Saturnoren eraztunak

Saturnoren eraztunak aipaturiko planeta inguratzen duten eraztun planetarioen sistema bat da eta lehen aldiz 1610ean behatuak izan ziren. Galileo Galilei izan zen behatu zituena. Neurri batean berriki asmatua izan zen teleskopioak ematen zituen irudiak kalitate txarrekoak zirelako garai hartarako, eta beste neurri batean, soilik hilabete batzuk lehenago aurkitu zituelako Jupiterren lau ilargi nagusiak, hasiera batean, ikusi zituen belarri itxurako egitura zirriborrotsu haiek Saturnogandik hurbil zeuden bi ilargi zirela pentsatu zuen. Baina laster aldatu zuen iritziz. "Gehigarri bitxi" haiek ez zuten Saturnorekiko zuten posizioa aldatzen gau batetik hurrengora, eta, gainera, 1612an desagertu egin ziren. Baina gertatu zena 1612an eraztunak bere planoarekin Lurretiko bisualaren arabera orientatuak geratu zirela izan zen, eta hala oso ahulak egin ziren. Gehigarri haien geometriak, astronomoak zur eta lur utzi zituen, Saturnori lotutako kirtenak edo soilik Saturnoren atzealdearen inguruan orbitatzen ari ziren zenbait ilargiz osatuta zeudela proposatzeraino, azken kasu honetan planetaren gainean itzalik egiten ez zutelarik.

Azkenik, 1655ean, Christiaan Huygensek gehigarri horiek materiazko diska mehe eta lau baten adierazle ikusgarria zirela proposatu zuen, planetagandik banandua eta honen ekuatore planoan jarria. Lurrak eta Saturnok Eguzkiaren inguruko euren orbitan zuten posizioen arabera, diskoaren okerdura Lurrarekiko aldatu egingo zen, eta hortik bere itxura lerro mehe batetik elipse zabal bateraino aldatzea. Eraztunen zikloak, Saturnoren orbitak bezala, 30 urte irauten zuen.

Hurrengo bi mendeetan zehar diskoa materiazko jarraikako geruza bat zela suposatu zen. Baina hipotesi honen aurkako lehen eragozpena laster agertuko zen. 1675ean Giovanni Domenico Cassinik diskoa bi eraztun kontzentrikotan banatzen zuen zerrenda ilun bat aurkitu zuen (Cassini banaketa deritzona).

XVIII. mendearen amaieran Pierre Simon Laplacek Saturno planetaren grabitatearen eta diskoaren errotazioaren indar bateratuak materia geruza bakar bat erauzteko nahikoa izango zirela erakutsi zuen. Printzipioz, diskoko edozein partikulak mantentzen du bere distantzia erradiala Saturnotik orekatzen diren bi indar daudelako. Grabitateak partikula barnerantz tiratzen du: indar zentrifugoak, berriz, kanporantz. Indar zentrifugoa errotazio abiaduratik dator, eta hortik diskoak biraka egon behar izatea. Baina, hori bai, errotazio zurrunean ari den disko baten kasuan aipaturiko indarrak soilik distantzia erradial mugatu bateraino orekatzen dira. Horregatik, Laplacek Saturnoren eraztunak eraztun mehe askoz osatuta zeudela proposatu zuen, horietako bakoitza bere zabalera erradialean zehar agertuko zen indar desoreka arina jasateko bezain mehea.

Eraztunen egungo ikuspegiranzko azken pausua 1857an eman zen, James Clerk Maxwellek Cambridgeko Unibertsitateko Adams Saria Saturnoren eraztun mehe horiek benetan orbita independenteak zituzten gorputz txiki ugariz osatuta zeudela matematikoki frogatzeagatik irabazi zuenean. Hipotesi honen froga esperimentala 1895ean iritsi zen, James E. Keeler eta William W. Campbell astronomo estatubatuarrek eraztunetako partikulen abiadura euren Doppler efektuaren bidez ebatzi zutenean, hau da, partikulek Lurrera islatzen duten Eguzkiaren argiaren espektro lerroen uhin luzeraren aldaketa. Eraztunek Saturnoren inguruan planetaren atmosferaren abiadura ezberdinean biratzen zutela aurkitu zuten. Gainera, eraztunen barnealdeak kanpoaldeak baino azkarrago biratzen zuten, orbita independentean zeuden partikulentzako fisikaren legeek adierazten zuten bezala.