עמוד הבית
מי אנחנו
פורומים ורשימת תפוצה
אלמנך שמי ישראל
אסטרו-לאב
ציוד לצפייה בשמיים
בנה במו ידיך
חדשות ומאמרים

 

חדשות ומאמרים

 

מערכת השמש

מערכת השמש

ציוד ותצפיות

אסטרונומיה ואסטרופיזיקה

שונות

עבודות גמר

קבוצות הכוכבים

הלוח העברי, חגים ומועדים
גלרייה
 
 

התצפית בטבעות שבתאי

מאת: ד"ר יגאל פת-אל

מרבית ירחיו הגדולים של שבתאי נעים על מישור המקביל פחות או יותר למישור הטבעות שלו. מי שיביט בשבתאי מבעד לטלסקופ יראה שטבעותיו נטויות. עברה כשנה ומחצה מאז כדור הארץ חלף במישור הטבעות של שבתאי ומאז אנו רואים מיום ליום את טבעותיו בזווית ההולכת וגדלה. כמובן שצורתן מרשימה יותר ככל שהזווית בין כדור הארץ למישור הטבעות תגדל. בטלסקופים קטנים איכותיים אפשר לראות שהטבעות עצמן מחולקות לשתים, כאשר בין הטבעת הפנימית לחיצונית נראה מרווח שחור דקיק הנראה בקושי רב בטלסקופים קטנים. מרווח זה קרוי על שם מגלה הטבעות – מרווח קאסיני. עד למעברן הקרוב של שתי חלליות הוויאג'ר ליד שבתאי, סברו המדענים שטבעות שבתאי מונות כמה טבעות זו בתוך זו. כיום ברור לנו שמספרן אלפים והן מכילות בעיקר חלקיקי קרח קטנים שגודלם מגיע לגודלן של אבנים גדולות.

האחראים למרווחים שבין הטבעות  הם ירחי שבתאי הנעים סמוך לטבעות ומפעילים כוחות כבידה על רסיסי הקרח. אולם אין בכל די; כדי ליצור רווחים בטבעות, המסלולים של הירחים ומסלולי רסיסי הקרח חייבים להיות ביחס מיוחד הקרוי – יחס תהודה. יחסים אלה מתקיימים כאשר בין זמן המחזור של רסיסי הקרח סביב שבתאי  לזמן המחזור של אחד הירחים סביבו קיים יחס פשוט (מספרים שלמים). לפי חוקי קפלר, זמן מחזור שבו מקיף גוף כלשהו גוף גדול יותר יגדל ככל שמרחקו מהגוף המרכזי יגדל. לכן, ירח שלו מסלול בעל זמן מחזור מסוים סביב שבתאי ישפיע רק על החלקיקים שזמן המחזור שלהם סביב שבתאי מצוי ביחס תהודה עם מסלולו של הירח. מסלולים שיחסי זמני המחזור בינם הם 1:3, 2:5, 4:7 וכדומה (מספרים שלמים) הם מסלולי תהודה. התוצאה של גופים הנעים במסלולי תהודה סביב גוף מרכזי היא (שבתאי במקרה שלנו) היא ששני הגופים – הירח ורסיסי הקרח, ימצאו בקו אחד עם שבתאי בזמנים קצובים ובתדירות גדולה. למשל, אם היחס בין זמן המחזור הוא 4:7, הווה אומר שהירח, המרוחק משבתאי, משלים 4 סיבובים סביב שבתאי בעוד שרסיסי הקרח הקרובים יותר לשבתאי משלימים 7 סיבובים סביבו. מכאן, שאחת ל-28 סיבובים (מכפלה של 4 ב-7) הירח, שבתאי והרסיסים ימצאו שוב על אותו קו. לאחר זמן רב, כל המרחק סביב שבתאי שבו רסיסים המצויים במסלולי תהודה עם ירח מסוים ינוקה ובמקום ייווצר רווח.  חשוב לזכור שבמערכת כמו שבתאי וירחיו, שבה הרבה גופים המשפיעים זה על זה, ההשפעות ההדדיות שבין הירחים עשויות לגרום לכך שיחסי התהודה לא יהיו יציבים בטווח הארוך כתוצאה משינויים במסלולים כתוצאה מהשפעות הדדיות (בדרך כלל הגופים הפחות מסיביים יושפעו יותר).

כתוצאה מכך נוצרו אלפי רווחים במישור הטבעות באזורים שבהם נעים רסיסי הקרח במסלולי רזוננס עם הירחים של שבתאי. מרבית הרווחים שבין הטבעות דקיקים ורק מעבר קרוב של חללית מצליח להבחין בהם. בטלסקופים קרקעיים אפשר להבחין, כאמור, ברווח העיקרי, רווח אנקה, כאשר יש רווח נוסף המתגלה לעתים בצילומים של שבתאי שצולמו בטלסקופים גדולים המצויים בידי חובבים. רווח זה קרוי רווח אנקה וקשה ביותר לראותו בטלסקופים קטנים. תופעה דומה מתרחשת בחגורת האסטרואידים, כאשר במקום שבו אמורים לנוע אסטרואידים במסלולי תהודה עם כוכב הלכת צדק מצויים מרווחים הקרויים: מרווחי קירקווד.

תופעה נוספת הקשורה בטבעות של שבתאי היא משחקי האור והצל בינן לבין שבתאי. כיוון שגם שבתאי וגם הטבעות מקבלים את אורם מהשמש, טבעי הדבר שהם יטילו צל זה על זה. כמובן שהראות הצל מכדור הארץ תלויה במצב ההדדי בין כדור הארץ, שבתאי והשמש ואפשר לראות בטלסקופים קטנים איכותיים הן את הצל ששבתאי מטיל על טבעותיו והן את הצל שהן מטילות עליו.