Saturn jest to druga co do wielkości planeta w Układzie Słonecznym po Jowiszu. Znany ze swojego układu pierścieni, należy do planet zwanych Jowianami, które znajdują się za pasem asteroid, który oddziela je od planet skalistych.
Znany od czasów starożytnych, jako jedna z 5 planet widocznych gołym okiem i najdalej od nich, Galileusz jako pierwszy obserwował ją teleskopem w 1610 roku. Chociaż zauważył deformację spowodowaną przez pierścienie, brak rozdzielczość instrumentu nie pozwalała mu na wyodrębnienie jego kształtu.
Dopiero wiele lat później, w 1659 roku, Christian Huygens trafnie opisał słynne pierścienie. Niedługo później włoski astronom Giovanni Cassini zdał sobie sprawę, że pierścienie mają podział, który obecnie nazywa się dywizją Cassiniego..
Chociaż starożytni astronomowie nie byli w stanie szczegółowo opisać układu pierścieni, już i tak wspaniały widok planety musiał wywrzeć na nich wystarczające wrażenie, aby nadać jej nazwy takie jak „Alap Sahmas” (gwiazda Słońca) dla Chaldejczyków, „Phaenon” (jasna jak Słońce) dla Greków lub „Khima” (odpowiedzialna za powszechną potop) dla Hebrajczyków.
Starożytni Rzymianie kojarzyli planetę z greckim bogiem Cronosem, ojcem Zeusa, którego nazywali Saturnem. Na cześć tego bóstwa w grudniu obchodzono święta zwane Saturnalia, które starożytni chrześcijanie później kojarzyli z Bożym Narodzeniem..
Inne starożytne kultury, takie jak Hindusi, Chińczycy i Majowie, również mają w swoich zapisach obserwacje planety. Dla Majów daty koniunkcji Saturna, Jowisza i Marsa były świąteczne.
Indeks artykułów
Saturn nie jest tak duży jak Jowisz, stanowi tylko jedną trzecią jego masy, a jego promień jest o 16% mniejszy..
Jest to najmniej gęsta z planet; z 687 kg / m3 mógłby unosić się na wodzie, gdyby istniał ocean wystarczająco duży, aby go pomieścić. Składa się głównie z wodoru i helu, najlżejszych znanych pierwiastków, chociaż zawiera inne w znacznie mniejszej proporcji.
Saturn ma własne pole magnetyczne, mniej intensywne niż Jowisz, ale znacznie większe niż ziemskie, z osią magnetyczną równoległą do osi obrotu. Dlatego zorze polarne w postaci koncentrycznych okręgów są powszechne w każdym regionie polarnym. Powstają one w wyniku ruchu naładowanych elektrycznie cząstek w środku intensywnego pola magnetycznego planety..
Inną charakterystyczną cechą Saturna jest ciepło, które wyrzuca w przestrzeń, emitując prawie dwukrotnie więcej energii niż otrzymuje od Słońca. Wnętrze Saturna jest bardzo gorące i naukowcy uważają, że jest to spowodowane kondensacją ciekłego wodoru pod wysokim ciśnieniem..
Ciśnienie wewnątrz Saturna jest milion razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi. Kropelki ciekłego wodoru zwiększają prędkość, gdy przemieszczają się w kierunku środka planety, wytwarzając ciepło.
Ciekły wodór zachowuje się jak metal i jest odpowiedzialny nie tylko za wypromieniowywane ciepło, ale także za efekt dynamo, który wytwarza pole magnetyczne..
Atmosfera Saturna przypomina atmosferę Jowisza, z podobnym wzorem jasnych i ciemnych pasm. Chmury składają się z kryształów amoniaku, wody i wodorosiarczku amonu.
Na Ziemi występują silne wiatry i sporadyczne burze, które trwają miesiącami. Wiatry równikowe na Saturnie mogą osiągnąć 500 m / s.
-Masa: 5,69 x 1026 kg.
-Promień równikowy: 6,0 x 104 km
-Radio polarne: 5,4 x 104 km
-Kształt: spłaszczony.
-Średnia odległość do Słońca: 1,4 x 109 km
-Nachylenie orbity: 2,5º względem ekliptyki.
-Temperatura: od -139 do -189 ºC.
-Powaga: 10,4 m / sdwa
-Własne pole magnetyczne: tak.
-Atmosfera: Tak, głównie wodór.
-Gęstość: 687 kg / m3
-Satelity: 82 formalnie wyznaczone, wiele innych maleńkich księżyców, bez oznaczenia.
-Pierścienie: Tak, złożony system.
Pierścienie są znakiem rozpoznawczym Saturna, ponieważ chociaż inne gazowe giganty również je posiadają, bez wątpienia te z tej planety są najbardziej spektakularne.
Pierścienie składają się głównie z lodu i skał i utrzymują swój kształt dzięki działaniu grawitacyjnemu niektórych wyspecjalizowanych satelitów: satelity pasterskie.
Początkowo, z powodu braku rozdzielczości w ich teleskopach, astronomowie myśleli, że pierścienie tworzyły ciągły dysk materii wokół planety. W każdym razie grubość systemu jest znikoma, najwyżej kilometr, aw niektórych regionach może wynosić metry..
Włoski astronom Giovanni Cassini był pierwszym, który zdał sobie sprawę z istnienia linii podziału między nimi około 1675 roku.
Wiele lat później francuski matematyk Pierre de Laplace wskazał, że w rzeczywistości istnieje wiele cienkich pierścieni. Wreszcie James Clerk Maxwell zbudował model, w którym zaproponował, że pierścienie składają się z wielu cząstek, z których każda krąży po niezależnej orbicie..
Astronomowie rozróżniają pierścienie literami alfabetu. Siedem głównych i najjaśniejszych pierścieni to A, B, C i D, a E, F i G są jaśniejsze.
Ponadto istnieją tysiące słabszych pierścieni. Najjaśniejsza i najbardziej oddalona została wykryta za pomocą teleskopu na podczerwień i została nazwana Pierścień Phoebe.
Podział Cassiniego oddziela pierścień A od pierścienia B, ale w tym samym pierścieniu A istnieje ciemny obszar zwany Oddział Encke, utrzymywany przez jeden z satelitów Saturna: Pan. W regionie znajduje się również niezwykle cienki pierścień.
Istnieją podziały o różnej szerokości, nazwane również na cześć słynnych astronomów: Colombo, Huygens, Maxwell i Keeler..
Pierścienie składają się z cząstek o rozmiarach od ziarenek piasku (mikronów) do ogromnych skał o długości kilkudziesięciu metrów, ale astronomowie zgadzają się, że nie powstały w tym samym czasie co planeta, ale całkiem niedawno..
Szacuje się, że główne pierścienie A, B i C mają prawdopodobnie kilkaset milionów lat, a to bardzo mało z astronomicznego punktu widzenia. Naukowcy są pewni, że wszystkie planety Układu Słonecznego powstały w tym samym czasie, około 4,6 miliarda lat temu..
Materiał, z którego składają się pierścienie, mógł pochodzić z komety, meteoru lub księżyca, rozczłonkowanych pod wpływem grawitacji planety. W każdym razie nie jest to pozostałość po powstaniu planety..
Z pewnością pochodzenie pierścieni jest na razie niepewne, ale panuje powszechna zgoda co do tego, że są one raczej niestabilne i tak szybko, jak się uformowały, mogą zniknąć w ciągu kilku milionów lat..
Saturn potrzebuje 29 lat i 167 dni, aby podróżować po swojej orbicie wokół Słońca. Co ciekawe, Saturn i Jowisz są w rezonans orbitalny, ponieważ istnieje między nimi oddziaływanie grawitacyjne. Oczywiście przyciąganie Słońca jest znacznie większe, ale wpływa również na Jowisza.
Kiedy istnieje rezonans orbitalny między obiektami astronomicznymi, ich okresy orbitalne zachowują pewną proporcję, zawsze z małymi liczbami. W przypadku Saturna-Jowisza ten ostatni obraca się o 5 obrotów na każde 2 obroty Saturna i uważa się, że rezonans ten ma stabilizujące skutki dla orbit obu planet..
Rezonans orbitalny zachodzący między cząstkami tworzącymi pierścienie Saturna a satelitami krążącymi między nimi wywiera silny wpływ na strukturę pierścieni, na przykład na istnienie podziału Cassiniego..
Saturn to planeta w Układzie Słonecznym z największą liczbą satelitów, 6 z nich ma powiązane okresy orbitalne, zobaczmy:
-Mimas i Tethys w stosunku 1: 2. Na 1 okrążenie Mimasa Tethys obraca się 2 razy.
-Enceladus i Dione w stosunku 1: 2.
-Hyperion i Titan w stosunku 4: 3.
Wreszcie godne uwagi jest to, że 85% pędu kątowego Układu Słonecznego koncentruje się na Jowiszu i Saturnie, dwóch największych planetach, w przeciwieństwie do Słońca, które pomimo największego udziału masy ma niewielki moment pędu..
Moment pędu układu jest interesującą wielkością fizyczną, ponieważ jest zachowywany przy braku interakcji zewnętrznych. Aby nastąpiła zmiana, wymagany jest moment obrotowy netto od wewnątrz.
Poniższe dane krótko opisują ruch Saturna:
-Średni promień orbity: 1,43 x 109 km
-Nachylenie orbity: 2,5 ° w stosunku do płaszczyzny ekliptyki
-Ekscentryczność: 0,056
-Średnia prędkość orbitalna: 9,6 km / s
-Okres tłumaczenia: 29,46 lat
-Okres rotacji: 10,66 godziny
Planeta Saturn jest uważana za planetę wyższą, ponieważ jej orbita znajduje się poza orbitą Ziemi. Wyższe planety to Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Wręcz przeciwnie, planety, których orbita jest najbliżej Słońca, nazywane są gorszymi planetami: Merkury i Wenus..
Najlepszym momentem na obserwację lepszej planety jest moment, gdy Ziemia znajduje się między nią a Słońcem. Z drugiej strony trudniej jest zobaczyć, kiedy jest w koniunkcji, ponieważ znajduje się dalej od Ziemi i blisko Słońca, co przesłania to. Sytuację przedstawiono graficznie na poniższym obrazku:
Oczywiście jednym z głównych celów każdego obserwatora nieba jest kontemplacja pierścieni, do czego wystarczy mały teleskop. Należy jednak wziąć pod uwagę, że czasami pierścienie są na krawędzi w stosunku do Ziemi i dlatego są niewidoczne.
Kąt, pod jakim patrzy się na pierścienie, zmienia się w ciągu 30 lat, czyli okresu, w którym Saturn krąży wokół Słońca..
Kolejne opozycje Saturna to:
-2020: 20 lipca
-2021: 2 sierpnia
-2022: 14 sierpnia
-2023: 27 sierpnia
-2024: 8 września
-2025: 21 września
Saturn potrzebuje średnio 10,66 godziny, aby wykonać jeden obrót wokół własnej osi obrotu, chociaż nie wszystkie jego strefy obracają się w tym samym tempie. Na przykład na równiku prędkość obrotu wynosi 10,25 godziny, podczas gdy wewnątrz planety około 10,65 godziny..
Zjawisko to jest znane jako rotacja różnicowa a dzieje się tak, ponieważ planeta nie jest trwała, jak powiedzieliśmy. Również ze względu na swój gazowo-ciekły charakter planeta ulega deformacji w wyniku ruchu obrotowego, spłaszczając się na biegunach..
Skład Saturna jest zasadniczo taki sam jak skład Jowisza i innych planet gazowych: wodór i hel, tyle że na Saturnie udział wodoru jest wyższy, biorąc pod uwagę niską gęstość.
Odkąd Saturn uformował się w zewnętrznym rejonie mgławicy, która zapoczątkowała Układ Słoneczny, planeta była w stanie szybko rosnąć i wychwytywać duże ilości wodoru i helu obecnych w mgławicy..
Z powodu ogromnych ciśnień i temperatur wzrastających wraz z postępem w głąb, wodór cząsteczkowy na powierzchni przekształca się w wodór metaliczny.
Chociaż planeta jest gazowa, w jej jądrze, które jest przynajmniej częściowo skaliste, znajduje się mniejszy udział cięższych pierwiastków, takich jak magnez, żelazo i krzem..
Oprócz tych pierwiastków występuje tam wiele rodzajów lodu, takich jak amoniak, woda i lód metanowy, które mają tendencję do gromadzenia się w kierunku centrum planety, w którym panuje wysoka temperatura. Z tego powodu materiał jest w rzeczywistości ciekły, a nie gazowy..
Obłoki Saturna składają się z amoniaku i lodu wodnego, podczas gdy w atmosferze oprócz tych substancji wykryto acetylen, metan, propan i ślady innych gazów..
Chociaż zdominowany przez wodór i hel, uważa się, że Saturn zawiera w naturze skaliste jądro. Podczas procesu formowania się planet Układu Słonecznego wokół tego jądra skondensowały się gazy w szybkim procesie, który pozwolił mu na szybki wzrost..
Jądro Saturna zawiera, jak powiedzieliśmy, skały oraz lotne pierwiastki i związki otoczone warstwą ciekłego wodoru. Naukowcy szacują, że ten rdzeń jest od 9 do 22 razy większy niż Ziemia: około 25 000 km w promieniu..
Ta warstwa ciekłego wodoru jest z kolei otoczona warstwami ciekłego wodoru i helu, które ostatecznie stają się gazowe w najbardziej zewnętrznych warstwach. Linia Frenkla to granica termodynamiczna, która oddziela płyn gazowy od cieczy.
Według najnowszych danych Saturn ma 82 wyznaczone satelity i wiele małych księżyców, którym wciąż go brakuje. To sprawia, że Saturn jest planetą z jak dotąd największą liczbą satelitów..
System satelitarny Saturna jest bardzo złożony; na przykład wiadomo, że mają bezpośredni wpływ na pierścienie: satelity pasterskie.
Ponadto istnieją satelity trojańskie, które pozostają na stabilnej orbicie 60 ° przed lub za innymi satelitami. Na przykład księżyce Telesto i Calypso to trojany z Thetys, jednego z największych satelitów Saturna..
Głównymi satelitami Saturna są Tytan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Hyperion, Iapetus i Phoebe. Te satelity były znane jeszcze przed misjami kosmicznymi, ale sondy badawcze do Saturna odkryły o wiele więcej..
Największym ze wszystkich księżyców Saturna jest Tytan, który również ma własną atmosferę i jest drugim co do wielkości w całym Układzie Słonecznym, po Ganimedesie, wielkim księżycu Jowisza. Tytan jest nawet większy niż Merkury.
Z drugiej strony, Enceladus, szósty księżyc Saturna pod względem wielkości, to ogromna śnieżka z niespodzianką: jej jądro pokryte jest oceanem gorącej wody w stanie ciekłym..
Ciekawostką wśród księżyców Saturna jest to, że istnieją satelity, których orbity są takie same, ale udaje im się nie zderzyć. Najbardziej godnymi uwagi z tych satelitów koorbitalnych są Janus i Epimetheus.
Nie wszystkie księżyce Saturna mają kształt sferoidalny, istnieje wiele nieregularnych satelitów, na ogół małych rozmiarów i orbitujących dość daleko od planety..
Jest to największy i najważniejszy z satelitów Saturna, widoczny z Ziemi jako mały punkt świetlny za pomocą teleskopu. Holenderski astronom Christian Huygens jako pierwszy go zobaczył około 1655 roku, a John Herschel już w XIX wieku nazwał go Tytanem.
Jego przybliżona gęstość wynosi 1,9 g / cm3 i chociaż zawiera skaliste jądro, jest to świat prawie w całości zbudowany z lodu.
Tytan ma gęstą atmosferę, w której dominuje azot i niewielki procent metanu, a także śladowe ilości węglowodorów. Jest to niezwykła rzadkość w Układzie Słonecznym, ponieważ innym satelitom brakuje własnej atmosfery..
Ma też oceany i opady, ale nie wodę, ale metan. Istnienie tego związku było znane od połowy XX wieku dzięki spektroskopii przeprowadzonej przez astronoma Gerarda Kuipera. Później sonda Voyager potwierdziła to odkrycie.
Ciekawostką dotyczącą Tytana jest to, że wykryto tam wiele związków organicznych, oprócz metanu, które są prekursorami życia. Mechanizm, dzięki któremu Tytan uzyskał tę osobliwą atmosferę, jest nadal nieznany, ale jest bardzo interesujący, ponieważ obfitość węglowodorów jest znacznie większa niż na Ziemi..
W ramach misji Cassini na Saturna, sonda Huygens zdołała wylądować na powierzchni Tytana i znalazła zamarzniętą powierzchnię, ale pełną form terenu.
Chociaż Tytan cieszy się zróżnicowaną geologią i klimatem, jest to nieprzyjazny świat dla ludzi. Atmosfera jest bardzo dynamiczna; na przykład wiadomo, że wieją silne wiatry, znacznie przewyższające największe huragany lądowe.
Został wystrzelony przez NASA w 1973 roku i osiągnął orbitę Saturna kilka lat później, w 1979 roku. Podczas tej misji wykonano zdjęcia o niskiej rozdzielczości, a także znaleziono nieznane satelity i pierścienie, których nigdy nie widziano z Ziemi..
Sonda ostatecznie dryfowała w 1995 roku, ale miała tabliczkę ze słynną wiadomością stworzoną przez Carla Sagana i Franka Drake'a, na wypadek, gdyby natknęli się na nią kosmiczni nawigatorzy..
Misja ta polegała na wystrzeleniu dwóch sond: Voyager 1 i Voyager 2.
Chociaż Voyager 1 miał dotrzeć do Jowisza i Saturna, przekroczył już granice Układu Słonecznego, wkraczając w przestrzeń międzygwiazdową w 2012 roku. Wśród jego najważniejszych odkryć jest potwierdzenie istnienia atmosfery Tytana, a także ważne dane dotyczące atmosfery Saturna. atmosfera i system pierścieniowy.
Voyager 2 zebrał informacje o atmosferze Saturna, ciśnieniu atmosferycznym i licznych wysokiej jakości zdjęciach. Po odwiedzeniu Saturna sonda dotarła do Urana i Neptuna, po czym weszła w przestrzeń międzygwiazdową, podobnie jak sonda siostrzana..
Misja Cassini była wspólnym projektem NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i Włoskiej Agencji Kosmicznej. Został wystrzelony w 1997 roku z przylądka Canaveral, a jego celem było zbadanie planety Saturn i jej systemu satelitarnego.
Sonda dotarła do Saturna w 2004 roku i zdołała okrążyć planetę 294 razy, aż do 2017 roku, kiedy skończyło się paliwo. Sonda została następnie celowo zanurzona w Saturnie, aby nie zderzyć się z jednym z satelitów, a tym samym uniknąć skażenia radioaktywnego..
Cassini niósł sondę Huygens, pierwszy obiekt wykonany przez człowieka, który wylądował na świecie poza pasem asteroid: Tytanie, największym satelicie Saturna..
Huygens przesłał zdjęcia krajobrazu Tytana, a także strukturę pierścieni. Uzyskano również zdjęcia Mimasa, innego satelity Saturna, który przecina pierścienie. Pokazują ogromny krater Herschel z ogromną górą pośrodku.
Cassini potwierdził również obecność wody na Enceladusie, szóstym lodowatym księżycu Saturna o średnicy 500 km, który jest w rezonansie orbitalnym z Dione..
Woda Enceladusa jest gorąca, a planeta jest pełna gejzerów i fumaroli, które wyrzucają parę wodną i związki organiczne, dlatego wielu uważa, że może to być schronienie dla życia.
W przypadku Japeta, innego dużego satelity Saturna, obrazy Cassini ujawniły ciemną stronę, której pochodzenie jest nadal nieokreślone..
Jeszcze bez komentarzy