Saturns ir viena no lielākajām un noslēpumainākajām planētām Saules sistēmā. Saturna gredzeni slēpj daudzus noslēpumus. Divsimt piecdesmit gadus cilvēce ir mēģinājusi atbildēt uz jautājumu, kāpēc tie ir plakani un tievi. Kad uz šo jautājumu tika atbildēts, parādījās desmitiem jaunu. Un katra jauna atbilde rada arvien vairāk jautājumu, kas turpina vairoties, pētot Saules sistēmu.
Atvēršanas gredzeni
Galileo bija pirmais, kurš 1610. gadā caur teleskopu ieraudzīja Saturna gredzenus. Taču viņš to uztvēra kā planētas anomāliju. Viņš šifrēja savu atklājumu ar latīņu anagrammu, kas tulkojumā izklausās šādi: "Es novēroju augstāko trīskāršo planētu." 1656. gadā Huigenss pirmo reizi ieraudzīja gredzenu uz Saturna. Viņš rakstīja, ka Saturnu ieskauj plāns plakans gredzens, kas nekur nesaskaras ar planētu un ir slīps pret ekliptikas plakni. Džovanni Kasīni 1675. gadā noteica, ka tas nav viens nepārtraukts gredzens. Viņš ieraudzīja divus gredzenus, kurus atdala atstarpe. Šo vietu vēlāk sauca par Cassini sadalījumu (vai atstarpi).
Pētījumi 18.-19gadsimti
Tālāki Saturna pētījumi neļāva zinātniekus tuvāk gredzenu struktūras un to rašanās iemeslu atšķetināšanai. Noslēpumi ir tikko pievienoti. Ilgu laiku tika pieņemts, ka planētai ir divi cieti un plāni gredzeni. Laplass, veicot aprēķinus, ņemot vērā gravitācijas lauka ietekmi, 1787. gadā secināja, ka gredzenu ir daudz tūkstošu vai miljonu. Viņš uzskatīja, ka gredzeni ir cieti un atgādina vingrošanas stīpas.
Franču zinātnieks E. Rošs noteica minimālo attālumu, kādā objekti var atrasties Saturna gravitācijas lauka ietekmē. Viņš noteica, ka tas ir 2,44 rādiusi. (Vēlāk to sauca par Roche limitu). Tuvāk par šo attālumu visus cietos vai šķidros satelītus iznīcinās gravitācijas lauks. Saturna gredzeni atrodas šajā rādiusā. Gredzenu ārējais izmērs ir 2,3 planētas rādiusi. Ja tie būtu cieti vai šķidri, gravitācijas lauks tos saplēstu.
Džeimss klerks Maksvels piedalījās gredzenu fiziskās struktūras izpētē. Viņa atklājumi liecina, ka Saturna gredzeni var sastāvēt no mazām daļiņām. Par šo problēmu ieinteresējās mūsu tautiete Sofija Kovaļevska. Viņa pierādīja, ka gredzeni nevar būt ne cieti, ne šķidri. Pētot Doplera nobīdes, zinātnieki D. Kīlers un V. Kempbels atklāja, ka daļiņas pārvietojas pa orbītām, kas nav pretrunā ar debesu mehānikas likumiem.
Pētījumi 20. gadsimtā
20. gadsimta piecdesmitajos gados, izmantojot spektrālo analīzi, tika konstatēts, ka Saturna gredzeni satur daudzsaldēts ūdens. Tas bija ļoti svarīgi. Beidzot izdevās izdomāt, no kā sastāv Saturna gredzeni. Bez ledus gredzenos tika atrasts metāns, sēra savienojumi, ūdeņradis, amonjaks un dzelzs savienojumi. Izņēmuma informācija iegūta no kosmosa zondēm. Pioneer (1979) un divi Voyagers (1980 un 1981) lidoja garām Saturnam. 1997. gadā sākās Cassini-Huygens misija. Zonde pārsūtīja unikālu informāciju, kas vēl jāanalizē. Huygens zonde nolaidās uz Saturna lielākā pavadoņa Titāna, un cilvēki uz Zemes dzirdēja citas pasaules skaņas, redzēja kalnus un līdzenumus.
Gredzenu noslēpumi
Šodien ir savākts daudz informācijas par Saturna gredzeniem. Tomēr galīgs, konsekvents modelis joprojām nepastāv. Ir jautājumi, kas gaida atbildes. Gredzeni ir atklāti ap Urānu un Neptūnu. Kāpēc šāds veidojums atrodas tikai ārpus asteroīdu jostas, nevis uz kādas no sauszemes planētām? Fiziskie procesi, kas noveda pie gredzenu veidošanās, ir neskaidri. Kā notika saspiešana un kāpēc izveidojās simtiem atsevišķu struktūru? Kā gredzenu daļiņas nelīp kopā un nesajaucas? Gredzeniem piemīt magnētiskā spoguļa īpašības. No tiem atstarojas apļveida polarizācijas elektromagnētiskie viļņi. No gredzena A tiek izstumts magnētiskais lauks, tiek pamanīta spēcīga radioviļņu atstarošana. B gredzenā ir spieķi, kas gaida paskaidrojumus. Gredzeniem ir mazs spilgtums, kas neatbilst aprēķinātajam. Netālu no Saturna gredzeniem tika atklāta atmosfēra, kuras izcelsme nav skaidra. redzētstā sauktie blīvuma viļņi un daudzas citas parādības, kas gaida izskaidrojumu.
Hipotēzes
1986. gadā tika izvirzīta hipotēze par Saturna gredzenus veidojošā ledus supravadītspēju. Ledus kopumā ir sarežģīts veidojums, un atkarībā no veidošanās apstākļiem tam var būt dažādas īpašības. Supravadītspējas klātbūtne ļauj izveidot konsekventu Saturna gredzenu fizisko modeli, kas izskaidro daudzas anomālijas.
Cik gredzenu ir Saturnam?
Arī uz šo jautājumu nav galīgas atbildes. Šodien ir 13 galvenie gredzeni. Tos sauc ar latīņu alfabēta burtiem: A, B, C, D utt. Atstarpes starp gredzeniem sauc par dalījumiem vai spraugām. Ir Cassini nodaļas, Huygens, Kuiper, Maxwell spraugas uc Saturna gredzenu diametrs svārstās no 146 tūkstošiem km līdz 273 tūkstošiem km. 2009. gadā tika atklāts Fēbusa gredzens, tiek pieņemts, ka pastāv Rejas gredzens. To diametrs vēl nav precīzi noteikts.
Novērojums no Zemes
Saturna gredzeni ne vienmēr ir redzami no Zemes. Tas ir saistīts ar faktu, ka Saturna ekvators ir stipri slīps pret orbītas plakni ap Sauli, un gredzeni atrodas ekvatora plaknē. Gads uz Saturna ilgst 29,5 Zemes gadus, un laikā, kad uz Saturna ir ekvinokcija, zemes novērotājam tā gredzeni pazūd. Tad apmēram 7 gadus tie ir redzami vienā pusē. Saulgriežu laikā uz Saturna tie sasniedz maksimālo redzamību un pēc tam pakāpeniski samazinās, līdz tie ir pilnībā neredzami.
Pēdējā laikāJau gadiem ilgi planētu astrofizika ir strauji attīstījusies. Zinātnieki ieguva iespēju izmantot starpplanētu zondu datus, kā saka, praktiski pieskarties kosmosa objektiem. Nākamajos gados Saturna gredzeniem vajadzētu dalīties savos noslēpumos ar cilvēci.
