土星环的密度有多大？

我认为A环是最密集的，但我可能错了。但是，我未能在网上找到任何有关不同环的最小和最大密度的明确信息。一个不太实际的问题：进入一个较密集的环会看到什么？显而易见，它是一团密集但稀薄（几米-1 km）的粒子云，不断轰炸航天器，而不管它是否沿环内轨道运行，或者仅看到远处的霾（如果被照亮，太阳）？

saturn planetary-ring

— 伊斯特万·扎查尔（IstvánZachar）
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@RoryAlsop“看起来像什么”会包含图像或其他东西吗？

— HDE 226868

我当时在考虑图像或描述，说实话，MBR的更新看起来很合适，因此，除非有更好的答案，否则他可能会得到奖金。由于某些原因，我没想到它看起来像雾...

— Rory Alsop

@RoryAlsop没有看到MBR的编辑。是的，那应该很好。

— HDE 226868

感谢@Rory提高我的Q的知名度！我对赏金系统不熟悉，是在我接受答案时授予它的（奖励者被授予赏金），还是赏金与我的决定无关？

— 伊什特万Zachar

废话-土星的戒指只有几米厚？！？。WTF

— Fattie

Answers:

答案要素：

这不是一个容易的问题，因为我们缺乏数据来严格限制土星环的密度和质量。

但是，其密度的第一个线索是其光学深度（即介质透明度的度量）。最密集的环是主环系统之一（环A，卡西尼分区B和C）加上环F；它们的特征是光学深度大于0.1（对于环B的最密部分，最大深度约为5）。微弱的环系统中的环（E和G）的光学深度很小（小于）。 $10^{-5}$

因此，B确实是土星环中最稠密的环。（编辑）环顾[[1]和[2]），您会发现有助于找出该环密度的数字。知道它的质量（大约 kg）及其延伸（从1.527到1.951土星半径，典型厚度为100 m），您可以得出平均密度大约为0.0167 gm（大约密度比海平面的陆地大气密度低倍）。 $2.8\times10^9$ $^{-3}$ $10^5$

只是为了好玩：

这使您了解什么是光学深度。在B环最密集的部分，光学深度在2.5到5之间，因此您一定会发现自己在光环中。它可能比这更复杂（环状颗粒的大小从灰尘大小到房屋大小不等），但是您明白了。在此处输入图片说明

边注：

光学深度是一种介质透明度的量度。它测量辐射如何被介质既不散射也不吸收。它的表达式由

\frac{I}{I_{0}} = e^{- τ}

$\frac{I}{I_0} = {\rm e}^{-\tau}$

其中是光源强度，是观察到的强度，是光学深度。 $I_0$ $I$ $\tau$

资料来源：

夏诺兹2009

— MBR
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实际上，密度较大的环在质量密度上可与空气媲美。由于它们较大的颗粒/微粒尺寸，其数密度要小得多。

例如，
A环：半径〜137,000km，厚度〜10m，表面密度〜20 g / cm ^ 2，
因此密度约为0.02 g / cm ^ 3，比空气大10倍，比水小100倍。

此处的更多信息：http :
//nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/satringfact.html

— 双锂矩阵
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