土星は、惑星の赤道面の同心円軌道に沿って移動する岩と氷の破片の円盤に囲まれています。 真正面から見ると、ディスクは非常に薄く、場所によっては数十メートルしかありません。 正面から見ると、惑星からの距離の関数としてのディスクの特性の体系的な変化のために、ディスクは多数の同心リングの外観を与えます。 リングは、いくつかのパラメータによって特徴付けることができます。そのうちの1つは、構成フラグメント間の平均分離です。
リング粒子
科学者は、惑星の環系の構成要素を指すために「粒子」という一般的な用語を使用します。 「粒子」は非常に小さいものを示唆していますが、土星の環の最大の物体は、かなりの大きさの岩または氷の塊です。多くの場合、直径は数メートルです。 これらの大きな物体からダスト粒子に至るまで、粒子サイズの全範囲が存在します。 与えられたサイズの粒子の数は、おおよそ、粒子の質量に反比例します。言い換えると、小さな粒子は大きな粒子よりも多くなります。
リングにはどのくらいの問題がありますか？
土星の環の密度はかなり異なります。これが、土星の明らかな縞模様の理由の1つです。 直接計算する最も簡単なパラメータは、1平方センチメートルあたりのグラム数で測定される面密度です。 これをリングの厚さで割ると、グラム/立方センチメートル単位の体積密度が得られます。 科学者が測定できるもう1つの特性は、光学的厚さと呼ばれ、リングの不透明度または透明度を示します。 光学的厚さは表面密度と粒子サイズの関数であるため、密度と光学的厚さの測定値から、直接観察されなくても後者を推定できます。
リング粒子間の距離
他のほとんどの天体と比較して、土星の環の氷と岩の粒子は非常に接近しています。 平均して、ディスクの総体積の約3％が固体粒子で占められ、残りは空のスペースです。 これは小さく聞こえるかもしれませんが、粒子間の一般的な分離は、平均直径の3倍強にすぎないことを意味します。 後者の値を30センチメートルとすると、岩は互いに1メートルほど離れています。 ただし、リング全体の密度の変動と粒子サイズのスペクトルが広いため、厳密な規則はありません。
接近遭遇
リング粒子が互いに近接しているということは、それらの間の衝突が非常に頻繁に発生し、運動エネルギーの散逸につながることを意味します。 過去の数え切れないほどの衝突の累積的な影響は、ディスクのかみそりのような薄さと粒子軌道のほぼ円形に見ることができます。 物理的な衝突に加えて、粒子は互いに重力的に相互作用し、土星自体とその多くの衛星とも相互作用します。 土星の環に見られる微細構造の多くは、そのような重力相互作用によって説明できます。