A Szaturnuszt egy sziklakorong és jégtöredékek veszik körül, amelyek koncentrikus, kör alakú pályákon haladnak a bolygó egyenlítői síkjában. Peremről nézve a lemez rendkívül vékony - helyenként csak néhány tíz méter. Szemtől szemben nézve a lemez számos koncentrikus gyűrű megjelenését kelti a lemez tulajdonságaitól a bolygótól való távolság függvényében történő szisztematikus változások miatt. A gyűrűk számos paraméterrel jellemezhetők, amelyek közül az egyik az alkotó fragmensek átlagos elválasztása.
Gyűrű részecskék
A tudósok a „részecskék” általános kifejezést használják a bolygógyűrűrendszer alkotóelemeire. Bár a „részecske” valami nagyon kicsire utal, a Szaturnusz gyűrűinek legnagyobb tárgyai jókora sziklák vagy jégdarabok - gyakran sok méterrel át. A részecskeméretek teljes spektruma van jelen, e nagy tárgyaktól kezdve a porszemekig. Egy adott méretű részecskék száma megközelítően fordítottan arányos a részecskék tömegével: Más szavakkal, a kis részecskék száma nagyobb, mint a nagy részecskéké.
Mennyi anyag van a gyűrűkben?
A Szaturnusz gyűrűinek sűrűsége jelentősen változik: Ez az egyik oka a gyűrűk látszólagos sávosodásának. A legegyszerűbben közvetlenül kiszámítható paraméter a felületi sűrűség, grammban kifejezve négyzetcentiméterenként. Ezt el lehet osztani a gyűrű vastagságával, így térfogatsűrűséget kapunk grammban / köbcentiméterben. Egy másik tulajdonság, amelyet a tudósok meg tudnak mérni, optikai mélységnek nevezik, amely jelzi, hogy a gyűrűk mennyire átlátszatlanok vagy átlátszók. Az optikai mélység a felületi sűrűség és a részecskeméret függvénye, így ez utóbbi a sűrűség és az optikai mélység méréséből - még akkor is, ha közvetlenül nem figyelhető meg - levezethető.
A gyűrűszemcsék közötti távolság
A legtöbb csillagászati objektumhoz képest a Szaturnusz gyűrűiben található jég- és kőzetrészecskék rendkívül közel vannak egymáshoz. A lemez teljes térfogatának körülbelül 3 százalékát szilárd részecskék foglalják el, míg a többi üres hely. Ez kevésnek tűnhet, de azt jelenti, hogy a részecskék közötti tipikus elválasztás csak valamivel több, mint az átlagos átmérőjük háromszorosa. Feltételezve, hogy ez utóbbi értéke 30 centiméter, a kőzetek akár egy méterre is lehetnek egymástól. A gyűrűk sűrűségváltozásai és a részecskeméretek széles spektruma miatt azonban nincs kemény és gyors szabály.
Közeli találkozások
A gyűrűszemcsék egymáshoz való közvetlen közelsége azt jelenti, hogy elég gyakran ütköznek közöttük, ami kinetikus energia eloszlásához vezet. A múltban számtalan ütközés kumulatív hatása a korong borotva-szerű vékonyságában és a részecske pályák közeli körkörösségében mutatható ki. A fizikai ütközéseken kívül a részecskék gravitációs módon, valamint magával a Szaturnussal és számos műholdjával lépnek kölcsönhatásba. A Szaturnusz gyűrűiben látható finom szerkezet nagy része ilyen gravitációs kölcsönhatásokkal magyarázható.