วงแหวนดาวเสาร์หลากหลายสี แสดงองค์ประกอบในวงแหวนแตกต่างกัน ยานอวกาศคัสซีนีถ่ายภาพ เมื่อวันที่ ๓๐ มิถุนายน พ.ศ. ๒๕๔๗
เมื่อยานวอยเอเจอร์ (Voyager ) ๒ ลำ เดินทางไปสำรวจดาวเสาร์ใน พ.ศ. ๒๕๒๓ - ๒๕๒๔ จึงได้เห็นว่า แท้จริงแล้ว วงแหวนมีหลายพันวง โดยแบ่งเป็น ๗ ชั้น เห็นช่องว่างระหว่างวงแหวนชัดเจน ๒ ช่อง คือ ช่องว่างคัสซีนี และ ช่องว่างเอ็งเก วงแหวนประกอบด้วย ก้อนน้ำแข็ง และก้อนหินที่ห่อหุ้มด้วยน้ำแข็งจำนวนนับไม่ถ้วน มีขนาดเล็กใหญ่ต่างๆ กัน ตั้งแต่เท่าเม็ดทราย จนถึงขนาดใหญ่หลายเมตร หลากหลายสี แสดงว่าวงแหวนประกอบด้วยมวลสารนานาชนิด ส่วนที่เป็นน้ำแข็งสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดี ทำให้เรามองเห็นวงแหวนสว่างในกล้องโทรทรรศน์
วงแหวนชั้นนอกสุดเรียกว่า วงอี ถ้าวัดจากสุดขอบด้านหนึ่งจรดอีกขอบด้านหนึ่ง เป็นระยะทางถึงเกือบ ๑ ล้านกิโลเมตร ซึ่งยาวกว่า เส้นผ่าศูนย์กลางโลกถึง ๘๐ เท่า แต่ตัววงแหวนมีความหนาไม่ถึง ๑ กิโลเมตร วงแหวนดาวเสาร์จึงบางมาก โดยเทียบได้กับแผ่นกระดาษ ที่มีขนาดกว้างใหญ่เท่ากับสนามฟุตบอล มีหลักฐานอธิบายว่า อนุภาคในวงแหวนมีอายุไม่กี่ร้อยล้านปี วงแหวนจึงน่าจะมีกำเนิดภายหลังดาวเสาร์ ที่น่าแปลกใจคือ วงแหวนบางชั้นมีดาวบริวารดวงเล็กๆ โคจรขนาบข้างอยู่ ทำหน้าที่เหมือนสุนัขต้อนฝูงแกะ และบางดวงก็โคจรร่วมกันกับวงแหวน
เมื่อมองดูในท้องฟ้า เราเห็นดาวเสาร์เคลื่อนที่ช้า เนื่องจากอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มาก ต้องใช้เวลานานประมาณ ๓๐ ปี จึงโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ได้ ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ แกนหมุนของดาวเสาร์เอียงออก จากแนวตั้งฉากกับระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ ประมาณ ๒๗ องศา เมื่อมองจากโลก เราจึงมองเห็นวงแหวน ที่อยู่ในแนวศูนย์สูตรของดาวเสาร์หันส่ายไปมาเหมือนเต้นระบำ และทุกๆ ๑๕ ปี ดาวเสาร์จะหันขอบวงแหวนตรงมาทางโลกครั้งหนึ่ง เพราะเหตุที่วงแหวนบางมาก ในช่วงนั้นเราจึงมองไม่เห็นวงแหวนของดาวเสาร์ระยะหนึ่ง เช่นที่เคยเกิดขึ้นเมื่อ พ.ศ. ๒๕๓๘
ดาวบริวารของดาวเสาร์
นับตั้งแต่ คริสเตียน ไฮเกนส์ ค้นพบดวงจันทร์ไททัน ซึ่งเป็นดาวบริวารดวงใหญ่ สุดของดาวเสาร์ใน พ.ศ. ๒๑๙๘ แล้ว มีการค้นพบดาวบริวารของดาวเสาร์เพิ่มขึ้นเป็นลำดับ จึงมีข้อมูลรายละเอียดของดาวบริวาร จำนวน ๑๘ ดวง จนถึงยุคที่นักดาราศาสตร์ใช้เทคนิคการถ่ายภาพระบบคอมพิวเตอร์ ติดกับกล้องโทรทรรศน์ จึงสามารถค้นพบ ดาวบริวารดวงเล็กๆ เพิ่มขึ้นอีก ๑๒ ดวง ภายใน พ.ศ. ๒๕๔๓ เพียงปีเดียว และค้นพบเพิ่มขึ้นอีกโดยลำดับ จนถึง พ.ศ. ๒๕๔๙ ค้นพบแล้วจำนวน ๔๗ ดวง ซึ่งดาวบริวารที่ค้นพบภายหลัง ล้วนมีขนาดเล็ก เส้นผ่าศูนย์กลางเพียงประมาณ ๒ - ๘ กิโลเมตร โคจรสวนทางกับการหมุนรอบตัวเองของดาวเสาร์ มีวงโคจรรีมาก และอยู่ไกลจากดาวเสาร์มาก สันนิษฐานว่า ดาวบริวารเหล่านี้ น่าจะเป็นเศษของดาวเคราะห์จำพวกดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรือวัตถุน้ำแข็ง จากรอบนอกของระบบสุริยะ ที่ถูกดาวเสาร์ดึงดูด จับไว้เป็นบริวารในภายหลัง
๑. ไททัน (Titan)
ไททันเป็นดาวบริวารดวงใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ และเป็นดาวบริวารดวงเดียว ในระบบสุริยะ ที่มีบรรยากาศห่อหุ้มชัดเจน บรรยากาศหนาทึบด้วยไนโตรเจน และมีเทน ซึ่งเป็นหมอกมัวสีส้มปกคลุมทั่วดวง จนไม่สามารถมองเห็นพื้นผิวได้ แต่องค์ประกอบของไนโตรเจน และมีเทนในบรรยากาศของไททัน น่าจะก่อให้เกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งเป็นโมเลกุลพื้นฐานของกรดแอมิโนที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต จึงเป็นที่น่าสนใจว่า สภาพบนไททันอาจคล้ายกับสภาพในบรรยากาศโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน การเรียนรู้สภาพทางเคมีในบรรยากาศของไททันจึงเป็นกุญแจสำคัญ ให้มนุษย์เข้าใจถึงวิวัฒนาการ ของการเกิดสิ่งมีชีวิตแรกเริ่ม บนโลกของเรา
ยานอวกาศคัสซีนีถ่ายภาพไททัน เมื่อวันที่ ๓ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๔๗ (ภาพอนุเคราะห์โดย NASA/JPL)
๒. เอนเซลาดัส (Enceladus)
พื้นผิวมีลักษณะเป็นน้ำแข็งทั่วดวง ขณะเมื่อยานวอยเอเจอร์เดินทางสำรวจดาวเสาร์ ก็ได้พบภูเขาไฟ กำลังปะทุมวลสารพ่นน้ำแข็งออกสู่อวกาศ จึงสันนิษฐานว่า น้ำแข็ง เหล่านั้นถูกดาวเสาร์ดูดจับไว้ เกิดเป็นวงแหวนชั้นนอกสุด ของดาวเสาร์
๓. ไอเอปอิตัส (Iapetus)
พื้นผิวมีลักษณะต่างกัน ๒ แบบ ขณะที่ครึ่งดวงถูกปกคลุมด้วยมวลสารสว่างคล้ายน้ำแข็ง แต่อีกครึ่งดวง ปกคลุมด้วยสารสีมืดคล้ำ น่าสงสัยว่าสารสีมืดคล้ำคืออะไร
๔. ฟีบี (Phoebe)
ดาวบริวารดวงเล็ก เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ ๒๒๐ กิโลเมตร หมุนรอบตัวเองในเวลา ๙ ชั่วโมง ๑๖ นาที โคจรรอบดาวเสาร์ในเวลา ๑๘ เดือน วงโคจรยาวรี และเคลื่อนที่สวนทางกับดาวบริวารดวงอื่นของดาวเสาร์ พื้นผิวสีมืดคล้ำ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต และมีน้ำแข็งปกคลุมทั่วดวง