Saturn on gaasihiiglane, Päikesesüsteemi suuruselt teine planeet, mis koosneb peamiselt vesinikust ja heeliumist. Samuti on tema käes Päikesesüsteemi rekord kuude arvu poolest – Saturni orbiidil tiirleb koguni 146 kuud. Võrdluseks, Jupiteril on neid “kõigest” 95. Saturni kõige tähelepanuväärsem omadus on aga tema rõngad. Nende laius on üle 280 000 kilomeetri, paksus aga jääb vaid 10 meetri ja 1 kilomeetri vahele ning nii ongi iga rõngas üliõhuke nagu habemenuga. Saturni rõngad on inimkonnale tuttavad juba 1610. aastast, mil Galileo Galilei need planeeti vaadeldes avastas. Enam kui 400 aastat pärast seda tunneme küll paremini nende struktuuri ja teame enam nende võimalikku päritolu, ometi jääb seniajani meie jaoks paljutki saladuseks.
Rõngaste päritolu
Selgub, et Saturn ei ole ainus rõngastega planeet – need on ka Jupiteril, Neptuunil ja Uraanil. Kuid viimaste rõngad ei ole nii heledad ja suured kui Saturnil, sest need sisaldavad vähem veejääd, mistõttu on neid keerulisem vaadelda. See tõstatab küsimuse: miks on kõigil gaasihiiglastel rõngad?
Rõngaste päritolu ei ole veel täielikult teada. Selle väljaselgitamiseks on tähtis teha kindlaks, kui kaua need on eksisteerinud. Kui nad on noored (umbes 100–400 miljonit aastat vanad), tähendaks see, et nende moodustumise põhjustas mõni suhteliselt hiljutine sündmus. Tõenäoliselt tekkisid nad suurte kuude kokkupõrgetest. Sellise hüpoteesi järgi lagunesid kuud lugematuteks väikesteks kildudeks, kuid planeedi tugeva gravitatsiooni tõttu jäid need orbiidile tiirlema. Samas, kui rõngad on noored, tähendab see ühtlasi, et nad lõpuks ikkagi kaovad. See viitab võimalusele, et rõngad ei ole püsiv struktuur ja meil on õnn elada ajal, mil saame seda imelist vaadet Saturni ümber näha.
On ka teine võimalus: et rõngad tekkisid 4,5 miljardit aastat tagasi, samal ajal, kui tekkisid Maa ja teised planeedid. See kõlab tõenäolise stsenaariumina, sest Päikesesüsteemi algusajad olid kaootilised – planeedid liikusid oma algsetelt positsioonidelt eemale ning planeetide ja muude taevaobjektide kokkupõrkeid oli palju rohkem. Järelikult oli suurem tõenäosus, et Saturni ümber, aga ka teiste gaasihiiglaste läheduses toimus üks või mitu tohutut kokkupõrget, mis tekitas rõngaste moodustamiseks piisavalt materjali. Praegu vaidlevad teadlased aktiivselt mõlema stsenaariumi üle, kuigi tõenäolisemaks peetakse esimest variant ehk seda, et rõngad on noored.
Rõnga struktuur
Planeetide rõngad koosnevad peamiselt kividest, veejääst ja tolmust. Tükikesed ulatuvad mikroskoopilistest tolmuosakestest kuni maja suuruste objektideni. Saturni puhul koosnevad need peaaegu täielikult veejääst.
Need rõngad on spetsiifilise struktuuriga ja jagunevad mitmeks rühmaks, millest silmapaistvamad on A-, B- ja C-rõngad. Nendes rõngastes võib täheldada tiheduslaineid, mis on tekkinud gravitatsioonilise vastastikmõju tõttu Saturni lähedal asuvate kuudega. Sel juhul on tiheduslained rõngaribad, milles on suurema ja väiksema tihedusega alad. Seetõttu paistavad need ribad lainelisena.
Rõngasüsteemis on näha ka pilusid, need on rõngaste vahel asuvad tühimikud. Näiteks A-rõnga sees on Encke pilu, sest selles tiirleb kuu nimega Pan. See planeedi kaaslane on enda ümber rõnga tühjaks teinud, tõrjudes selles olevat materjali eemale või tõmmates seda tänu gravitatsioonile endale ligi.
Rõnga eluiga
Aktiivset arutelu tekitab ka Saturni rõngaste eluiga. Siin tuleb taas pöörduda tagasi rõngaste päritolu juurde: kas need tekkisid sisuliselt koos Saturni endaga või palju hiljem? Kui eeldame viimast stsenaariumi, ei ole nende eluiga tõenäoliselt kuigi pikk – ligikaudu 100–400 miljonit aastat. Praegu püsivad veejääosakesed tasakaalus: Saturni ülekaalukas gravitatsioonijõud küll tõmbab neid ligi, kuid tulemusteta, sest osakesed liiguvad orbiidil väga kiiresti, mis paiskab neid taas kosmose poole. Samal ajal võib päikesevalgus neid osakesi "laadida", nii et neid saab mõjutada ka magnetväli. Laetud osakesed liiguvad seejärel mööda magnetvälja jooni Saturni pinna poole, kus nad lõpuks aurustuvad. Seega kaotavad rõngad osa oma materjalist.
See võib olla ka üks põhjusi, miks me ei näe silmapaistvaid rõngaid Jupiteri, Uraani ja Neptuuni ümber. Sel juhul pole meil vedanud: me elame ajastul, mil need planeedirõngad on juba oma eksistentsi lõpus. Neile võivad Saturni rõngastega sarnanevad hämmastavad struktuurid tekkida alles mitme miljoni aasta pärast, kui kuude kokkupõrked või muud sündmused peaksid neile täiendust andma.
Kuidas rõngaid ise vaadelda?
Saturni ja selle rõngaid on kõige parem vaadelda siis, kui planeet on opositsioonis ehk Päikesest täpselt vastupidises suunas, Maale kõige lähemal ja nähtav kogu öö. Sel perioodil on Saturn väga hele ja tema rõngad on hästi nähtavad isegi väikeste teleskoopide või hea binokliga. Saturni rõngaste ilu täielikuks nautimiseks aga on soovitatav kasutada teleskoopi, mille suurendus on vähemalt 50–100 korda. Iseenesest mõista on vaatlusi kõige parem teha selgetel ja pimedatel öödel, eemal suurlinnade valgusreostusest.
2025. aastal on Saturn eriti hästi jälgitav augustist oktoobrini. Teleskoobi abil saab vaadelda mitte ainult rõngaid, vaid ka Saturni suurimaid kuusid, näiteks Titaani, mis on ainus tiheda atmosfääriga kuu Päikesesüsteemis, aga ka planeedi selliseid kaaslasi nagu Rhea, Dione ja teised väiksemad kuud.
