Saturnus är omgiven av en skiva av stenar och isfragment som färdas på koncentriska, nästan cirkulära banor i planetens ekvatorplan. Sett kant på är skivan extremt tunn - bara några tiotals meter på platser. Sett framåt ger skivan utseende av flera koncentriska ringar på grund av systematiska förändringar i skivans egenskaper som en funktion av avståndet från planeten. Ringarna kan karakteriseras av ett antal parametrar, varav en är den genomsnittliga separationen mellan de ingående fragmenten.
Ringpartiklar
Forskare använder den generiska termen "partiklar" för att hänvisa till beståndsdelarna i ett planetariskt ringsystem. Även om "partikel" antyder något mycket litet, är de största föremålen i Saturns ringar stora stenar eller isbitar - ofta många meter breda. Ett helt spektrum av partikelstorlekar finns, från dessa stora föremål ner till dammkorn. Antalet partiklar av en given storlek är i ungefärliga termer omvänt proportionellt mot partikelmassan: Med andra ord är små partiklar fler än stora partiklar.
Hur mycket är det i ringarna?
Tätheten hos Saturnus ringar varierar avsevärt: Detta är en av anledningarna till att ringarna uppenbarligen bandas. Den enklaste parametern att beräkna direkt är ytdensiteten, mätt i gram per kvadratcentimeter. Detta kan divideras med ringens tjocklek för att ge volymdensitet i gram per kubikcentimeter. En annan fastighetsforskare kan mäta kallas det optiska djupet, vilket indikerar hur ogenomskinliga eller transparenta ringarna är. Optiskt djup är en funktion av ytdensitet och partikelstorlek, så det senare kan härledas - även om det inte observeras direkt - från mätningar av densitet och optiskt djup.
Avståndet mellan ringpartiklar
Jämfört med de flesta andra astronomiska föremål är is- och stenpartiklarna i Saturns ringar extremt nära varandra. I genomsnitt upptar cirka 3 procent av skivans totala volym av fasta partiklar, medan resten är tomt. Det här låter kanske litet, men det betyder att den typiska separationen mellan partiklar bara är drygt tre gånger deras genomsnittliga diameter. Om vi antar ett värde på 30 centimeter för det senare skulle klipporna vara så nära som en meter från varandra. Det finns dock ingen hård och snabb regel på grund av densitetsvariationer över ringarna och det stora spektrumet av partikelstorlekar.
Närkontakt
Närheten mellan ringpartiklarna till varandra innebär att kollisioner mellan dem inträffar ganska ofta, vilket leder till förlust av kinetisk energi. Den kumulativa effekten av otaliga kollisioner i det förflutna kan ses i rakhyvelliknande tunnhet på skivan och den närmaste cirkulären hos partikelbanor. Förutom fysiska kollisioner interagerar partiklarna med varandra gravitationsmässigt, liksom med Saturnus själv och dess många satelliter. Mycket av den fina strukturen som ses i Saturnus ringar kan förklaras med sådana gravitationsinteraktioner.
