שבתאי: כוכב לכת עם רווח
לפעמים האין יפה מהיש. כך למשל אצל כוכב הלכת שבתאי, שטבעותיו המרהיבות בנויות מחלקיקי קרח ו-מרווחים
בתקופה זו של השנה שב לזירה כוכב הלכת שבתאי לאחר היעדרות מה, בה שהה במחיצת השמש ונראה רק למאחרים בנשף או למשכימי קום. כוכב הלכת שבתאי הוא אחד מגרמי השמים היפים יותר בזכות טבעותיו המרהיבות הנראות גם בטלסקופים קטנים. לשבתאי למעלה מ-60 ירחים כאשר כמה מהם אפשר לראות גם במשקפות שדה ובטלסקופים.
שבתאי מצוי כ-30 מעלות מעל האופק המזרחי בסביבות חצות הלילה כאשר הוא עולה אט-אט מעל האופק ולקראת הזריחה הוא מצוי ברום השמים, בתחומי קבוצת בתולה (לזיהוי קבוצת בתולה הכוכבים אפשר להיעזר במפת הקבוצה ובמפת כוכבים מסתובבת המראה את מיקומן של קבוצות הכוכבים בהתאם לתאריך ולשעה).
אור וצל במערכת שבתאי והטבעות. צילום על ידי המקפת "קאסיני" (נאס"א).
מרבית ירחיו הגדולים של שבתאי נעים על מישור המקביל פחות או יותר למישור הטבעות שלו. מי שיביט בשבתאי מבעד לטלסקופ יראה שטבעותיו נטויות. עברה כשנה ומחצה מאז כדור הארץ חלף במישור הטבעות של שבתאי ומאז אנו רואים מיום ליום את טבעותיו בזווית ההולכת וגדלה. כמובן שצורתן תהיה מרשימה יותר ככל שהזווית בין כדור הארץ למישור הטבעות תגדל.
בטלסקופים קטנים איכותיים אפשר לראות שהטבעות עצמן מחולקות לשתיים, כאשר בין הטבעת הפנימית לחיצונית נראה מרווח שחור דקיק הנראה בקושי רב בטלסקופים קטנים. מרווח זה קרוי על שם מגלה הטבעות – "מרווח קאסיני".
עד למעברן הקרוב של שתי חלליות הוויאג'ר ליד שבתאי, סברו המדענים שטבעות שבתאי מונות כמה טבעות זו בתוך זו. כיום ברור לנו שמספרן אלפים והן מכילות בעיקר חלקיקי קרח קטנים שגודלם מגיע לגודלן של אבנים גדולות.
של מי הרווח?
האחראים למרווחים שבין הטבעות הם ירחי שבתאי הנעים סמוך לטבעות ומפעילים כוחות כבידה על רסיסי הקרח. אולם אין בכך די; כדי ליצור רווחים בטבעות, המסלולים של הירחים ומסלולי רסיסי הקרח חייבים להיות ביחס מיוחד הקרוי – יחס תהודה.
יחסים אלה מתקיימים כאשר בין זמן המחזור של רסיסי הקרח סביב שבתאי לזמן המחזור של אחד הירחים סביבו קיים יחס פשוט (מספרים שלמים). לפי חוקי קפלר, זמן מחזור שבו מקיף גוף כלשהו גוף גדול יותר יגדל ככל שמרחקו מהגוף המרכזי גדל. לכן, ירח שלו מסלול בעל זמן מחזור מסוים סביב שבתאי ישפיע רק על החלקיקים שזמן המחזור שלהם סביב כוכב הלכת מצוי ביחס תהודה עם מסלולו של הירח.
מסלולים שיחסי זמני המחזור בינם הם 1:3, 2:5, 4:7 וכדומה (מספרים שלמים) הם מסלולי תהודה. התוצאה של גופים הנעים במסלולים אלו סביב גוף מרכזי (שבתאי במקרה שלנו) היא ששני הגופים – הירח ורסיסי הקרח, ימצאו בקו אחד עם שבתאי בזמנים קצובים ובתדירות גדולה.
כך למשל, אם היחס בין זמן המחזור הוא 4:7, הרי שהירח, המרוחק משבתאי, משלים 4 סיבובים סביב שבתאי בעוד שרסיסי הקרח הקרובים יותר לשבתאי משלימים 7 סיבובים סביבו. מכאן, שאחת ל-28 סיבובים (מכפלה של 4 ב-7) הירח, שבתאי והרסיסים ימצאו שוב על אותו קו.
לאחר זמן רב, כל המרחק סביב שבתאי שבו רסיסים מצויים במסלולי תהודה עם ירח מסוים "ינוקה" ובמקום ייווצר רווח. חשוב לזכור שבמערכת כמו שבתאי וירחיו, שבה הרבה גופים משפיעים זה על זה, ההשפעות ההדדיות שבין הירחים עשויות לגרום לכך שיחסי התהודה לא יהיו יציבים בטווח הארוך כתוצאה משינויים במסלולים (בדרך כלל הגופים המסיביים פחות יושפעו יותר).
כתוצאה מכך נוצרו אלפי רווחים במישור הטבעות באזורים שבהם נעים רסיסי הקרח במסלולי רזוננס עם הירחים של שבתאי. מרבית הרווחים שבין הטבעות דקיקים ורק מעבר קרוב של חללית מצליח להבחין בהם.
בטלסקופים קרקעיים אפשר להבחין, כאמור, ברווח העיקרי - רווח אנקה. תופעה דומה מתרחשת בחגורת האסטרואידים כאשר במקום שבו אמורים לנוע אסטרואידים במסלולי תהודה עם כוכב הלכת צדק מצויים מרווחים הקרויים "מרווחי קירקווד".
תופעה נוספת הקשורה בטבעות של שבתאי היא משחקי האור והצל בינן לבינו. כיוון שגם שבתאי וגם הטבעות מקבלים את אורם מהשמש, טבעי הדבר שהם יטילו צל זה על זה. כמובן שהראות הצל מכדור הארץ תלויה במצב ההדדי בין כדור הארץ, שבתאי והשמש ואפשר לראות בטלסקופים קטנים הן את הצל ששבתאי מטיל על טבעותיו והן את הצל שהן מטילות עליו.
מפת כוכבים מסתובבת להורדה ומידע נוסף על התצפית בירח ובכוכבי הלכת ואירועים אסטרונומיים נוספים לשנת 2011 אפשר למצוא בלוח השנה האסטרונומי לשמי ישראל.
ד"ר יגאל פת-אל, קוסמוס טלסקופים, יו"ר האגודה הישראלית לאסטרונומיה, מנהל מצפה הכוכבים בגבעתיים ומנהל פורום אסטרונומיה ב-ynet.
לפנייה לכתב/ת 
