אבק כוכבים - על הטבעת השמינית של שבתאי 

מאמר זה פורסם לראשונה בכתב העת גליליאו, דצמבר 2009, גיליון 136

מספר כוכבי לכת במערכת השמש שלנו מתהדרים בטבעות המקיפות אותן. הגדולות ביותר עד כה, היו טבעת E של כוכב הלכת שבתאי (Saturn) וטבעת המקיפה את כוכב הלכת צדק, המכונה בשם טבעת הקורים של ת'בה (Thebe gossamer ring). מרחקה של טבעת E של שבתאי, מכוכב הלכת אותו היא מקיפה הוא 92,000 – 118,000 קילומטרים וייתכן גם שהיא מגיעה עד למרחק של 20 פעמים רדיום כוכב הלכת, 1,200,000 קילומטרים בקירוב. מרחקה של טבעת הקורים של ת'בה מצדק הוא 129 000–226 000 קילומטרים מכוכב הלכת. אלה הן טבעות גדולות מימדים, אך גודלן מתגמד לנוכח התגלית האחרונה, של טבעת ענקית בהרבה, המקיפה את שבתאי. הטבעת התגלתה באמצעות טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א (NASA's Spitzer Space Telescope), שהוא טלסקופ לצפייה בחלל באמצעות קרינה תת אדומה. היא משתרעת במרחק של בין 7,700,00 קילומטרים ל- 12,400,000 קילומטרים מכוכב הלכת, או בין  128 לבין 207 פעמים מרדיוסו של שבתאי. הטבעת התגלתה על ידי הטלסקופ באמצעות גילוי הקרינה התת אדומה שהגיעה מהאבק המרכיב את הטבעת, אבק שהתחמם מאור השמש שפגע בו ופלט קרינה זו.

למרות גודלה העצום של הטבעת, היא דלילה מאד, וקשה מאד להבחין בה באור נראה. למעשה היא כה דלילה עד שניתן לראות בעדה את מה שמאחוריה, ללא קושי.

מקור החומר שממנה עשויה הטבעת הענקית הוא כנראה בירחו המרוחק של שבתאי, פבה (Phoebe). פבה מקיף את שבתאי במרחק של 215 רדיוסי שבתאי (12,300,000 בקירוב). נראה שסלעים המגיעים מן החלל ופוגעים בפבה גורמים לשחרור של חומר ממנו אל החלל וחומר זה הוא שיצר את הטבעת. מכיוון שפבה מרוחק מאד משבתאי, מידת ההשפעה של גרביטציית שבתאי על החומר המשתחרר מפבה עקב פגיעת הסלעים, היא חלשה מאד ולכן הטבעת התהוותה במסלולו של פבה, הנטוי בזווית של 27 מעלות ביחס לטבעות האחרות, ולא סמוך יותר לשבתאי. גם כיוון ההקפה של פבה, ולכן גם כיוון הקפת הטבעת, מנוגדים לכיוון ההקפה של טבעות שבתאי האחרות.

ייתכן מאד שהחומר ממנו עשויה הטבעת הענקית הוא שאחראי לפניו המשונים של ירח אחר במערכת הירחים של שבתאי – יפטוס (Iapetus). צדו האחד של ירח זה כהה וצדו השני בהיר. החומר שהגיע מפבה, אותו חומר שיצר את הטבעת הענקית, עשוי היה להתנגש בצדו האחד של יפטוס וליצור את הפנים הכהות שלו. יפטוס נע בכיוון מנוגד לזה של פבה ולכן חומר שהגיע ממנו התנגש על פי השערה זו, ביפטוס באופן חזיתי. כך, בדומה ליתושים המתנגשים בשמשת מכונית בזמן נסיעתה, בניגוד לכיוון התנועה שלה, התנגשו חלקיקים רבים מאד של החומר שנפלט מפבה ויצרו את המעטה השחור על צדו האחד של יפטוס. נראה שבמהלך ההיסטוריה של מערכת השמש כמות החומר שהשתחרר מפבה והתנגש ביפטוס די היה בה כדי ליצור שכבה של כמה מטרים על פני הירח, אותה השכבה המהווה כיום את פניו הכהים.