim riječima, male su čestice brojnije od velikih čestica.
Koliko je stvari važno?
Gustoća Saturnovih prstenova znatno varira: To je jedan od razloga očiglednog povezivanja prstenova. Najjednostavniji parametar za izračun izravno je površinska gustoća, mjerena u gramima po kvadratnom centimetru. To se može podijeliti s debljinom prstena da se dobije volumenska gustoća u gramima po kubnom centimetru. Još jedno svojstvo koje znanstvenici mogu izmjeriti naziva se optička dubina, što pokazuje koliko su prstenovi neprozirni ili prozirni. Optička dubina je funkcija površinske gustoće i veličine čestica, pa se potonje mogu utvrditi - čak i ako se ne promatraju izravno - iz mjerenja gustoće i optičke dubine.
Udaljenost između čestica prstena
U usporedbi s većinom ostalih astronomskih objekata, čestice leda i stijena u Saturnovim prstenovima izuzetno su blizu. U prosjeku oko 3 posto ukupnog volumena diska zauzimaju krute čestice, dok je ostatak prazan prostor. Ovo može zvučati malo, ali znači da je tipično odvajanje između čestica tek nešto više od tri puta veći od njihovog prosječnog promjera. Pod pretpostavkom vrijednosti od 30 centimetara za potonje, stijene bi bile udaljene jedva od drugog jedan metar. Međutim, ne postoji čvrsto i brzo pravilo zbog varijacija gustoće prstenova i širokog spektra veličina čestica.
Zatvori susrete
Neposredna blizina čestica prstena jedna do druge znači da se sudari između njih događaju prilično često, što dovodi do rasipanja kinetičke energije. Kumulativni učinak bezbrojnih sudara u prošlosti može se vidjeti u tankoći diska poput britve i bliskoj kružnosti orbita čestica. Osim fizičkih sudara, čestice međusobno gravitiraju, kao i sa samim Saturnom i njegovim brojnim satelitima. Velik dio fine strukture viđene u Saturnovim prstenovima može se objasniti takvim gravitacijskim interakcijama.