Saturn

Saturn z bocznej perspektywy
fot. 27 marca 2004 - Boczna perspektywa na planetę, podczas przelotu sondy Cassini.
(autor: NASA)

W odległości mniej więcej dziesięciokrotnie przekraczającej dystans dzielący Ziemię od Słońca obiega je Saturn, druga co do wielkości planeta Układu Słonecznego. Również on jest gazowym olbrzymem, tak że budową, składem chemicznym i bilansem energetycznym praktycznie nie różni się od Jowisza. Ma ogromną masę, około 95 razy większą od masy Ziemi, lecz jego średnia gęstość jest mniejsza niż wody. Ponieważ Saturn bardzo szybko obraca się wokół własnej ori (raz na 10,23 godziny), wskutek działania siły odśrodkowej jest na biegunach wyraźnie spłaszczony: promienie równikowy i biegunowy różnią się mniej więcej o 11%. Najbardziej charakterystyczną cechą Saturna jest otaczający go w płaszczyźnie równika system pierścieni

Składa się on z dwóch bardzo wyraźnych współśrodkowych płaskich "obręczy", oddzielonych od siebie tak zwaną przerwą Cassiniego, oraz trzeciej, niklejszej (w rzeczywistości Saturna otacza układ 7 pierścieni, ale tylko te trzy są dobrze widoczne z Ziemi nawet przez stosunkowo słabe instrumenty optyczne). Średnica układu pierścieni szacowana jest na 250 000 km, natomiast grubość na zaledwie półtora kilometra. Znaczy to, że ich całkowita masa jest stosunkowo mała. Gdyby zrobić z nich zwartą bryłę, miałaby ona jedynie około 100 km średnicy. Choć pierścienie oglądane z Ziemi wydają się jednolite, składają się z niezliczonych pojedynczych brył lodu i pokrytych lodem skalnym okruchów o rozmiarach od jednego centymetra do kilku metrów, obiegających Saturna po niezależnych, choć bardzo zbliżonych orbitach.

Saturn, podobnie jak Jowisz, również ma liczne księżyce, według ostatnich danych łącznie 56. Między niektórymi z tych naturalnych satelitów a układem pierścieni zachodzą dość złożone oddziaływania pływowe. Zwłaszcza tak zwane księżyce pasterskie - Atlas,Prometeusz i Pandora - są odpowiedzialne za to, że pierścienie jeszcze się dotychczas nie rozpadły. natomiast Mimas, jeszcze jeden z księżyców Saturna, posądza się o to, że spowodował powstanie w układzie pierścieni przerwy Cassiniego. Niejasne jest dotychczas pochodzenie pierścieni, prawdopodobnie jednak powstały z pokruszonego większego księżyca. W ogóle zresztą mimo intensywnych badań nie wszystko jeszcze wiadomo na ich temat.[1]

Saturn jest z ostatnią z planet widocznych okiem nieuzbrojonym. Wygląda jak jedna z najjaśniejszych gwiazd nieba. Obiega Słońce w okresie 29,5 lat w odległości ponad 1,4 mld km. Okres obrotu Saturna wokół osi jest krótki i wynosi niewiele ponad 10 godz. dlatego planeta jest spłaszczona.

Rozmiarami niewiele ustępuje Jowiszowi. Jego średnica równika wynosi prawie 121 000 km. Pierścienie Saturna składają się z drobnych meteoroidów, które być może pochodzą z większej bryły rozerwanej przez siły pływowe planety. Obecnie uważa się, że pierścienie te oraz odkryte pierścienie Urana i Jowisza składają się z tworzywa, z którego powstawał układ planetarny i mogą być przykładami pozostałości tzw. Dysków akrecyjnych.

Na tarczy planety wyróżniają się pasma chmur, podobnie jak na Jowiszu. Podobny jest również ich skład chemiczny, a także skład chemiczny całej atmosfery Saturna. Temperatura powierzchniowych warstw atmosfery wynosi około 165°C i jest około 30° wyższa od temperatury, którą miałaby ta warstwa planety w przypadku, gdyby była ogrzewana tylko przez Słońce.

Saturn wysyła promieniowanie radiowe na fali 10 i 3 cm. To ostatnie jest pochodzenia termicznego. Podobne charakterystyki zewnętrzne Saurna i Jowisza uprawniają do wysuwania przypuszczeń co do daleko idących podobieństw również w budowie wewnętrznej obu olbrzymich planet. należy liczyć się też z istnieniem rozległej magnetosfery wokół Saturna. Energia emitowana przez Saturna w podczerwieni przewyższa około 2,3 razy energię słoneczną absorbowaną przez tę planetę.

We wrześniu 1979 r. sonda Pioneer 11 przeszła przez system pierścieni Saturna, odkrywając dalsze szczegóły ich, skomplikowanej grawitacyjnymi efektami rezonansowymi, struktury. Voyager (1 i 2) odkryły tam kilkaset oddzielnych struktur pierścieniowych w latach 1980 i 1981. Magnetosfera planety (oś magnetyczna jest praktycznie identyczna z osią obrotu) okazała się natomiast znacznie słabsza (natężenie pola na równiku 0,21 Oe), niż oczekiwano na podstawie podobieństwa Saturna do Jowisza. Rozciąga się w stronę Słońca na 20 promieni Saturna. Jedynie skład chemiczny atmosfery jest w obu przypadkach identyczny. Silne ruchy turbulentne i ogólna cyrkulacja atmosfery Saturna zakłócają pomiary okresu obrotu planety.

Sondy Voyageer sfotografowały wielokrotnie księżyce Saturna. Księżyce Saturna, podobnie jak inne, są pokryte kraterami uderzeniowymi. Na jednym - Iapetus udało się dostrzec coś w rodzaju białych czap biegunowych, na innym - Dione zauważono białe smugi, jakby pęknięcia skorupy wypełnione lodem. Powierzchnie niektórych księżyców wykazują bogatą przeszłość geologiczną. Największy z Księżyców Saturna, Tytan, ma atmosferę. Teraz jednak udało się zauważyć oprócz ujawnionego już dawniej metanu także azot, który jest głównym składnikiem (94%) atmosfery Tytana. Ciśnienie przy powierzchni gruntu wynosi około 1500 hPa, a temperatura nieco poniżej 100 K. [2]

Powrót do góry

[3] Pierścienie Saturna
Nazwa pierścieniaOdległość od środka planety
(km)
Szerokość
(km)
Pierścień D66 900-74 5107 500
Pierścień C
(jest oddzielony od pierścienia D
przez przegrodę Guerin)
74 658-92 00017 500
Przerwa Coulomba77 800
(odległość odsrodka przerwy)
100
Przerwa Maxwella87 491
(odległość od środka przerwy)
270
Pierścień B92 000-117 58025 500
Przerwa Cassiniego117 580-122 1704 700
Przerwa Huygensa
(odległość od środka przerwy)
117 680285-440
Pierścień A122 170-136 77514 600
Przerwa Enckiego133 589
(odległość od środka przerwy)
325
Przerwa Keelera136 530
(odległość od środka przerwy)
35
Pierścień R/2004 S 1
(nazwa tymczasowa)
137 630
(odległość od środka przerwy)
-
Pierścień R/2004 S 2
(nazwa tymczasowa)
138 900
(odległość od środka przerwy)
-
Pierścień F140 180
(odległość od środka przerwy)
30-500
Pierścień G170 000-175 0005 000
Pierścień E181 000-483 000302 000

Powrót do góry

[3] Podstawowe dane
Charakterystyka orbity (J2000)
Średnia odległość od Słońce 1 426 413 km (9,537 070 32 AU)
Obwód orbity 8,958 Tm (59,879 AU)
Mimośród 0,054 150 6
Peryhelium 1 349 467 375 km (9,020 632 24 AU)
Aphelium 1 503 983 449 km (10,053 508 40 AU)
Okres orbitalny 10 759,5 dni (29,46 lat)
Okres synodyczny 378,09 dni
Prędkość orbitalna min. 9,136 km/s
śred. 9,638 km/s
max. 10,182 km/s
Inklinacja 2,484 46°
Satelity naturalne57 potwierdzonych
Charakterystyka fizyczna
Średnica równikowa 120 536 km (9,449 Ziemi)
Średnica biegunowa 108 726 km (8,552 Ziemi)
Spłaszczenie 0,097 96
Powierzchnia 4,27 × 1010 km2 (83,703 Ziemi)
Objętość7,46 × 1014 km3 (763,59 Ziemi)
Masa 5,68460 × 1026kg (95,162 Ziemi)
Gęstość 0,687 30 g/cm3 (mniejsza niż wody)
Przyspieszenie grawitacyjne na równiku 8,96 m/s2 (0,914 g)
Prędkość ucieczki 35,49 km/s
Okres rotacji 10h 39m 22,4s
Prędkość obrotu (na równiku) 35 500 km/h (9,87 km/s)
Nachylenie osi 26,73°
Deklinacja 83,54°
Albedo 0,47
Średnia temp. 623 K (dzień)
103 K (noc)
Temperatura wewnętrzna 12 000 K
Temperatura powierzchni 82 K (min)
143 K (śred.)
bardzo duża (max)
Skład atmosfery
Ciśnienie atmosferyczne 140 kPa
Wodór ~ 93 %
Hel ~ 6 %
Metan ~ 0,2 %
Para wodna ~ 0,1 %
Amoniak ~ 0,01 %
Etan ~ 0,0005 %
Fosforowodór~ 0,0001 %

Powrót do góry


Źródła:

© Instytut Astronomii UZ