Saturn



Planeta Saturn în culorile pe care le-ar vedea ochiul uman.
Imagine de telescopul Hubble.
Foto: NASA and E. Karkoschka (University of Arizona)

În mitologia romană Saturn era zeul agriculturii. În cea greacă se numea Cronus şi era fiul lui Uranus şi al Gaiei şi tatăl lui Zeus.

Saturn este cunoscut din tipuri preistorice fiind o planetă strălucitoare, cea mai îndepărtată  dintre cele ce sunt vizibile cu ochiul liber. Saturn a fost ultima planetă cunoscută de către omenire până în 1781 când s-a descoperit Uranus.

Este a doua planetă ca mărime din sistemul solar (prima fiind Jupiter).

Primul care a observat planeta printr-un instrument astronomic a fost Galileo Galilei în 1610. Acesta a văzut ca lângă discul planetei se află două corpuri ce păreau sateliţi. În 1659 olandezul Christiaan Huygens priveşte printr-un instrument mai puternic şi vede în jurul discului planetei un inel subţire.

Orbita

Distanţa medie dintre Saturn şi Soare este de 1.429.400.000 km (9,54 Unităţi Astronomice).  Planetei îi trebuie 29,4 ani să facă o rotaţie completă în jurul Soarelui.

Planeta poate fi observată de pe Terra timp de 10 luni pe an. Momentele cele mai prielnice sunt cele în care Saturn se află la 180 grade de Soare. Acest moment se numeşte opoziţie şi vin, pentru Saturn, odată la 1 an şi 12 zile.

Atmosfera


Atmosfera turbulentă a planetei.
Se observă benzi de nori dar şi furtuni gigante,
mai mari decât Terra.
Foto: NASA/JPL/Space Science Institute

Ca şi Jupiter, Saturn este compus în majoritate din hidrogen şi heliu,  plus urme de metan, apa, amoniac şi roci. Volumul său este de 755 de ori mai mare decât al Terrei.

Discul planetei este turtit la poli, diametrul la ecuator fiind cu 10%  (13.000 km) mai mare decât cel de la poli. Asta din cauză că planeta se roteşte foarte repede în jurul propiei axe. Pentru că  este o planetă gazoasă nu se roteşte ca un solid. Au fost observate doua sisteme diferite de rotaţie: la ecuator  planeta face o rotaţie în jurul axei în 10 ore şi 14 minute (sistemul I) iar la poli o rotaţie în 10 ore 39 minute şi 24 secunde (sistemul II).

În centrul planetei se află un nucleu solid metalic (fier) sau stâncos. Nucleul este înconjurat de un strat de amoniac, metan şi apă. Urmează un alt strat de hidorgen foarte compresat. Peste acest strat se găseşte hidrogen şi heliu în stare vâscoasă.  Aceste două elemente devin gazoase la suprafaţă şi formează atmosfera lui Saturn.

Un strat foarte gros de nori acoperă planeta, strat pe care se pot vedea benzi colorate diferit. Aceste benzi se formează din cauza diferenţelor de tempratură ale gazelor din atmosferă.

Agitaţia în atmosferă este foarte mare, norii miscându-se cu viteze de ajung până la 500 m/s (pe Terra cele mai rapide uragane ating o viteză de 110 m/s).
În atmosferă se observă furtuni gigante, cea mai mare fiind cea de la polul sud al planetei. Această furtună are 8000 km în diametru şi vânturile din interiorul său se mişcă cu o viteză de 550 km/h. Citiţi totul despre această furtună aici.

Saturn are şi o particularitate: este mai uşor decât apa. Dacă ar fi aruncată într-un ocean gigantic, planeta ar pluti! Chiar şi aşa gravitaţia este puternică, Saturn fiind una dintre planetele ce modifică traiectoria cometelor.

Nori pe Saturn


Atmosfera lui Saturn văzută oblic.
Benzile de nori albe, ce înconjoară
uraganul din stânga imaginii, se ridică
mai sus decât acesta şi lasă umbre.
Foto: NASA/JPL/Space Science Institute

Pe Saturn găsim nori, ploaie, vănt, furtuni şi descărcări electrice. Furtunile, unele asemănătoare cu uraganele, sunt prezente tot timpul.

Frecvenţa cu care apar aceastea este aceeaşi cu care apar şi pe Pământ şi chiar fracţiunea din planetă acoperită de acestea este asemănătoare cu cea de pe planeta noastră.

Dar spre deosebire de cele de pe Terra, acestea sunt foarte mari. Pe Saturn O furtună "obişnuită" are un diametru de 1000 km. Înfricoşătorul uragan Katrina (ce a devastat regiuni din SUA) a avut numai 380 km în diametru!

Văntul din uraganele pământene au o viteză de maxim 240 km/h. Pe Saturn vitezele sunt mult mai mari. Vânturile ar sfâşia un om în bucăţi. Ele ating 1000 km/h!

Uraganele saturniene sunt prinse între vânturile din atmosferă. Ele se rotesc ca roţile legate cu o curea de transmisie. Se rotesc înainte şi înapoi după direcţia în care se mişcă vântul.

Pe Terra uraganele sunt produse de oceane, cele mai mari rezervoare de energie solară. Acolo convecţia atrage umezeala din oceane şi o transportă în atmosferă. Apar astfel vârtejuri enorme, numite uragane care slăbesc în intensitate şi dispar după ce ating uscatul: ele nu mai sunt conectate la sursa de energie - oceanul. 

Furtuna de la polul sud
Furtuna de la polul sud al lui Saturn.
Foto: NASA/JPL/Space Science Institute

Pe Saturn lucrurile stau diferit. Există oceane, dar energia vine din interiorul planetei nu de la Soare. Atmosfera lui Saturn are toate ingredientele pentru a produce uragane: vapori de apă şi căldură. Dar neexistând suprafaţă solidă (uscat) acestea se comportă altfel decât pe Terra.

Aţi putea crede că dacă două uragane se ciocnesc formează unul mai mare. Aşa este dar nu şi pe Saturn. Acolo coliziunea dintre două uragane produce unul asemănător ca dimensiuni. Sau poate duce la fragmentarea acestora în unele mai mici.

S-a observat că în emisfera sudică a planetei se formează cele mai multe furtuni. Această regiune a fost denumită "Aleea Furtunilor".

La polul sud a fost descoperit un monstru. Nu este vorba de o creatură vie ci de cea mai mare furtună de pe Saturn. Are 8000 km în diametru iar vântul are acolo 550 km/h. Furtuna seamănă cu un uragan iar mişcarea rapidă a sa a eliberat acea regiune de norii cei mai înalţi, permitând astronomilor să observe mai adânc în atmosferă. În centrul furtunii se află noşte nori întunecaţi ce rămân încă un mister. În jurul acestor nori se află o regiune mai înaltă din care pornesc două braţe spirale. Aceşti nori se afla cu 30 până la 75 km mai sus decât cei din centrul furtunii.



Magnetosfera

Aurore pe Saturn
Aurore pe Saturn. Telescopul Hubble şi sonda Cassini
si-au unit puterile pentru a observa aurorele ce
se produc la polii lui Saturn.
Foto: J. Clarke (Boston U.) & Z. Levay (STScI), ESA, NASA



Câmpul magnetic al planetei este dat (ca cel al oricărei planete) de rotaţia nucleului. Câmpul magnetic al lui Saturn este de 578 de ori mai intens decât al Terrei. Planeta emite un puls radio cu o perioadă de 10 ore şi 39,4 minute, asociat cu rotaţia nucleului.

Magnetosfera (zona unde câmpul magnetic al planetei este mai puternic decât vântul solar) se întinde dincolo de orbita satelitului Titan.

Imagini luate cu telescopul spaţial Hubble arată că la polii planetei se formează aurore. Aurorele se produc atunci când particulele încărcate (electroni şi protoni) întră în atmosfera plantei pe lângă liniile de câmp magnetic.





Inele


Inelele lui Saturn

Ajunge cu atmosfera. Saturn este cunoscut pentru inelele sale. Sunt cele mai spectaculoase din sistemul solar.

Iniţial, din cauza instrumentelor astronomice slabe, s-a crezut că Saturn este o planetă triplă.

Instrumentele au evoluat şi au putut fi observate şapte inele, denumite inelele D, C, B, A, F, G şi E,  în ordinea depărtării de planetă.

Diametrul întregului sistem de inele este de 480.000 de km, dar grosimea lor este de numai câteva zeci de metri.

Inelele sunt formate din particule de gheaţă ce au de la câţiva milimetrii la câţiva metri în diametru. Toate aceste particule orbitează în jurul planetei cu viteze asemănătoare şi dau senzaţia de inel solid.

Sondele spaţiale ce au studiat planeta au văzut că există mii de inele separate de goluri, numite diviziuni. Cel mai uşor se observă diviziunea lui Cassini, ce are o grosime de 4700 km.

Uneori, timp de câteva luni o dată la 15 ani, sateliții planetei lasă umbre pe inel.

În luna septembrie 2009, planeta noastră a trecut prin planul inelelor lui Saturn. Soarele văzut de cineva situat la ecuatorul lui Saturn s-ar vedea exact deasupra capului, fiind un fenomen similar cu cel al echinocțiilor de pe Terra. Pe Saturn insă, echinocțiul se produce mai rar, o data la 15 ani, adică la fiecare jumătate de an.

Pe lângă faptul că de pe Terra inelele sunt observate de pe muchie, de undeva de lângă Saturn imaginea este mult mai spectaculoasă, pentru că sateliții planetei orbitează în același plan cu inelele, aceștia lasă umbre pe inel.

Până acum aceste fenomene nu s-au putut observa niciodată, dar acum, datorită sondei Cassini, vedem pentru prima oară în istorie umbrele sateliților lui Saturn pe inele.

Inelele planetei sunt foarte subțiri, au numai câteva zeci de metri grosie, dar sunt foarte mari ca diametru: peste 400.000 de km. Dacă inelele ar fi mari cât o coală de hârtie A4, grosime alor ar fi de 10.000.000 de ori mai mică.



Sateliți

 


Saturn şi doi dintre sateliţii săi: Thetys (sus) şi Dione (jos).
Imagine luată de sonda Voyager 1 pe 3 noiembrie 1980
de la o distanţă de 13 milioane km depărtare de Saturn.
Foto: NASA/JPL-Caltech

Saturn are 56 de sateliţi naturali (luni). Se crede că, în jurul lui Saturn, mai există încă câteva zeci de sateliţi ce nu s-au descoperit.  Majoritatea poartă numele titanilor din mitologia greacă, restul fiind încă „nebotezaţi”.

Cel mai mare satelit este Titan, cu un diametru mai mare decât al planetei Mercur. Titan are o atmosferă compusă din nitrogen, asemănătoare cu atmosfera Terrei acum 4 miliarde de ani.

Se întâlnesc sateliţi mai mici, îngheţaţi. Avem pe Enceladus, de unde cantităţi imense de apa şi gheaţă sunt aruncate în spaţiu. Un alt satelit, numit Iapetus, are o emisferă întunecată ca asfaltul, iar alta strălucitoare ca zăpada.

Sateliţi minusculi se rotesc printre inele. Aceştia se numesc sateliţi păstori, pentru că gravitaţia lor menţine inelele. 16 din sateliţii lui Saturn arată aceeaşi faţă planetei, la fel ca Luna.






Cei mai mari sateliţi ai planetei Saturn comparaţi cu Luna
Name Diametru
(km)
Masa
(kg)
Raza orbitei (km) Perioada de revoluţie
(zile)
Mimas 400
(10% Luna)
0.4×10;20
(0.05% Luna)
185.000
(50% Luna)
0,9
(3% Luna)
Enceladus 500
(15% Luna)
1.1×1020
(0.2% Luna)
238.000
(60% Luna)
1,4
(5% Luna)
Tethys 1060
(30% Luna)
6.2×1020
(0.8% Luna)
295.000
(80% Luna)
1,9
(7% Luna)
Dione 1120
(30% Luna)
11×1020
(1.5% Luna)
377.000
(100% Luna)
2,7
(10% Luna)
Rhea 1530
(45% Luna)
23×1020
(3% Luna)
527.000
(140% Luna)
4,5
(20% Luna)
Titan 5150
(150% Luna)
1350×1020
(180% Luna)
1.222.000
(320% Luna)
16
(60% Luna)
Iapetus 1440
(40% Luna)
20×1020
(3% Luna)
3.560.000
(930% Luna)
79
(290% Luna)

 

Sonde spațiale

Doar patru sonde spaţiale au vizitat planeta Saturn: trei doar au trecut pe lângă planetă, iar una este pe orbită în jurul lui Saturn.

Prima sondă ce a vizitat planeta cu inele a fost Pioneer 11. A fost lansată pe 5 aprilie 1973 iar pe 1 septembrie 1979 trecea pe lângă Saturn. A trecut la numai 13.000 km deasupra norilor planetei. A studiat atmosfera şi câmpul magnetic şi a luat imagini ale sateliţilor.

Următoare sondă a fost Voyager 1. A trecut la  64.200 km depărtare de planetă, între 13 august-15 decembrie 1980. A fost o sondă mai rapidă decât precedenta, ajungând în numai 3 ani la Saturn.  A trimis pe Terra 16.000 de imagini ale satelitilor, inelelor şi atmosferei planetei.

Voyager 2 a ajuns la Saturn în august 1981. A trecut la 41.000 km depărtare de planetă. A descoperit trei noi sateliţi şi aşa numitele „spiţe” în inele. Voyager 2 a vizitat şi planetele Jupiter, Uranus şi Neptun iar acum este în stare de funcţionare în misiunea interstelară.

Cassini-Huygens este pe orbită în jurul lui Saturn de pe 1 iulie 2004. Cassini va face 74 de rotaţii complete în jurul planetei. Până în februarie 2007  a făcut 15 rotaţii complete.

Date interesante

  • 30 - în atâţi ani tereştrii Saturn face o rotaţie în jurul Soarelui
  • 1000 km/h - viteza norilor pe Saturn
  • 3.200.000.000 km - numărul de km parcurşi de sonda cassini pentru a ajunge la Saturn
  • 5600 ani - numărul de ani necesari pentru a ajunge la Saturn cu o viteză de 100 km/h
  • -139° C - temperatura în atmosfera lui Saturn
  • 1.300.000.000 - distanţa medie dintre Saturn şi Terra




Greutatea pe Saturn

Greutatea este o măsură a masei unui obiect și a accelerației gravitaționale a planetei pe care se află obiectul. Pe o planetă mai puțin masivă vei cântări mai puțin decât pe una masivă. Nimeni nu poate sta pe Saturn pentru că nu are suprafață solidă.

Calculează-ţi greutatea pe Saturn!
Pe Pământ am
Pe Saturn ai avea