نجوم و کیهان‌شناسی

بی شک زحل به­دلیل حلقه­هایش زیباترین جسمی است که در منظومه شمسی می­توان با یک تلسکوپ کوچک دید. کلید سردرگمی گالیله در توضیح هویگنس نهفته است؛ سیستم حلقوی، به­دلیل کجی محور زحل، نسبت به دایرةالبروج مایل است. تصور کنید که قطب شمال زحل در نقطه­ای از مدارش به سمت خورشید کج شده باشد. ما، روی زمین نزدیک به خورشید، بیشتر نیم­کرۀ شمالی و حلقه­ها را در بازترین حالت خود خواهیم دید. درست کمتر از 15 سال بعد زحل در نقطۀ مقابل مدار خود قرار دارد، در حالیکه حالا قطب جنوب آن به سمت خورشید کج شده است. بدین ­ترتیب نیم­کرۀ جنوبی را بهتر می­بینیم و حلقه­ها نیز کاملاً گسترده هستند. در بین راه، وسط این دو حد، حلقه­ها را در حالی که لبۀ آنها به سمت ما است می­بینیم و درست همانگونه که گالیله مشاهده کرد، به نظر می­رسد که حلقه­ها ناپدید شده­اند. بنابراین زمین، در هر دور گردش زحل، دوبار در صفحۀ حلقه­های آن قرار می­گیرد؛ تقریباً هر 15 سال یک­بار.

تصویری از زحل که به­وسیلۀ فضاپیمای کاسینی و در هنگام گرفت خورشید توسط زحل عکس­برداری شده است. سمت دور زحل از خورشید تاحدی به­وسیلۀ نور بازتابی از حلقه­ها روشن شده است.

تعجبی نیست که حلقه­ها ظاهراً ناپدید بشوند زیرا تصور بر این است که ضخامت آنها کمتر از یک کیلومتر  است. اندازۀ ذرات تشکیل دهندۀ حلقه­ها متفاوت است؛ از غبار گرفته تا قطعاتی به قطر چند متر که عمدتاً از یخِ آب (حدود 93%)  همراه با کربن غیر بلوری (حدود 7%) درست شده­اند. از زمین سه حلقه قابل مشاهده است که از ارتفاع ۶۶۳۰ کیلومتر تا  ۱۲۰۰۰۰ کیلومتر بالای استوای زحل کشیده شده­اند. حلقۀ بیرونی، حلقۀ  A، شکافی برجسته به­نام شکاف انکه (Enke Division) دارد؛ درحالیکه شکاف کاسینی حلقۀ A را از حلقۀ میانی B، یا حلقۀ روشن، جدا می­کند. دو حلقه دیگر نیز اخیراً کشف شده است؛ درون حلقۀ C یک حلقۀ کم­نور D به­چشم می­خورد و در حلقۀ بیرونی A یک حلقۀ نازک F.

کتاب "درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی" صفحه ۱۴۶ و ۱۴۷.

There is no doubt that, due to its ring system, Saturn is the most beautiful object
in the Solar System that can be observed with a small telescope. The
key to understanding Galileo’s confusion lies in Huygens’s description that the ring
system was inclined to the ecliptic due to Saturn’s axial tilt. Assume that  Saturn’s
North Pole was, at some point in its orbit, tilted closest to the Sun. Close to the
Sun we, on Earth, would see much of  the northern hemisphere and the rings at
their most open. Just under 15 years later, Saturn will be on the  opposite side of 
its orbit and the North Pole would be tilted away from the Sun. We would then see
the southern hemisphere best and the rings would also be wide open. Half  way in
between these extremes we see the rings edge-on and, just as Galileo observed, they
effectively disappear. Hence, the Earth will lay in the ring plane twice every orbit,
about once every15 years.
It is not surprising that the rings effectively disappear as it is thought that they
are less than 1 km in thickness! The ring particles range in size from dust par-
ticles up to boulders a few metres in size and are largely composed of  water ice
(∼93%) along with amorphous carbon (∼7%). Three rings can be observed from
Earth that extend from 6630 to 120 700 km above Saturn’s equator. The outer
ring, A ring, has a signifi  cant gap within it, called Enkes Division, whilst Cassini’s
 Division separates the A from the middle B, or Bright Ring. Two further rings have
been discovered more recently; within the C ring there is a very faint D ring, whilst
outside the A ring is a very thin F ring.

"Introduction to Astronomy and Cosmology" Page 114