---

Hvordan kan partiklerne i Saturns ringe, der går fra det helt fine til det
grove overhovedet være i kredsløb uden at klumpe sammen. Kredser de i en
spiralstruktur, hvor man ligesom kunne forestille sig at spiralbevægelsen,
udover selve kredsløbsbevægelsen, forhindrer en hurtig sammenklumpning?
Passer det for mig, at det ser ud til at større partikler(ell. små måner)
har et tomt område omkring sig?
--
M.V.H.
Preben Riis Sørensen
preben@esenet.dk

---

Hej Preben,

>Hvordan kan partiklerne i Saturns ringe, der går fra det helt fine til det
>grove overhovedet være i kredsløb uden at klumpe sammen. Kredser de i en
>spiralstruktur, hvor man ligesom kunne forestille sig at spiralbevægelsen,
>udover selve kredsløbsbevægelsen, forhindrer en hurtig sammenklumpning?
>Passer det for mig, at det ser ud til at større partikler(ell. små måner)
>har et tomt område omkring sig?

Nu er der jo mange ting i Saturns (og andres) ringsystem, som vi ikke
forstår. Men som én vigtig faktor til besvarelse af dit spørgsmål, er
Roche-grænsen:

Som du ved udsiger Keplers love, at af to legemer i kredsløb om en
planet, vil den nærmeste bevæge sig med større hastighed end den
fjerneste; både målt i km/t og i vinkelhastighed. Fordi de befinder
sig i forskellige afstande fra moderlegemets tyngdepunkt og dermed er
underkastet forskellig størrelse gravitation.

Nu tvinger vi de to legemer ind på samme baneradius og limer dem
sammen. Dermed er de tvunget til at tilpasse deres banehastigheder til
en fælles mellem-hastighed, som tilfredstille Keplers love for det
samlede legeme.

Det ydre legeme accelereres, og det indre bremses i forhold til deres
frie banehastigheder. Der er altså kræfter, som forsøger at adskille
de to legemer. Ja faktisk søger at adskille alle del-masser, man kan
tænke sig, de består af, i den udstrækning, de ikke får lov at følge
deres individuelle, frie baner.

Kræfterne er meget små. I en rumfærge er der kun vægtløshed i dens
tyngdepunkts bane. I de bane-fjernere dele, kan der måles kræfter af
størrelsesordenen 1E-6 G (= 1/1.000.000 G).

Kræfterne afhænger dels af tyngdekraften fra moderplaneten på det
pågældende sted, dels af legemernes indbyrdes afstande (og altså også
det samlede legemes diameter).

I slutningen af 1980'erne havde ESA planer om en satellit (
Aristoteles), som skulle kortlægge Jordens indre massefordeling; altså
i 3 dimensioner. Den skulle måle Jordens tyngdekraft over hele
overfladen i 100 x 100-km opløsning.

Aristoteles skulle indeholde et gravi-gradiometer bestående af 4
accelerometre placeret i hvert sit hjørne af et 1-meter kvadrat.
Kvadaret skulle "stå på højkant" i tyngdefeltet, så de 4 accelerometre
ikke havde samme afstand til Jorden (ca. 200 km).

På samme måde som beskrevet ovenfor, ville accelerometrene blive
påvirket, fordi de ikke hver især får lov at foretage deres frie fald
iflg. Kepler.

(Desværre blev Aristoteles sparet væk. Jordens indre massefordeling
vil dog kunne fås fra en fremtidig Månebase, blot ved at måle
Doppler-effekterne på Jordiske satellitters
kommunikations-bærebølger.)

Summa summarum:
Del-masserne i et legeme i bane omkring en planet påvirkes af
fraførende kræfter i den udtrækning, at delmasserne ikke befinder sig
eksakt i det samlede lagemes bane. Kræfterne vokser med tyngdekraften
fra moderlegemet og med legemets diameter.

Godt nok er kræfterne små, men de bliver alligevel betydende, når vi
når op i klode-størrelser. Man kan regne på, hvor store kræfter kloder
kan tåle uden at gå i stykker. Og så beregne hvor tæt et givet legeme
kan komme på moderplaneten uden at gå i stykker. Den nærmeste
afstand, som alene legemets egen tyngde kan holde sammen til, kaldes
Roche-grænsen. Indenfor Roche-grænsen, kommer det an på, hvor solidt
legemet er sammensat.

De løse partikler og legemer i Saturn-ringen ligger øjensynligt
indenfor Roche-grænsen. Skulle de mødes, vil de blive trukket fra
hinanden igen. For de mindste partikler kan man godt forestille sig
nogle tilstrækkelige, sammenklæbende kræfter andre end indbyrdes
tyngdekræfter. Det må tiden vise.

----------------------

Der foregår en masse spændende dynamik i disse ringe. For eksempel
opstår der en masse striber i denne, ellers kaotiske, partikelsværm.
Striberne skyldes indviklede ræsonanser mellem ringene og såvel kendte
som ukendte måner. F.eks. mener man, at den ydre kant af B-ringen
(Cassini-delingens indre kant) holdes ved lige af en 2:1-ræsonans med
månen Mimas (så ringpartiklerne løber 2 gange rundt i løbet af 1
Mimas-omløb.). Og at Encke-delingen skyldes en 5:3 ræsonans med samme
måne.

Der ses også snoede ringe og ringe med jævnt fordelte klumper, som
mest sandsynligt skyldes ræsonens-fænomener.

----------------------------------

Et meget spændende fænomen er de såkaldte "eger", som Voyager-sonderne
i sin tid fotograferede. Det er mørke, *radiære* striber i ringene.

Hvis vi malede en radius på ringene, ville den hurtigt blive til en
spiral og snart være tværet helt ud. Fordi banehastigheden iflg.
Kepler stiger gradvist ind mod planeten. I det lys er det et
mysterium, at der kan opstå mørke radier i ringene.

Det skyldes nok, at et eller andet får partikelhastigheden op, *mens*
de passerer det pågældende sted, således at der befinder sig færre
partikler lige i *dén* retning bort fra planeten. Og at de bremses ned
igen efter passagen.

Jeg har fået tanken, om det kunne skyldes at partiklerne orienteres på
en bestemt måde, lige dér. Måske pga. magnetisme. Så fænomenet minder
om teknikken i et flydende krystal-display. Men det er *helt* på min
regning.

Cassini kan snart give os mange af svarene.

Venlig hilsen

Niels Foldager

---

"N. Foldager" <nfoldager-delete@yahoo.com> skrev i en meddelelse
news:1me7f09j3katbphbvkeufas55t9a372rqk@4ax.com...
>
>
> Hej Preben,
>
> >Hvordan kan partiklerne i Saturns ringe, der går fra det helt fine til
det
> >grove overhovedet være i kredsløb uden at klumpe sammen. Kredser de i en
> >spiralstruktur, hvor man ligesom kunne forestille sig at
spiralbevægelsen,
> >udover selve kredsløbsbevægelsen, forhindrer en hurtig sammenklumpning?
> >Passer det for mig, at det ser ud til at større partikler(ell. små måner)
> >har et tomt område omkring sig?
>
> Nu er der jo mange ting i Saturns (og andres) ringsystem, som vi ikke
> forstår. Men som én vigtig faktor til besvarelse af dit spørgsmål, er
> Roche-grænsen:
>
> Som du ved udsiger Keplers love, at af to legemer i kredsløb om en
> planet, vil den nærmeste bevæge sig med større hastighed end den
> fjerneste; både målt i km/t og i vinkelhastighed. Fordi de befinder
> sig i forskellige afstande fra moderlegemets tyngdepunkt og dermed er
> underkastet forskellig størrelse gravitation.
>
> Nu tvinger vi de to legemer ind på samme baneradius og limer dem
> sammen. Dermed er de tvunget til at tilpasse deres banehastigheder til
> en fælles mellem-hastighed, som tilfredstille Keplers love for det
> samlede legeme.
>
> Det ydre legeme accelereres, og det indre bremses i forhold til deres
> frie banehastigheder. Der er altså kræfter, som forsøger at adskille
> de to legemer. Ja faktisk søger at adskille alle del-masser, man kan
> tænke sig, de består af, i den udstrækning, de ikke får lov at følge
> deres individuelle, frie baner.
>
> Kræfterne er meget små. I en rumfærge er der kun vægtløshed i dens
> tyngdepunkts bane. I de bane-fjernere dele, kan der måles kræfter af
> størrelsesordenen 1E-6 G (= 1/1.000.000 G).
>
> Kræfterne afhænger dels af tyngdekraften fra moderplaneten på det
> pågældende sted, dels af legemernes indbyrdes afstande (og altså også
> det samlede legemes diameter).
>
> I slutningen af 1980'erne havde ESA planer om en satellit (
> Aristoteles), som skulle kortlægge Jordens indre massefordeling; altså
> i 3 dimensioner. Den skulle måle Jordens tyngdekraft over hele
> overfladen i 100 x 100-km opløsning.
>
> Aristoteles skulle indeholde et gravi-gradiometer bestående af 4
> accelerometre placeret i hvert sit hjørne af et 1-meter kvadrat.
> Kvadaret skulle "stå på højkant" i tyngdefeltet, så de 4 accelerometre
> ikke havde samme afstand til Jorden (ca. 200 km).
>
> På samme måde som beskrevet ovenfor, ville accelerometrene blive
> påvirket, fordi de ikke hver især får lov at foretage deres frie fald
> iflg. Kepler.
>
> (Desværre blev Aristoteles sparet væk. Jordens indre massefordeling
> vil dog kunne fås fra en fremtidig Månebase, blot ved at måle
> Doppler-effekterne på Jordiske satellitters
> kommunikations-bærebølger.)
>
> Summa summarum:
> Del-masserne i et legeme i bane omkring en planet påvirkes af
> fraførende kræfter i den udtrækning, at delmasserne ikke befinder sig
> eksakt i det samlede lagemes bane. Kræfterne vokser med tyngdekraften
> fra moderlegemet og med legemets diameter.
>
> Godt nok er kræfterne små, men de bliver alligevel betydende, når vi
> når op i klode-størrelser. Man kan regne på, hvor store kræfter kloder
> kan tåle uden at gå i stykker. Og så beregne hvor tæt et givet legeme
> kan komme på moderplaneten uden at gå i stykker. Den nærmeste
> afstand, som alene legemets egen tyngde kan holde sammen til, kaldes
> Roche-grænsen. Indenfor Roche-grænsen, kommer det an på, hvor solidt
> legemet er sammensat.
>
> De løse partikler og legemer i Saturn-ringen ligger øjensynligt
> indenfor Roche-grænsen. Skulle de mødes, vil de blive trukket fra
> hinanden igen. For de mindste partikler kan man godt forestille sig
> nogle tilstrækkelige, sammenklæbende kræfter andre end indbyrdes
> tyngdekræfter. Det må tiden vise.
>
> ----------------------
>
> Der foregår en masse spændende dynamik i disse ringe. For eksempel
> opstår der en masse striber i denne, ellers kaotiske, partikelsværm.
> Striberne skyldes indviklede ræsonanser mellem ringene og såvel kendte
> som ukendte måner. F.eks. mener man, at den ydre kant af B-ringen
> (Cassini-delingens indre kant) holdes ved lige af en 2:1-ræsonans med
> månen Mimas (så ringpartiklerne løber 2 gange rundt i løbet af 1
> Mimas-omløb.). Og at Encke-delingen skyldes en 5:3 ræsonans med samme
> måne.
>
> Der ses også snoede ringe og ringe med jævnt fordelte klumper, som
> mest sandsynligt skyldes ræsonens-fænomener.
>
> ----------------------------------
>
> Et meget spændende fænomen er de såkaldte "eger", som Voyager-sonderne
> i sin tid fotograferede. Det er mørke, *radiære* striber i ringene.
>
> Hvis vi malede en radius på ringene, ville den hurtigt blive til en
> spiral og snart være tværet helt ud. Fordi banehastigheden iflg.
> Kepler stiger gradvist ind mod planeten. I det lys er det et
> mysterium, at der kan opstå mørke radier i ringene.
>
> Det skyldes nok, at et eller andet får partikelhastigheden op, *mens*
> de passerer det pågældende sted, således at der befinder sig færre
> partikler lige i *dén* retning bort fra planeten. Og at de bremses ned
> igen efter passagen.
>
> Jeg har fået tanken, om det kunne skyldes at partiklerne orienteres på
> en bestemt måde, lige dér. Måske pga. magnetisme. Så fænomenet minder
> om teknikken i et flydende krystal-display. Men det er *helt* på min
> regning.
>
> Cassini kan snart give os mange af svarene.

Hej Niels,

Tak for det fyldige svar. Du nævner selv de snoede ringe. Jeg mener også at
kunne fornemme skråtstillede mønstre i selve ringen, altså en slags
spiralbevægelse. Hvis man ser dette som 'en kredsen (vinkelret på kredsløbet
om Saturn) om et fælles tyngdepunkt', ville dette vel kunne holde
partiklerne fra hinanden?

Har du også bemærket tomme felter om større klumper/småmåner? Hvis det ikke
er noget fototeknisk, eller noget jeg har bildt mig ind, vil dette vel kræve
en løbende 'støvsugning', jævnfør at det hele har forskellig
vinkelhastighed?

Ja, der er nok lidt at vente fra Cassini, det er ret spændende.
--
M.V.H.
Preben Riis Sørensen
preben@esenet.dk

---

Preben Riis Sørensen:

>Tak for det fyldige svar. Du nævner selv de snoede ringe. Jeg mener også at
>kunne fornemme skråtstillede mønstre i selve ringen, altså en slags
>spiralbevægelse. Hvis man ser dette som 'en kredsen (vinkelret på kredsløbet
>om Saturn) om et fælles tyngdepunkt', ville dette vel kunne holde
>partiklerne fra hinanden?

Jeg ved det ikke. Det kan også være en spiralformet bølgebevægelse
(lidt som man ser det i galakser, uden iøvrigt at sammenligne de to
fænomener). Jeg tror, man kan se stort set alle mulige
interaktions-fænomener i det system. Mulighedernes antal er i hvert
fald meget stort.

>Har du også bemærket tomme felter om større klumper/småmåner? Hvis det ikke
>er noget fototeknisk, eller noget jeg har bildt mig ind, vil dette vel kræve
>en løbende 'støvsugning', jævnfør at det hele har forskellig
>vinkelhastighed?

Der finder sikkert også støvsugning sted. Men også det modsatte:
F-ringen er nok resultat af matariale udsendt fra eruptive processer
på Enceladus.

>Ja, der er nok lidt at vente fra Cassini, det er ret spændende.

Det er ligesom, når man skal tisse: Det er den sidste meter hjem fra
byen, der er den værste.

Venlig hilsen

Niels

---

"N. Foldager" <nfoldager-delete@yahoo.com> skrev > Det er ligesom, når man
skal tisse: Det er den sidste meter hjem fra
> byen, der er den værste.

Ja, det er vådt og varmt og så svier det
--
M.V.H.
Preben Riis Sørensen
preben@esenet.dk