Ringen

[Demelza]

Misschien een stomme vraag:

Hoe kan het dat de ringen van de gasplaneten om de evenaar draaien en niet om bijvoorbeeld de polen?

[sen...]

Misschien een stomme vraag

Een vraag stellen omdat je zelf het antwoord niet weet is nooit stom.

Even kort zoeken met google leverde het volgende op:

Door de middelpuntzoekende krachten, die optreden door de snelle planeetrotatie, worden de banen naar het equatorvlak van de planeet getrokken.

Volkssterrenwacht urania is iets uitgebreider:

Vorming van de ringen

Het Laplace-vlak

Een wolk van deeltjes die omheen een planeet zweven is niet stabiel: de baan van elk deeltje afzonderlijk kan veranderen onder invloed van manen of andere planeten. Daardoor botsen deze deeltjes vaak op elkaar wanneer hun banen elkaar kruisen. Bij zo'n botsing zal de excentriciteit van hun baan verminderen, en komen ze dichter bij een gemeenschappelijk baanvlak te liggen: het Laplace-vlak. Dit Laplace-vlak ligt min of meer op de equator van de planeet, maar kan onder invloed van een nabije maan worden omgebogen. Bij de meeste planeten bedraagt deze ombuiging nooit meer dan 1 km, maar bij Neptunus is het Laplace-vlak aan de buitenkant 200 km vervormd door de grote maan Triton.

De Keplerscheuring

Er is nog een tweede effect aan de gang, dat er voor zorgt dat de ringen rond de planeet zeer dun worden en zich geleidelijk gaan uitbreiden: de Keplerscheuring.

Deeltjes die dichter bij de planeet zweven, bewegen sneller dan deeltjes die verder weg liggen, zoals de derde wet van Kepler aangeeft. Daardoor zullen deeltjes elkaar soms inhalen. Wanneer een lager, sneller deeltje een verder, trager deeltje inhaalt en ertegen botst, verliest het snelheid. Daardoor zal het dichter bij de planeet terecht komen. Het andere deeltje, dat in de rug wordt geduwd, zal snelheid winnen en daardoor verder van de planeet wegvliegen. Op die manier zullen de ringen geleidelijk verder en verder uitdunnen naar binnen en naar buiten toe, en steeds breder worden. Bij Jupiter en Saturnus vervagen de ringen inderdaad, zonder een scherpe grens te hebben.

Scheidingen

Wanneer alle deeltjes min of meer in het Laplace-vlak zijn samengekomen, vormen ze in theorie een mooie, vlakke schijf. In 1676 ontdekte Cassini echter een opening of scheiding middenin de ring van Saturnus, zodat de planeet dus eigenlijk twee ringen heeft met een gat ertussen. Verdere waarnemingen brachten nog meer zo'n scheidingen aan het licht. Bij de andere planeten, waar de ringen zeer dun zijn en de scheidingen heel breed, valt het nog meer op dat het zeker niet gaat om schijven maar wel degelijk om ringen. Die opdeling en scheiding gebeurt onder invloed van maantjes.

Onderzoek heeft aangetoond dat de deeltjes aan de binnenrand van de scheiding van Cassini een gekoppelde rotatie hebben van 1:2 met het maantje Mimas. Aan de buitenrand heerst een 7:6 koppeling met de dubbelmaantjes Janus en Epimetheus.

Bij de andere planeten, waar de ringen veel smaller zijn, spreekt men van herdermaantjes. Deze maantjes zorgen ervoor dat de smalle ringen niet uiteenspreiden tot een flinterdunne schijf. De herdermaantjes die we nu kennen zijn enkele tientallen kilometers groot. Wellicht zijn er nog talloze andere mini-satellietjes die de ringen bevolken, en met hun materiaal voortdurend het ringstelsel vernieuwen. Deze mini-maantjes worden mooms genoemd.

Het heeft al met al met het samenspel van krachten te maken.

De zwaartekracht en de rotatie van de planeet zorgen er voor dat de ringen in het equatoriale vlak komen te liggen.

Wellicht is het antwoord (nog) niet volledig, maar het biedt alvast een paar aanknopingspunten.

[Demelza]

Hartstikke bedankt voor je antwoord! Dacht al dat het met de zwaartekracht en de rotatiesnelheid te maken had.