SATURNO ŽIEDŲ ENIGMA Spausdinti
Parašė A. Radžius   

Pirmas nustebimas
Du kartu Saturnas nustebino žmogų. Pirmas nustebimas įvyko 1610 m. kai Galilėjus (Galileo Galilei; pirmą kartą pažvelgė į šią planetą per teleskopą. Jis aiškiai matė ne vieną, bet tris diskus, beveik susilietu-sius krašteliais. Savo draugams Vokietijoje ir Italijoje jis pranešė: "Aš pastebėjau, kad pati tolimiausia planeta yra triguba.,, Saturnas tais laikais tebebuvo tolimiausias. Už jo esančių planetų dar nežinota.

Nustebimas padidėjo, kai 1612 m. Galilėjus pamatė, kad Saturno palydovai kažkur prapuolę. Vienui vienas diskas, ir nieko daugiau. Jis jau buvo suabejojęs, ar nebus padaręs klaidos prieš porą metų.1 Bet už poros savaičių prapuolusieji palydovai vėl atsirado. 1614 m. Christofer Scheiner piešė Saturną su dviem ąsom. G.B. Riccioli 1640 m. piešė Saturną kaip trigubą kūną, bet tarp 1647 ir 1650 m. rodė planetą irgi su dviem ąsom.

Kas gi tos ąsos, kas tie Saturno palydovai, suprato žymus olandų astronomas Christian Huygens. 1655 m., naudodamas savo sukonstruotą ir tobulesnį negu Galilėjaus teleskopą, jis pastebėjo siauras ąsas abejose disko pusėse. 1656 metais jos visai išnyko ir tų metų spalio mėnesį vėl pasirodė. Huygensui paaiškėjo, kas čia darosi. Tais pat metais jis paskelbė traktatą apie Saturno satelito Titano atradimą ir gale pridėjo anagramą, kurią išgliaudę turėtumėm taip skaityti: "Apsuptas plono, plokščio žiedo, niekur nepri-siliečiančio ir palinkusio į ekliptiką/' Pilną šio atradimo pranešimą Houygensas paskelbė 1659 m. Nuo tada Saturnas tapo žieduotąja planeta, savo grožiu stebinančia kiekvieną stebėtoją, o paslaptimi — mokslininką.

Žiedai ir spragos

Žiedo struktūra labai iš lėto, nenoriai skleidėsi. Tik 1675 m. G. D. Cassini pastebėjo, kad Saturno žiedas besąs iš dviejų dalių sudarytas su tamsia spraga tarp jų. Toji spraga ir šiandien vadinama Cassini vardu. O daugiau kaip už pusantro šimtmečio Wilhelm von Struve išorinę žiedo dalį pažymėjo A raide, o išvidinę B. Pastaroji dalis, arba B žiedas, yra pats šviesiausias ir tankiausias iš visų žiedų, mažiausia saulės spindulių praleidžia ir meta gana tamsų šešėlį ant Saturno disko.

1837 m. J. Encke pastebėjo dar vieną spragą A žiede. Toji spraga dabar vadinama Encke vardu. 1838 m. gi J.G. Galle atrado C žiedą, kuris yra labai retas, tamsus ir permatomas. Gal todėl jis dar vadinamas krepo žiedu, lyg būtų Saturno šydas, pasiūtas iš krepo medžiagos.2 C žiedas guli iš vidaus B. žiedo.
Daug kontraversijų sukėlė D žiedas. Buvo astronomų, kurie tikėjo jį esant už A žiedo. Jis turįs būti labai labai retas. Kiti jo egzistencija abejojo.

Taip pat 1960-ųjų metų dešimtmetyje paaiškėjo, kad esama žiedo už A. Tai pats tolimiausias sistemos žiedas, nusitęsiąs iki 480,000 km nuo planetos — toliau negu mėnulis nuo žemės. Šis žiedas pažymėtas raide E. Pagaliau Pioneer 11 erdvėlaivis surado siaurą žiedą F, gulintį A išorėje, ir šešėliai, krintą ant vieno Voyager I-ojo naujai atrasto Saturno satelito, rodo, kad gali būti dar vienas žiedas kur nors už F. Jis provizoriškai pažymėtas G raide.

Šiais laikais laikoma, kad A ir C žiedai esą po 16,000 km pločio, B — 25,000 km ir Cassini spraga 4,800 km pločio. D žiedo plotis galįs būti apie 12,600 km. Išorinės A žiedo briaunos skersmuo galįs būti apie 275,000 km.

Palyginus su jų pločiais ir skersmenimis, žiedai yra labai ploni. Tik popieriaus skiautelės. Tiesioginių matavimų neįmanoma atlikti. Galvojama, kad žiedai negalį būti plonesni, kaip 500 m ir storesnį kaip 4 km. Tikriausiai jų storis galįs būti 2-3 km.
Žiedai sudaryti iš daugybės didesnių ir mažesnių kūnų — skeveldrų, kurios skrieja aplink Saturną individualiose orbitose pagal Keplerio dėsnius. Kad žiedai nėra ištisai kieti kūnai, kaip galvojo P. S. Laplace, o sudaryti iš atskirų dalelyčių, dar 1856 m. iškėlė James Clerk Max-well. Jį parėmė 1895 m. J.E. Keeler, atradęs, kad žiedų vidujinės dalys greičiau apsisuka aplink planetą negu išorinės. Visai taip, kaip Kepleris reikalauja.

Antras nustebimas
Nors daug sužinota apie Saturno žiedus per tuos 370 metų nuo pirmo Galilėjaus pažvelgimo, bet kai Voyager 1 praskrido pro planetą ir iš arti nufotografavo žiedus, įvyko antras nustebimas. Erdvėlaivis atskleidė netikėtai sudėtingą žiedų struktūrą ir kai kuriuos reiškinius, kol kas dar neišaiškintus.

Buvo tikėtasi, kad fotografijos parodys kiek daugiau spragų, kurių nuo žemės neįmanoma įžiūrėti, ir kad žiedai atrodysią reliatyviai vienodi. Bet fotografijos parodė, kad trys pagrindiniai žiedai — A, B ir C — besą struktūriškai ir tikriausiai savo sudėtimi skirtingi ir suskaldyti į daugybę siaurų žiedų, tarytum gražiai išakėtas laukas.

Pagal rezonanso teoriją, netoli praskrendančių satelitų pakartotini gravitaciniai truktelėjimai gali sudaryti žieduose spragas. Manoma, kad Enckes spraga susidarė, veikiant ne-
 

seniai surastiems SI ir S3 satelitams, o garsioji Cassini spraga esanti Mimo ir Japeto įtakoje. Voyager 1-ajam artėjant prie žiedų, pradėjo skilti jie į tuzinus, vėliau į šimtus ir galbūt net tūkstančius siaurų žiedelių.3 Kodėl toks gausus susiskaldymas, dar nėra išaiškinta.

Cassini spraga nėra tuščia, kaip iki šiol buvo manoma. Jos viduje suskaičiuota bent 20 siaurų žiedelių, kurių tarpe pastebėti keturi vienodo pločio ir labai lygūs žiedai, tarytum kaspinai.4 Gal toji Cassini spraga yra reliatyvios ramybės zona, kur atskiros dalelytės palyginti ramiai skrieja savo orbitose, kai tuo tarpu B žiede jos dažnai susigrūda, nes B yra tankiausias ir jame daugiausia skeveldrų.

Dar nepasiekęs artimiausio nuo planetos taško, Voyager 1 pastebėjo ištisas serijas tamsių brūkšnių, tarytum stipinus, spinduliuojančius skersai B žiedo. Keisčiausia, kad stipinai sukasi aplink planetą drauge su visu žiedu, laužydami Keplerio dėsnį, reikalaujantį, kad kūnai di desnėj orbitoj judėtų mažesniu greičiu. Tada tie stipinai turėtų suirti. Bet jie ne suyra ir, kaip kompiuterių nustatyta, sukasi pastoviu kampiniu greičiu — tokiu pat, kaip ir patsai Saturnas. Dėl to manoma, kad stipinai susidaro, veikiant Saturno magnetiniam laukui.

Kita didelė mįslė — F žiedas. Iš arčiau nufotografavus, siaurytis F žiedas suskilo į tris dar siauresnes dalis, kurios nėra koncentriškos, kaip visi kiti žiedai, bet sukasi viena aplink kitą, lyg sluoksnos laisvai suvytoje virvelėje. Tokia virvelinė struktūra taip pat verčia aukštyn kojom orbitinę mechaniką.

Voyager I surado tris Saturno satelitus. Du iš jų, S13 ir S14, skrieja aplink planetą visai arti F žiedo, S13 — žiedo išorėje, S14 — iš vidaus. Manoma, kad tie du satelitai atsakingi už tai, kad F žiedas yra toks siauras. Be to jie, tarytum kokie sargybiniai, saugoja, kad išorinės žiedo dalelytės neišlakstytų į erdvę, o vidujinės nenubyrėtų ant planetos ir ilgainiui visas žiedas neišsisklaidytų. Išorinis satelitas S13 savo gravitacine jėga prilaiko greičiau skrendančias žiedo dalelytes, ir jos, nustojusios šiek tiek greičio, krinta į žiedo gilumą. Vidinis satelitas S14 trukteli greičiau skrendančias dalelytes, kurios, įgijusios daugiau greičio, pakyla aukštyn irgi į žiedo gilumą. O gal toksai "sargybinių" žaismas ir suformuoja vijas ir virvelinę struktuvą? Tai vienas iš daugelio klaustukų, laukiančių atsakymo ateities pastangų erdvėje.

Žieduotųjų planetų klubas
Ilgą laiką Saturnas buvo vienintelė žieduotoji planeta. Niekam neatėjo į galvą mintis, kad ir kitos planetos galėtų turėti žiedus. Tik prieš ketvertą metų, t.y. 1977 kovo 10, netikėtai paaiškėjo, kad Uranas beturįs penkis žiedus (žr. Aidai, 1979 Nr. 6). Tik jie labai siauri, nė 10 km pločio nesiekia. Nenuostabu tad, kad žemės teleskopai jų nepagauna. Jie surasti, stebint žvaigždės okultaciją. Reikia tikėtis, kad Voyager 2, 1986 m. aplankęs Uraną, suteiks daugiau duomenų apie pačią planetą ir jos plonyčius bei siauryčius žiedus, kuriuos gal tiksliau būtų vadinti lankais.

Jei ne Voyager erdvėlaiviai, niekad nežinotume, kad ir Jupiteris beturįs žiedą. Voyager 1 nufotografavo, Voyager 2 jo buvimą patvirtino. Jis driekiasi apie 57,000 km virš Jupiterio debesų. Plotis apytikriai 6,500 km, storis — vos keletas kilometrų.
Tad jau trys saulės sistemos planetos apsijuosusios žiedais, ir niekas šiandien nedrįstų galvos guldyti, kad jos vienintelės.
A. Radžius

Išnašos
1.    Tada jis rašė: "Greičiausiai koks klastingas demonas mane apgavo".
2.    J.G. Galle atradimą ignoravo, ir žiedas iš naujo buvo savarankiškai atrastas G.P. Bond Amerikoje ir W.R. Dawes Anglijoje 1850 m.
3.    Jų pločiai maždaug 10-50 kilometrų.
4.    Jie apie 500 km platumo.