Quelle est l'épaisseur des anneaux planétaires?

Cela découle d' un commentaire sur Worldbuilding .

Nous avons des données de quatre planètes du système solaire avec des anneaux, ce qui ne fait pas une très bonne taille d'échantillon. Les observations d'exoplanètes pourraient changer cela, mais je m'attends à ce que pour l'instant, toute réponse soit simplement théorique.

Quelle est l'épaisseur des anneaux planétaires? Je suppose que cela dépendrait de la quantité de matériel, mais je ne sais pas.

Il y a une explication pour laquelle les anneaux s'aplatissent ici . Le mécanisme général est que les particules entrent en collision et obtiennent une dynamique très uniforme. Ainsi, toute configuration donnant des anneaux inhabituellement épais est essentiellement de la «tricherie».

Voici quelques façons:

Les lunes peuvent provoquer des ondes en spirale dans les anneaux, ce qui leur donne plus de structure dans la direction z. Ceux connus dans les anneaux de Saturne ont une amplitude de modes de seulement 10 à 100 m, mais des lunes plus grandes peuvent facilement augmenter cela.

Une autre façon consiste simplement à avoir des anneaux massifs. Ensuite, ils ne peuvent pas devenir plus aplatis, car il n'y a plus d'espace vide à supprimer.

Un anneau incliné par rapport à l'orbite des planètes autour de l'étoile va subir des forces de marée, tant que le rayon des anneaux est une fraction notable du rayon orbital de la planète. Du contexte qui a suscité la question, ce n'est pas un mécanisme approprié cependant, avec la possibilité d'avoir une densité si faible que les collisions de particules sont rares.

Cependant, plus prometteur:

L' anneau de halo de Jupiter est estimé à environ 12500 km d'épaisseur (à peu près le même que le diamètre de la Terre), et sont de très fines poussières empêchées de se condenser en un disque à la fois par les champs magnétiques de Jupiter et par les itérations avec le Galiléen Les lunes.

Nous avons quatre planètes avec des anneaux dans le système solaire, donc la taille de l'échantillon est assez petite. En appliquant une méthodologie statistique de petite taille, dans ce cas une application inhabituelle du problème des chars allemands , nous pouvons donner une épaisseur maximale approximative mais réaliste d'un anneau:

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

Où est la valeur observée la plus élevée et la taille de l'échantillon.$m$$k$

Modifié légèrement pour obtenir une version non entière qui a du sens, on obtient:

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

En aucun cas une limite très certaine, mais au moins ce que nous pouvons obtenir de ce que nous savons.

Ils ne doivent être presque parfaitement plats. Si vous essayez d'ajouter du matériau hors de l'axe principal, en raison de la mécanique de l'orbite, il tomberait vers le plan des anneaux, puis une fois plus proche, l'amortissement gravitationnel réduirait son oscillation au fil du temps.

Est-ce que cela a du sens?