Saturno é cercado por um disco de rochas e fragmentos de gelo viajando em órbitas concêntricas e quase circulares no plano equatorial do planeta. Visto de lado, o disco é extremamente fino - apenas algumas dezenas de metros em alguns lugares. Visto de frente, o disco dá a aparência de vários anéis concêntricos, devido a mudanças sistemáticas nas propriedades do disco em função da distância do planeta. Os anéis podem ser caracterizados por vários parâmetros, um dos quais é a separação média entre os fragmentos constituintes.
Partículas de anel
Os cientistas usam o termo genérico “partículas” para se referir aos constituintes de um sistema de anéis planetários. Embora "partícula" sugira algo muito pequeno, os maiores objetos nos anéis de Saturno são rochas consideráveis ou pedaços de gelo - muitas vezes com muitos metros de diâmetro. Todo um espectro de tamanhos de partículas está presente, desde objetos grandes até grãos de poeira. O número de partículas de um determinado tamanho é, em termos aproximados, inversamente proporcional à massa da partícula: em outras palavras, partículas pequenas são mais numerosas do que partículas grandes.
Quanta matéria há nos anéis?
A densidade dos anéis de Saturno varia consideravelmente: esta é uma das razões para o aparente agrupamento dos anéis. O parâmetro mais fácil de calcular diretamente é a densidade da superfície, medida em gramas por centímetro quadrado. Isso pode ser dividido pela espessura do anel para dar a densidade do volume em gramas por centímetro cúbico. Outra propriedade que os cientistas podem medir é chamada de profundidade óptica, que indica o quão opacos ou transparentes os anéis são. A profundidade óptica é uma função da densidade da superfície e do tamanho da partícula, então o último pode ser deduzido - mesmo que não seja observado diretamente - a partir de medições de densidade e profundidade óptica.
A distância entre as partículas do anel
Comparado com a maioria dos outros objetos astronômicos, as partículas de gelo e rocha nos anéis de Saturno são extremamente próximas. Em média, cerca de 3 por cento do volume total do disco é ocupado por partículas sólidas, enquanto o resto é espaço vazio. Isso pode parecer pequeno, mas significa que a separação típica entre as partículas é apenas um pouco mais de três vezes o seu diâmetro médio. Assumindo um valor de 30 centímetros para o último, as rochas estariam a uma distância de até um metro umas das outras. Não existe uma regra rígida e rápida, entretanto, devido às variações de densidade entre os anéis e ao amplo espectro de tamanhos de partículas.
Encontros íntimos
A proximidade das partículas do anel entre si significa que as colisões entre elas ocorrem com bastante frequência, levando à dissipação da energia cinética. O efeito cumulativo de incontáveis colisões no passado pode ser visto na espessura do disco como uma navalha e na quase circularidade das órbitas das partículas. Além das colisões físicas, as partículas interagem entre si gravitacionalmente, bem como com o próprio Saturno e seus muitos satélites. Muito da estrutura fina vista nos anéis de Saturno pode ser explicada por tais interações gravitacionais.
