In 1610 richtte Galileo Galilei als een van de eersten zijn telescoop op de planeet Saturnus. Hij zag objecten rond de planeet, maar met de beperkte techniek die hij tot zijn beschikking had kon hij niet goed zien wat die objecten precies waren. Hij bedacht dat het een soort ‘handvatten’ moesten zijn die aan Saturnus vastzaten.
Na Galileo’s ontdekking duurde het nog een halve eeuw voordat een observatie van Christiaan Huygens onthulde dat het om ringen ging. Deze observatie zorgde voor veel opwinding en in de jaren die volgden bogen veel astronomen het hoofd over het ringsysteem van Saturnus. Zelfs vandaag de dag zijn de ringen nog een populair studieobject voor sterrenkundigen. Eén van de grote vragen die zij zich stellen is hoe de ringen zijn ontstaan.
Deze vraag is niet alleen relevant voor Saturnus. Ook de andere gasplaneten in ons zonnestelsel, Jupiter, Uranus en Neptunus, hebben een ringsysteem. Deze zijn alleen minder goed zichtbaar en daardoor een stuk minder bekend. De structuur van de ring is echter bij alle planeten hetzelfde. De ringen bestaan uit gruis, ijs en rotsstukken. De grootte van de deeltjes verschilt van micrometers tot zelfs enkele meters. Elk stukje bevindt zich in zijn eigen baan rondom de planeet. Door de grote hoeveelheid materie lijkt dit alles een eenheid te vormen, ofwel de ring.
De vraag blijft dan natuurlijk waar al deze materie vandaan komt. Normaal gesproken houdt de eigen zwaartekracht een hemellichaam bijeen. Dit is de reden dat planeten niet zomaar uiteen vallen. Ook manen die rond een planeet draaien blijven door hun eigen zwaartekracht netjes bijeen. Maar wanneer zo’n maan te dicht in de buurt komt van een planeet, gaat een tweede kracht invloed uitoefenen. Dit is de zogenaamde getijdenkracht.
Bij ons op aarde veroorzaakt de getijdenkracht van de maan -en in mindere mate die van de zon- eb en vloed in onze oceanen. Maar het kan er ook veel heftiger aan toe gaan. Als een licht object in de buurt komt van een veel zwaarder hemellichaam, bijvoorbeeld wanneer een maan een planeet nadert, kan de getijdenkracht op die maan zelfs groter worden dan zijn eigen zwaartekracht. De maan wordt dan volledig uiteen getrokken. De afstand waarop de getijdenkracht zo heftig wordt dat dit gebeurt, heet de Roche-limiet.
In het geval van Saturnus is zo’n maan waarschijnlijk binnen de Roche-limiet van de planeet terechtgekomen. Door de getijdenkracht van Saturnus is hij toen in stukken uiteen gereten. Deze stukken kwamen vervolgens in een cirkelbaan om de planeet terecht. Materie die zich dichter bij Saturnus bevond, kwam in een baan terecht met een grotere snelheid dan de stukken die zich verder van de planeet af bevonden. Daardoor werd de materie uitgesmeerd over de gehele lengte van de baan, met als resultaat de ringen zoals wij die nu kennen. Bij de andere gasplaneten zijn de ringsystemen waarschijnlijk op vergelijkbare wijze ontstaan.
Kortom, de ringsystemen zijn de restanten van manen, rotsblokken of kometen die binnen de Roche-limiet van een planeet terechtkwamen. Toch hebben ook ringplaneten een aantal manen. Deze zijn op een veilige afstand ontstaan, waar ze niet uiteen vielen. De planeten met ringen zouden zonder dit spel van krachten misschien dus nog een maan meer hebben gehad. Maar dankzij dit kleine offer is ons zonnestelsel nu een prachtig fenomeen rijker.
Lees meer over Saturnus op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/saturnus/cassini/index.atom?m=of", “max”=>"6", “detail”=>"minder"}