טבעות שבתאי

טבעות שבתאי הן סדרה של טבעות פלנטריות מסביב לכוכב הלכת שבתאי. הן מכילות בעיקר קרח ואבק. גלילאו גליליי היה הראשון שצפה בטבעות בשנת 1610, אך עם הטכנולוגיה שהייתה ברשותו אז הוא הניח שאלו שני ירחים משני צידיו של כוכב הלכת. ב-1655 כריסטיאן הויגנס היה הראשון שהציע שישנה טבעת הסובבת את שבתאי. במהלך השנים התגלו טבעות שונות ובשנת 2009 בזכות טלסקופ החלל שפיצר נצפתה טבעת שמינית הסובבת את שבתאי.^[1]

קיימים מספר רווחים בין הטבעות אשר כולן נגרמו על ידי תהודה מסלולית בין חלקיקים קטנים מתוך הטבעות לבין אחד או יותר מירחי שבתאי.

הטבעות נוצרו לפני פחות ממאה מיליון שנה^[2] והן צפויות להיעלם תוך עד 100 מיליון שנה בשל הימשכותן אל שבתאי.^[3]

האיגוד האסטרונומי הבינלאומי נתן שמות לטבעות שבתאי השונות ולרווחים ביניהם:

צילום משולב של תמונות בצבע טבעי של טבעות שבתאי (A,B,C,D ו-F) והרווחים בינן בצד הלא מואר. צולם על ידי הגשושית קאסיני בתאריך 09/05/2007

טבעת D היא הטבעת הקרובה ביותר לשבתאי. היא נמצאת בתוך טבעת C ומאוד עמומה. ב-1980 החללית וויאג'ר 1 חקרה את שלוש הטבעות הפנימיות בטבעת זו הקרויות D73, D72 ו-D68, כאשר D68 היא הקרובה לשבתאי. 25 שנה לאחר מכן, תמונות מהחללית קאסיני הראו שD72 הפכה עמומה מאוד וזזה בכ-200 קילומטר.

טבעת C רחבה ועמומה ונמצאת בתוך טבעת B. היא נצפתה ב-1850 על ידי האחים ויליאם וג'ורג' בונד ונקראה "טבעת קרפ". עובייה מוערך בכ-5 מטרים, המסה שלה נאמדת בכ-1.1e18 קילוגרם והעומק האופטי שלה נע בין 0.05 ל-0.12. כלומר 5 עד 12 אחוז מהאור המגיע בניצב לטבעת נחסם על ידי חלקיקים המרכיבים את הטבעת ולכן נראית כמעט שקופה משני צידיה.

רווח קולומבו נמצא באמצע טבעת C ומכיל את טבעת טיטאן הצרה והבהירה, נקרא גם טבעת קולומבו.

טבעת טיטאן נמצאת 77,883 קילומטר משבתאי ונמצאת בתוך רווח קולומבו. טבעת זו היא אליפטית. טבעת טיטאן נקראת כך עקב התהודה המסלולית עם טיטאן. לכן, זמן המחזור של פרצסיית חלקיקי הטבעת שווה לזמן המחזור של התנועה של טיטאן סביב שבתאי, כך שהחלק הרחוק ביותר בטבעת אליפטית זו, תמיד מופנה לירח טיטאן.

רווח מקסוול נמצא בתוך טבעת C.

טבעת B היא הטבעת הפנימית משתי הטבעות הגדולות והבהירות. בניגוד לטבעת A, היא מורכבת ממספר עצום של טבעות קטנות שחלקן אליפטיות. ישנם גם עיוותים דמויי סולם לאורך הטבעת אשר נגרמו מחלקיקי אבק. עובייה נאמד בין 5 ל-10 מטרים, המסה שלה 2.8e19 קילוגרם והעומק האופטי שלה נע בין 0.4 ל-2.5. זמן המחזור של טבעת זו הוא חצי מזמן המחזור של הירח מימס, כלומר כל שני סיבובים של טבעת זו סביב שבתאי שווה לסיבוב אחד של הירח מימס סביב שבתאי.

רווח הויגנס מפריד בין טבעת B לבין רווח קאסיני.

רוחבו של רווח קאסיני הוא 4,800 קילומטר ונמצא בין טבעת A לטבעת B. הוא נצפה ב-1675 על ידי ג'ובאני קאסיני. במהלך תצפיות של החללית וויאג'ר, הובחן שהרווח מלא בטבעות קטנות.

טבעת A היא הטבעת החיצונית משתי הטבעות הגדולות והבהירות. הגבול הפנימי שלה הוא רווח קאסיני והגבול החיצוני שלה קרוב למסלולו של הירח אטלס. עובייה מוערך בין 10 ל-30 מטרים, המסה שלה 6.2e18 קילוגרם והעומק האופטי שלה נע בין 0.4 ל-1.0. בדומה לטבעת B, החלק החיצוני של טבעת A מתנהג באופן של תהודה מסלולית ביחס של 7:6 עם הירח יאנוס.

רווח אנקה נמצא בתוך טבעת A. יוהאן אנקה לא הבחין ברווח זה בעצמו אלא נקרא על שמו כאות הוקרה על תצפיותיו בטבעות. מרכז הרווח נמצא במרחק של 133,580 קילומטר משבתאי ורוחבו 325 קילומטר. הרווח נגרם כתוצאה מהימצאותו של הירח פאן אשר נמצא בתוך רווח זה. תמונות מהחללית קאסיני הראו שיש לפחות שתי טבעות קטנות בתוך רווח זה.

רוחבו של רווח קילר הוא 42 קילומטר אשר נמצא בתוך טבעת A, בערך 250 קילומטר מקצה הטבעת. מסלולו של הירח דפניס, אשר נצפה ב-1 במאי 2005, נמצא בתוך רווח זה אשר שומר אותו נקי.

R/2004 S 1, ידוע גם בשם S/2004 1R, זהו השם הזמני הניתן לתצפית טבעת חדשה אשר נמצאת בין טבעת A לטבעת F. הטבעת נמצאת בתוך מסלול של הירח אטלס. טבעת דקה ועמומה זו נצפתה על ידי החללית קאסיני ב-9 בספטמבר 2004.

R/2004 S 2 זהו השם הזמני הניתן לתצפית טבעת חדשה על ידי החללית קאסיני ב-2005. הטבעת נמצאת במרחק של 138,900 קילומטר משבתאי ונמצאת בין מסלולם של הירחים אטלס ופרומתאוס.

טבעת F היא מהטבעות החיצוניות של שבתאי. היא שוכנת מחוץ לשתי הטבעות הגדולות, כ-3,000 קילומטר מטבעת A. היא נצפתה ב-1979. היא מאוד צרה כך שרוחבה מגיע למספר מאות קילומטרים. היא מכילה בתוכה את המסלולים של הירחים פרומתאוס ופנדורה.

טבעת עמומה ומאובקת הנמצאת מחוץ לשני מסלולי הירחים יאנוס ואפימתאוס ומכאן שמה. היקף טבעת זו כ-5,000 קילומטר. מקורה של טבעת זו הוא בחלקיקים שהועפו כתוצאה מהתנגשויות של מטאוריטים בירחים אשר יצרו טבעת מסביב למסלולם.

טבעת G היא צרה, עמומה ונמצאת בערך בחצי הדרך בין טבעת F לטבעת E. טבעת G היא רק טבעת אבק שלא הצליחו לשייך אותה לאף ירח ידוע, דבר שהפך אותה למוזרה ויוצאת דופן בקרב הטבעות. בשנת 2009, גילתה הגשושית קאסיני כי מקור הטבעת הוא בחומר הזולג מהירח אגיאון הנמצא במרכז הטבעת.^[4]

טבעת עמומה ומאובקת המכילה את מסלולו של הירח פאליני. לטבעת זו רדיוס של כ-2,500 קילומטר. מקורה של טבעת זו בחלקיקים שהועפו כתוצאה מהתנגשויות של מטאוריטים בפני פאליני אשר יצרו טבעת סביב מסלולו.

טבעת E היא הטבעת השנייה החיצונית ביותר של שבתאי ורוחבה גדול במיוחד. היא מתחילה ממסלולו של הירח מימס ומסתיימת באזור של מסלול הירח ריאה. היא מורכבת מחלקיקים מיקרוסקופיים של קרח או אבק בניגוד לשאר הטבעות אשר מורכבים מחלקיקים מקרוסקופיים. מקורה בהר געש של קרח שנצפה ב-2006 על הירח אנקלדוס.

טבעת (או חגורה) זו התגלתה ב-6 באוקטובר 2009, על ידי שלושה חוקרים שעשו שימוש בטלסקופ החלל שפיצר. הטבעת שזכתה לכינוי פויבה על שם פויבה מהמיתולוגיה היוונית, נטויה כ-27 מעלות ביחס למישור הטבעות הרגילות של שבתאי. עוביה של הטבעת כ-2.4 מיליון ק"מ והיא נמצאת במרחק של כ-11 עד 15 מיליון ק"מ משבתאי.

הירח פויבה, שמסלולו חוצה את הטבעת, הוא כנראה המקור לחומר הבונה את הטבעת.

• שבתאי
• ירחי שבתאי
• תהודה מסלולית

מדיה וקבצים בנושא טבעות שבתאי בוויקישיתוף

• הערך "שבתאי", באתר אסטרופדיה
• נאס"א: גילינו טבעת שמינית סביב שבתאי, באתר הארץ, 7 באוקטובר 2009
• אליסף קוסמן, ‏טבעות שבתאי נחשפות בפירוט חסר תקדים בצילומים חדשים של קאסיני, באתר "הידען", 31 בינואר 2017

מערכת השמש
(לא בקנה המידה המקורי; מיקום הסמן על כל אחד מהגופים, יציג את שמו) השמש • כוכב חמה • נוגה • כדור הארץ • מאדים • קרס • צדק • שבתאי • אורנוס • נפטון • פלוטו • האומיה • מאקה-מאקה • אריס ירחים (הירח, ירחי מאדים, ירחי צדק, ירחי שבתאי, ירחי אורנוס, ירחי נפטון, ירחי פלוטו, ירחי האומיה, MK 2, דיסנומיה) טבעות פלנטריות (טבעות צדק, טבעות שבתאי, טבעות אורנוס, טבעות נפטון, טבעות ריאה) כוכב לכת • כוכב לכת ננסי • גופים קטנים במערכת השמש: מטאורואיד • כוכבי לכת מינוריים (אסטרואיד • קנטאור • גופים טרנס-נפטוניים: חגורת קויפר, הדיסק המפוזר) • שביט (עננת אורט) כוכבי לכת ארציים • ענקי הגזים (ענקי הקרח) • גופים טרנס-נפטוניים (פלוטינו, פלוטואיד, גופים בחגורת קויפר, גופים בדיסק המפוזר, גופים בעננת אורט) מערכת השמש הפנימית (כוכבי הלכת הארציים, חגורת האסטרואידים) • מערכת השמש התיכונה (ענקי הגזים) • מערכת השמש החיצונית (חגורת קויפר, הדיסק המפוזר, עננת אורט)
ראו גם: פורטל מדעי החלל