Mit welchen Kräften werden die Ringe des Saturn zusammengehalten? [abgeschlossen]

Mit welcher Gravitation werden die Ringe des Saturn zusammengehalten? Es ist sehr spektakulär und faszinierend im Vergleich zu der Art und Weise, wie die Gravitation der Erde wirkt.

Ich habe keine grundlegende oder konzeptionelle Vorstellung davon, was/wie Bewegung in den Ringen passiert. Was bringt Wasser/Eis-Materie dazu, auf die Äquatorialebenen beschränkt zu sein und dennoch in so viele individuelle Ringe eingebunden zu sein? Wirkt das umgekehrte Quadratgesetz auf die Eisplatte, die Materie in einem Kraftfeld umkreist? Gibt es ein mathematisches Modell der relativen Bewegung einzelner gletscherartiger Eisblock-Steinmassen, die innerhalb der flachen Planetenringe umkreisen?

EDIT1:

Wurde eine gewöhnliche Differentialgleichung für die dynamische Bewegung von Teilchen in den Ringen geschrieben?

Ein rein konzeptionelles Modell wird so geschrieben, dass es eine starke Präzession enthält. Hier hat jedes Teilchen eine Radialgeschwindigkeit und eine Umfangsgeschwindigkeit und ist zwischen extremen Radien gebunden. Wünschen Sie sich, dass solche Ringbahnen theoretisch wie Kepler / Newton-Planetenbahnen von Erdsatelliten abgeleitet werden, unter Berücksichtigung der Impulserhaltung, der Nettokräfte, die als Funktion des Radius wirken, und des umgekehrten quadratischen Gesetzes der Gravitationsanziehung, das universell wirkt.

EDIT2:

Ist ein Teilchen für immer auf einen Ring beschränkt? Gibt es keine keplerartigen Gesetze oder Regeln für Saturn? Gibt es eine elementare Methode, um die beobachtete und berechnete Zeitspanne einiger Ringteilchen und einiger Monde in den einfachsten Fällen zu berechnen / zu korrelieren? (Einstweilen lassen wir den Mond, der über einige Ringe und solche fortgeschrittenen Situationen schießt, aus.) Ich hoffe, Klarheit über die Grundlagen der Satellitenteilchen zu gewinnen. Bitte weisen Sie auf Referenzen darüber hin.

Willkommen bei Weltraumforschung @Narasimham. Während Ihre Frage besser für Astronomie geeignet wäre , werde ich hier kurz antworten. Es gibt nur eine Art von Schwerkraft, die wir kennen, also hält sie die Ringe. Ein flacher Ring ist der niedrigste Energiezustand für viele Teilchen oder Körper, die mit ähnlichen Geschwindigkeiten umkreisen. Ja, das Abstandsquadratgesetz gilt. Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit dem letzten qn meinen. Weitere Einzelheiten finden Sie im Wikipedia- Artikel.
Obwohl diese Frage interdisziplinär ist, sollte sie nicht außerhalb des Standorts abgestimmt werden, es sei denn, sie ist streng off-topic. Wir haben die Planetenwissenschaft vor langer Zeit in unseren Bereich aufgenommen, und wir haben auch Astronomie , Himmelsmechanik , Orbitalmechanik , Gravitation und sogar Ringe . Und wenn wir strikt beim Thema bleiben wollen, wie unsere Community anscheinend vereinbart hat, dann kann ich sehen, wie die Erklärung der Dynamik eines Planetenrings, ihrer Stabilität und störenden Auswirkungen auch die Gestaltung von Planetenmissionen beeinflussen könnte. Tatsächlich hat es das bereits getan.
Die Frage scheint falsch gestellt. Das Material der Saturnringe wird nicht kohäsiv zusammengehalten. Die Ringe bestehen meist aus unzähligen kleinen Eiskristallen in unabhängigen Kreisbahnen. Es gibt keine "Eisplatte". en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn
Die Bahnen sind konzentrische Kreise ohne radiale Komponente ? Hat jeder Ring (A,B,C) eine gemeinsame Winkelgeschwindigkeit? ω ? Wie bisher beobachtet, wie funktioniert ω von Ring zu Ring im Radius variieren?
Ihre Änderungen ändern die Frage erheblich und machen die vorhandene Antwort ungültig. Ich stimme für das Schließen, da diese Frage in ihrer jetzigen Form auf a) Mangel an vorheriger Recherche, b) eine versteckte Agenda, c) Mangel an Motivation hinweist, sich an den ursprünglichen Wortlaut zu halten, um die Beantwortung zu erleichtern. Alles in allem wird die Begründung für das knappe Votum "zu breit" ausfallen.
@DeerHunter Ich habe mich für "unklar" entschieden, weil es so ist. Und weil der Text einen Link zu How to Ask hinzufügt . Denn ich kann nicht mehr sagen, ob das noch eine Frage oder eine Feststellung ist. Ich bin auch versucht, zur vorherigen Überarbeitung zurückzukehren, aber ich lasse OP erkennen, dass dies eine gute Sache sein könnte, wenn man bedenkt, dass die Frage bereits eine Antwort auf ihren vorherigen Zustand erhalten hat und wir kein Diskussionsforum, sondern ein Q & A sind.
Narasimham, ich denke, die beste Option ist an dieser Stelle, beide Änderungen, die Sie vorgenommen haben, in neue Fragen aufzuteilen. Sie könnten als solche leicht alleine stehen und wären daher als separate Fragen nützlicher, wenn Leute später nach Informationen suchen. Und es ist bei weitem der beste Weg, um sicherzustellen, dass sie Aufmerksamkeit erhalten.

Antworten (1)

Die Ringe wurden im Laufe der Zeit flach, als die Billionen von Partikeln in ihnen immer wieder kollidierten, was langsam dazu führte, dass sich ihre Vektoren (Bewegungsrichtung) mittelten, bis sie alle in die gleiche Richtung ausgerichtet waren. Sehen Sie sich dieses kurze Video von Minute Physics an . Eine in eine Richtung rotierende flache Scheibe ist die einzige stabile Anordnung dieser Teilchen.

Die Unterteilungen zwischen den Ringen bestehen aus zwei Gründen. Erstens gibt es kleine Monde in den Ringen, die zu klein sind, um sie aus unserer Entfernung zu sehen (oder selbst um die Cassini-Sonde zu fangen). Tatsächlich können viele dieser Kleinmonde sehr kurzlebig sein, verklumpen und dann aufgrund von Kollisionen, Gezeitenkräften von Saturn und Gravitationswechselwirkungen zwischen all den vielen Monden auseinanderbrechen. Diese Moonlets beseitigen die Partikel in ihrer Umlaufbahn. Zweitens beeinflussen die Gravitationsfelder der Monde kollektiv die Ringe so, dass Resonanzen die Teilchen in bestimmten Abständen vom Saturn klären.

Da viele Massendaten verfügbar sind, gibt es ein mathematisches Modell oder eine gewöhnliche Differentialgleichung, die die Bewegung rotierender Eispartikel, der Hirtenmonde, die die Schwerkraft des Eises und die Schwerkraftwechselwirkungen zwischen den Saturnmonden erfüllen, darstellt? Gibt es eine modellbasierte Videosimulation?
@Narasimham Ja, hier ist eine der neuesten, bei der die tatsächliche Beobachtung genau mit früheren Simulationen in einer etwas dynamischeren Umgebung (Akkretion des E-Rings) übereinstimmt, als ich vermute, aus der Ihre Frage stammt (nach Ihrem Bild zu urteilen, scheinen Sie nur darüber nachzudenken Ringe A, B und C) ciclops.org/view_event/205 Sie können mehr zu diesem Thema finden, wenn Sie den Bildbeschreibungen hier folgen saturn.jpl.nasa.gov/photos/?category=5 . Siehe Videos hier saturn.jpl.nasa.gov/video (zB saturn.jpl.nasa.gov/video/videodetails/?videoID=241 )
Schäfermonde wie Prometheus und Pandora spielen ebenfalls eine Rolle bei der Ringstabilität. Prometheus neckt den F-Ring des Saturn .
Mit welchen Kräften werden die Ringe des Saturn zusammengehalten? [abgeschlossen]
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