Saturne est entourée d'un disque de roches et de fragments de glace qui se déplacent sur des orbites concentriques et quasi circulaires dans le plan équatorial de la planète. Vu de profil, le disque est extrêmement mince - seulement quelques dizaines de mètres par endroits. Vu de face, le disque donne l'apparence de nombreux anneaux concentriques, en raison des changements systématiques dans les propriétés du disque en fonction de la distance de la planète. Les anneaux peuvent être caractérisés par un certain nombre de paramètres, dont l'un est la séparation moyenne entre les fragments constitutifs.

Particules annulaires

Les scientifiques utilisent le terme générique "particules" pour désigner les constituants d'un système d'anneau planétaire. Bien que "particule" suggère quelque chose de très petit, les plus grands objets dans les anneaux de Saturne sont des rochers ou des morceaux de glace considérables - souvent plusieurs mètres de diamètre. Tout un spectre de tailles de particules est présent, de ces gros objets jusqu'aux grains de poussière. Le nombre de particules d'une taille donnée est, en termes approximatifs, inversement proportionnel à la masse des particules. En d'autres termes, les petites particules sont plus nombreuses que les grosses particules.

Combien de matière dans les anneaux?

La densité des anneaux de Saturne varie considérablement: c'est l'une des raisons du cerclage apparent des anneaux. Le paramètre le plus simple à calculer directement est la densité de surface, mesurée en grammes par centimètre carré. Cela peut être divisé par l'épaisseur de l'anneau pour donner une densité de volume en grammes par centimètre cube. Une autre propriété que les scientifiques peuvent mesurer s'appelle la profondeur optique, ce qui indique à quel point les anneaux sont opaques ou transparents. La profondeur optique est fonction de la densité surfacique et de la taille des particules. On peut donc en déduire - même si on ne l'observe pas directement - des mesures de densité et de profondeur optique.

La distance entre les particules de l'anneau
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Comparées à la plupart des autres objets astronomiques, les particules de glace et de roche des anneaux de Saturne sont extrêmement proches les unes des autres. En moyenne, environ 3% du volume total du disque est occupé par des particules solides, tandis que le reste est un espace vide. Cela peut sembler petit, mais cela signifie que la séparation typique entre les particules est seulement un peu plus de trois fois leur diamètre moyen. En supposant une valeur de 30 centimètres pour ce dernier, les roches seraient aussi proches d'un mètre l'une de l'autre. Cependant, il n'y a pas de règle absolue en raison des variations de densité entre les anneaux et du large spectre de tailles de particules.

Rencontres rapprochées

La proximité des particules de l'anneau les unes par rapport aux autres que les collisions entre eux se produisent assez souvent, conduisant à la dissipation de l'énergie cinétique. L'effet cumulatif des collisions innombrables dans le passé peut être vu dans la finesse du disque comme la lame de rasoir et la quasi-circularité des orbites de particules. En plus des collisions physiques, les particules interagissent les unes avec les autres de manière gravitationnelle, ainsi qu'avec Saturne elle-même et ses nombreux satellites. Une grande partie de la structure fine observée dans les anneaux de Saturne peut être expliquée par de telles interactions gravitationnelles.