Saturnus ringar är fantastiska att se. Sedan de först observerades av Galileo 1610 har de varit föremål för oändligt vetenskapligt intresse och populär fascination. Dessa ringar består av miljarder partiklar av damm och is och spänner över ett avstånd på cirka 282 000 km (175 000 miles) – vilket är tre fjärdedelar av avståndet mellan jorden och dess måne – och rymmer ungefär 30 kvintiljoner kilogram (det är 3,0 x 10)18kg) materia.
Alla solsystemets gasjättar, från Jupiter till Neptunus, har sina egna ringsystem – om än mindre synliga och pittoreska. Tyvärr, ingen av de jordiska planeter (dvs Merkurius, Venus, Jorden och Mars) har ett sådant system. Men hur skulle det se ut om jorden gjorde det? Om man lägger undan de fysiska krav som krävs för att ett ringsystem ska existera, hur skulle det vara att titta upp från jorden och se vackra ringar nå över huvudet?
Det är just denna fråga som inspirerade Kevin Gill, en mjukvaruingenjör som utför vetenskapliga datavisualiseringar för NASA:s Jet Propulsion Laboratory, att skapa ' Ringar över jorden' . Genom att använda semesterbilder som han har tagit genom åren, och sedan finjustera dem med Photoshop och 3D-animations-/modelleringsmjukvaran Maya, kunde Gill lägga Saturnusliknande ringar på fotografier av jordens himmel.
På så sätt kunde han ge tittarna en realistisk uppfattning om hur det skulle vara att titta upp mot himlen och se ett ringsystem som liknar Saturnus – särskilt från platserna New Hampshire, San Bernadino Valley, Griffith Observatory i Los Angeles eller Pasadena, Kalifornien. Och som ni kan se på bilderna är slutresultatet ganska hisnande och inspirerande.
Jordens ringsystem, som det skulle se ut över Los Angeles på natten (överst) och vid middagstid över Pasadena, Kalifornien (nederst). Kredit: Kevin Gill/Flickr
Bilderna visar också hur ringsystemet skulle se ut vid olika tider på dygnet. Till exempel, fotot av San Bernadino, Kalifornien, visar hur ringarna skulle se ut på himlen på morgonen, med solen på toppen av den östra horisonten. Bilden av Pasadena visar hur ringarna skulle se ut vid middagstid, med solen direkt ovanför och lyser upp ringarna.
Och så finns det bilderna tagna från Griffith Observatory som visar hur ringarna skulle se ut på natthimlen över Los Angeles centrum. I ett ser vi dem gå ner mot den glödande horisonten (överst), med en halvmåne inte långt borta. I den andra (ovan) ser vi hur en del av ringarna har blivit skymd av jordens skugga.
Och sist men inte minst, det är hur ringarna skulle se ut från omloppsbana, som du kan se nedan. Utan tvekan skulle ett sådant ringsystem förstöra satelliter och rymdstationer i omloppsbana (som ISS). Men som Kevin berättade för Universe Today via e-post, var projektet inte en övning i rimlighet, utan bara för skojs skull.
'Jag gjorde [bilderna] av en nyfikenhet på hur de skulle se ut efter att ha gjort några Saturnus-relaterade renderingar,' sa han. 'Jag riggade kameran, ringarna och jorden i Maya, placerade kameran mer eller mindre där jag gjorde indrag för tittaren (New Hampshire, Los Angeles, etc.) Jag använde Photoshop för att sammansätta de Maya-renderade ringarna över fotografier jag hade tagit under det senaste året. Liksom vinklarna är belysningen mer eller mindre ungefärlig.'
Jorden och dess hypotetiska ringsystem, sett från omloppsbana. Kredit: Kevin Gill/Flickr
Som en heltidsmedlem i Jet Propulsion Labority som är ansvarig för att producera visualiseringar, förstår Gill verkligen processen att få data till liv. Men som han medger är dessa bilder kanske inte en exakt återgivning av vad ett ringsystem skulle vilja ha för en jordbunden observatör. 'Jag gjorde ingen matematik som förberedelse för att få vinklarna exakt rätt,' sa han. 'Faktum är att på en av bilderna flyttade jag faktiskt ut månen till höger om där den faktiskt var för att simulera en mer 'sydlig' vy.'
Det finns dock en rättvis grad av vetenskaplig förtjänst av denna typ av konstnärliga spekulationer. Till att börja med är det en allmän uppfattning att jorden vid en tidpunkt hade ett slags ringsystem, vilket var resultatet av en katastrofal påverkan. Detta är en del av det som kallas Effekthypotes av månens formation, där en nybildad jord träffades av ett föremål i Marsstorlek vid namn Theia för ungefär 4,5 miljarder år sedan.
Denna kollision kastade ut material i omloppsbana, som skulle ha formats till en ring runt planeten. Eftersom denna ring föll utanför jordens Roche Limit , fick kraften av ömsesidig attraktion dessa partiklar att samlas för att bildas månen , som sedan kunde hålla ihop.
Hade det varit utanför jordens Roche Limit, skulle detta material inte ha kunnat sammanföras och skulle därför ha förblivit som en skiva. Detta är fallet för Saturnus, som upprätthåller ett vackert ringsystem inom sin Roche-gräns, och flera månar bortom det.
Jordens ringar, sett från San Bernadino-dalen. Kredit: Kevin Gill/Flickr
Så medan jorden, i någon alternativ verklighet, kunde ha haft ett ringsystem, skulle vi ha betalat för det genom att aldrig ha månen. Därför skulle det aldrig ha funnits ett Apollo-program, och vi skulle för närvarande inte överväga att bygga bosättningar där en dag. Verkar inte precis som ett rättvist utbyte?
Men jag tror att vi alla kan vara överens, idén om ett ringsystem runt jorden (och några konstnärliga återgivningar av hur det skulle se ut) är en ganska trevlig visning! Och Gill är inte den första att skapa foton som föreställer sig hur jorden skulle se ut om den hade ringar. År 2013 skapade den veteraniska astronomikonstnären Ron Miller en serie illustrationer av en jord med ringar. Som tidigare art director vid National Air & Space Museums Albert Einstein Planetarium har Miller varit ansvarig för att producera otaliga visualiseringar av hur andra planeter skulle se ut för den tillfällige observatören. Du kan se hans konstverk här .
Och redan 2009, information från NASA Cassini rymdsond ledde till att ett antal animatörer producerade videor om hur jorden skulle se ut med ringar. En sådan konstnär var Roy Pro (aka. T0R0YD), som använde 3DS Max för att visa hur ringarna skulle se ut på himlen från olika breddgrader på jorden. Det är klart att vi alla undrar hur vår planet skulle se ut om den var lite mindre 'jordlik'!
Se till att kunna checka ut Kevin Gills galleri på Flickr, såväl som andra verk av astronomirelaterade konstverk.