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土星は、惑星の赤道面の同心円に近い軌道を移動する岩と氷の破片の円盤に囲まれています。真正面から見ると、ディスクは非常に薄く、わずか数十メートルです。正面から見ると、円盤は、惑星からの距離の関数としての円盤の特性の体系的な変化により、多数の同心円状のリングのように見えます。リングはいくつかのパラメーターで特徴付けられ、そのうちの1つは構成フラグメント間の平均分離です。
リング粒子
科学者は、一般的な用語「粒子」を使用して、惑星のリングシステムの構成要素を指します。 「粒子」は非常に小さなものを示唆しますが、土星のリングの最大のオブジェクトは、かなりの大きさの岩または氷の塊であり、多くの場合、直径数メートルです。これらの大きな物体から塵粒まで、粒子サイズの全範囲が存在します。与えられたサイズの粒子の数は、おおよそ、粒子の質量に反比例します。つまり、小さな粒子は大きな粒子よりも多くなります。
リングにはどれくらいの物質がありますか？
土星のリングの密度はかなり異なります。これは、リングの明らかなバンディングの理由の1つです。直接計算する最も簡単なパラメーターは、平方センチメートルあたりのグラムで測定される表面密度です。これをリングの厚さで割ると、体積密度をグラム/立方センチメートルで表すことができます。科学者が測定できる別の特性は光学的深さと呼ばれ、リングの不透明度または透明度を示します。光学的深さは表面密度と粒子サイズの関数であるため、密度と光学的深さの測定から、直接観察されない場合でも後者を推定することができます。
リング粒子間の距離
他のほとんどの天体と比較して、土星のリングの氷と岩の粒子は非常に接近しています。平均して、ディスクの総体積の約3パーセントが固体粒子で占められ、残りは空のスペースです。これは小さいように聞こえるかもしれませんが、粒子間の典型的な分離は、平均直径の3倍強にすぎないことを意味します。後者の値を30センチと仮定すると、岩は互いに1メートルほど近くになります。ただし、リング全体の密度のばらつきと広範囲の粒子サイズのため、厳密な規則はありません。
出会い
リング粒子が互いに近接しているということは、それらの間の衝突が非常に頻繁に発生し、運動エネルギーの散逸につながることを意味します。過去の無数の衝突の累積的な影響は、ディスクのかみそりのような薄さと粒子軌道のほぼ真円度に見ることができます。物理的な衝突に加えて、粒子は互いに重力で相互作用し、土星自体とその多くの衛星とも相互作用します。土星の環に見られる微細構造の多くは、そのような重力相互作用によって説明できます。