אלמנטים של תשובה :

זו לא שאלה קלה, מכיוון שחסר לנו נתונים כדי להגביל מאוד את צפיפות ומסה של טבעות שבתאי.

עם זאת, רמז ראשון לצפיפותם הוא ה עומק האופטי (כלומר מדד לשקיפות של מדיום). הטבעות הצפופות ביותר הן טבעת ה מערכת הטבעת הראשית (טבעות A, חטיבת קאסיני, B ו- C) בתוספת טבעת F; הם מאופיינים בעומק אופטי גדול מ- 0.1 (עד 5 בערך בחלק הצפוף ביותר של טבעת B). טבעות במערכת ה טבעות חלשות (E ו- G) הן בעלות עומק אופטי קטן מאוד (נמוך מ- $ 10 ^ {- 5} $).

בהקשר זה, B היא אכן הטבעת הצפופה ביותר של טבעות שבתאי. (ערוך) כאשר אתה מסתכל מסביב ( [1] ו- [2]) תוכל למצוא מספרים המסייעים להבין את צפיפות הטבעת הזו. בידיעת מסתו (כ -2.8 $ \ פעמים 10 ^ 9 $ ק"ג) והארכתו (מ 1.527 ל 1.951 רדיוס שבתאי, בעובי טיפוסי של 100 מ '), ניתן להסיק צפיפות ממוצעת של כ 0.0167 גרם $ ^ {- 3} $ (בערך $ 10 ^ 5 $ פחות צפוף מהאווירה הארצית בגובה פני הים).

סתם בשביל הכיף:

זה נותן לך מושג מה פירושו העומק האופטי. בחלקים הצפופים ביותר של טבעת B עומק אופטי הוא בין 2.5 ל -5, כך שתבחין בהחלט שאתה נמצא בטבעת. זה כנראה יותר מסובך מזה (עם חלקיקי טבעת שנעים בין גודל אבק לגודל הבית), אבל אתה מבין את הרעיון.

הערת צד:

עומק אופטי הוא מדד לשקיפות של מדיום אחד; הוא מודד כיצד הקרינה אינה מפוזרת ואינה נספגת על ידי המדיום. הביטוי הזה ניתן על ידי

$$ \ frac {I} {I_0} = {\ rm e} ^ {- \ tau} $$

כאשר $ I_0 $ הוא המקור עוצמה, $ I $ העוצמה הנצפית, ו $ \ tau $ העומק האופטי.

מקורות:

• Charnoz 2009

הטבעות הצפופות יותר דומות מאוד בצפיפות מסה לזו של אוויר . בגלל גדלי החלקיקים / החלקיקים הגדולים שלהם, צפיפות המספרים קטנה בהרבה.

למשל
טבעת A : רדיוס ~ 137,000 ק"מ, עובי ~ 10 מטר, צפיפות שטח ~ 20 גרם / ס"מ ^ 2
אז צפיפות של כ -0.02 גרם / ס"מ ^ 3, שזה בערך פי 10 יותר מאוויר, ופי 100 פחות ממים.

הרבה יותר מידע כאן :
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/satringfact.html