Jak grube mogą być pierścienie planetarne?

Wynikało to z komentarza na temat budowania świata .

Mamy dane z czterech planet Układu Słonecznego z pierścieniami, co nie zapewnia bardzo dobrej wielkości próbki. Obserwacje egzoplanet mogą to zmienić, ale oczekuję, że na razie każda odpowiedź będzie po prostu teoretyczna.

Jak grube mogą być pierścienie planetarne? Zakładam, że to zależy od ilości materiału, ale nie wiem.

Istnieje wyjaśnienie, dlaczego pierścienie się tutaj spłaszczają . Ogólny mechanizm polega na tym, że cząstki zderzają się i uzyskują bardzo jednolity pęd. Zatem każda konfiguracja dająca niezwykle grube pierścienie jest w istocie „oszustwem”.

Oto kilka sposobów:

Księżyce mogą powodować fale spiralne w pierścieniach, nadając im większą strukturę w kierunku Z. Te znane z pierścieni Saturna mają amplitudę trybów wynoszącą zaledwie 10-100 m, ale większe księżyce mogą to łatwo zwiększyć.

Innym sposobem jest po prostu posiadanie masywnych pierścieni. Wtedy nie mogą zostać bardziej spłaszczone, ponieważ nie ma już pustej przestrzeni do usunięcia.

Nachylony pierścień w stosunku do orbity planet wokół gwiazdy będzie podlegał siłom pływowym, o ile promień pierścieni będzie istotną częścią promienia orbity planety. Z kontekstu, który wywołał pytanie, nie jest to jednak odpowiedni mechanizm wraz z możliwością posiadania tak niskiej gęstości, że zderzenia cząstek są rzadkie.

Jednak bardziej obiecujące:

Pierścień halo Jupiter szacuje się na grubości około 12500 km (w przybliżeniu taka sama jak średnica Ziemi) i są bardzo drobnego pyłu przechowywane kondensacji na płycie po obu pól magnetycznych Jupiter, i iteracji z Galilejczyka Księżyce

W Układzie Słonecznym mamy cztery planety z pierścieniami, więc próbka jest dość mała. Stosując metodologię statystyczną dla małych próbek, w tym przypadku niezwykłe zastosowanie niemieckiego problemu czołgów , możemy podać szorstką, ale realistyczną maksymalną grubość pierścienia:

$$N \approx m+\frac{m}{k}-1$$

Gdzie jest najwyższą zaobserwowaną wartością, a wielkości próby.$m$$k$

Lekko zmodyfikowane, aby uzyskać wersję niecałkowitą, która ma jakiś sens, otrzymujemy:

$$\text{max}_{\text{thickness}} \approx 12500 \; \mathrm{km}+\frac{12500 \; \mathrm{km}}{4} \approx 16000 \; \mathrm{km}$$

W żadnym wypadku nie jest to bardzo określony limit, ale przynajmniej o tym, co można uzyskać z tego, co wiemy.

Powinny być prawie idealnie płaskie. Jeśli spróbujesz dodać materiał z głównej osi, z powodu mechaniki orbity spadnie on w kierunku płaszczyzny pierścieni, a następnie, gdy się zbliży, tłumienie grawitacyjne zmniejszy jego oscylację w czasie.

Czy to ma sens?