OSONČJE

GALAKSIJE
IN ZVEZDE

VESOLJE

ŽIVLJENJE

POTOVANJE

NA MARS

POJMOVNIK

SATURN
SATURNUS

Lepotec med planeti, ki se je okitil s prelepimi raznobarvnimi obroči.

OPIS PLANETA
SATURNOVE LUNE


Saturn


Shematski prikaz Saturnovega obroča. Z Zemlje so vidni samo prstani A, B in C.

OPIS PLANETA
Saturn je šesti planet od Sonca in drugi največji. Galilea Galilea, ki ga je opazoval, so zmedli prstani. Šele Leta 1659 je Christiaan Huygens pravilno ugotovil geometrijo prstana. Saturnovi prstani so ostali edinstveni vse do leta 1977, ko so odkrili zelo šibke prstane okoli Urana in malo za tem še okoli Jupitra in Neptuna. Torej je pojav prstanov svojstven vsem plinastim gigantom. Saturn je najprej leta 1979 obiskala sonda Pioneer 11, kasneje pa sta ga Voyager 1 in Voyager 2. Cassini je zdaj na poti in bo prispel sredi leta 2004.

Saturn je vidno stisnjen, njegova ekvatorialna in polarna premera se razlikujeta za skoraj 10% (120.536 km ter 108.728 km). To je posledica hitre rotacije in plinasto-tekočega stanja. Saturn se zavrti okrog svoje osi v 10 urah in 32 minutah (10:32:35). Drugi plinasti planeti so tudi sploščeni, vendar ne tako močno. To je zato, ker je najmanj gost od vseh planetov; njegova specifična gostota je 0,7. Gostota vode je 1,0 in je torej redkejši od vode. Tako kot Jupiter je tudi Saturn iz 75% vodika in 25% helija s sledovi vode, metana, amoniaka in mineralov. Njegova sestava je podobna sestavi prvotne meglice, iz katere je nastalo Osončje.

Saturnova notranjost je podobna Jupitrovi. Sestavljena je iz čvrstega jedra, plasti tekočega kovinskega vodika in plasti molekularnega vodika. Prisotni so tudi sledovi nekaterih vrst ledu. Saturnova notranjost je vroča (12000 K v jedru) in zato Saturn oddaja več energije v vesolje kot jo dobiva od Sonca. Večino energije nastaja z Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom, podobno kot na Jupitru. Pa vendar to ni dovolj, da bi razložili Saturnovo luminiscenco ali svetlikanje. Na delu mora biti še dodaten mehanizem, mogoče helij dežuje globoko v Saturnovo notranjost. Na Jupitru izredno izraziti pasovi so na Saturnu precej šibkejši. Prav tako so precej širši na ekvatorju. Detajli v vrhovih oblakov so nevidni z Zemlje, tako da do srečanj z Voyagerji niso mogli preučevati atmosferske cirkulacije.
 
SATURN
Premer 120.539 km
Masa 569×1024 kg
Za oblikovanje bi potrebavali 95 Zemelj
Oddaljenost od Sonca 1.426.940.000 km
Vrsta plinasti gigant
Atmosfera vodik, helij
Število lun > 18
Število obročev > 6

Najbolj izrazita značilnost Jupitra so njegovi prstani, ki sestavljajo obroč. Z Zemlje lahko vidimo dva velika prstana (A in B) in enega šibkejšega (C). Vrzel med A in B se imenuje Cassinijeva vrzel, precej šibkejša vrzel v prstanu A pa kot Enckejeva vrzel. Slike Voyagerjev kažejo še dodatne štiri šibke prstane. Saturnovi prstani so v nasprotju z drugimi planeti zelo svetli, njihov albedo znaša med 0,2 in 0,6. Čeprav izgledajo iz Zemlje enoviti, so prstani pravzaprav sestavljeni iz brezštevilnih majhnih delcev, od katerih je vsak v svoji orbiti. Njihova velikost je od enega centimetra do nekaj metrov. Verjetno so med njimi tudi nekaj kilometrski objekti. Saturnovi prstani so izredno tanki. Čeprav imajo premer čez 250.000 km, niso debelejši kot 1,5 kilometra. Izgledajo veličastno, a je v njih zelo malo materiala. Če bi ves material iz prstanov stlačili v kroglo, bi ta imela premer le 100 km. Delci v prstanu so verjetno iz vodnega ledu, čeprav so vmes tudi kamniti delci z ledeno prevleko. Voyagerja sta potrdila obstoj nenavadnih radialnih nehomogenosti v prstanih, imenovanih napere, ki so jih prvi opazili amaterski astronomi (levo). Njihova narava ostaja skrivnostna, toda verjetno ima tu nekaj vpliva Saturnovo magnetno polje.

Saturnov najbolj zunanji prstan F, je zapletena struktura iz večih majhnih prstanov z vozli. Znanstveniki menijo, da so vozli skupki prstanovega materiala ali pa lunice. Med nekaterimi Saturnovimi lunami in sistemom prstanov obstajajo zapletene plimne resonance. Pastirske lune (npr. Atlas, Prometej in Pandora) so tiste lune, ki vplivajo na oblikovanje poti kosov iz prstanov in dejansko držijo prstane v ravnotežju. Luna Mimas leži v Cassinijevi vrzeli in tam zadržuje nekaj materiala. Luna Pan je sredi Enckejeve vrzeli. Celoten sistem je zelo zapleten in zato slabo razumljen.

  notranji
polmer
zunanji
polmer
širina približni položaj približna masa (kg)
D prstan 67.000 74.500 7.500 (prstan)  
Guerinova vrzel          
C prsan 74.500 92.000 17.500 (prstan) 1,1×1018
Maxewellova vrzel 87.500 88.000 500 (vrzel)  
B prstan 92.000 117.500 25.500 (prstan) 2,8×1019
Cassinijeva vrzel 115.800 120.600 4.800 (vrzel)  
Huygensova reža 117.680 (n/d) 285-440 (podvrzel)  
A prstan 122.200 136.800 14.600 (prstan) 569×1018
Enckejev minim 126.430 129.940 3.500 29%-53%  
Enckejeva vrzel 133.580 (n/d) 325 78%  
F prstan 140.210 (n/d) 30-500 (prstan)  
G prstan 165.800 173.800 8.000 (prstan) 107 ?
E prstan 180.000 480.000 300.000 (prstan)  
 
Tako kot ostali plinasti planeti, ima tudi Saturn znatno magnetno polje.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Mimas


Enceladus


Tetis


Diona


Rea


Titan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Japet

 

 


Hiperion

SATURNOVE LUNE
Na vrh strani
Saturn ima 18 imenovanih lun. Za nekatere vemo njihovo periodo rotacije in vsi ti rotirajo sinhrono.Trije pari Mimas-Tetis, Encelad-Diona in Titan-Hiperion medsebojno gravitacijsko vplivajo na svoje orbite. Perioda Mimasove orbite je natančno polovica periode Tetis. Luni sta v resonanci 1:2, resonanca Encelad-Diona je prav tako 1:2, resonanca Titan-Hiperion pa 3:4. Poleg imenovanih lun je odkritih še 12 drugih. Ker niso znane njihovi parametri, so dobili le začasne označbe.
 
satelit razdalja(km) premer(km) masa(kg)
Pan 134.000 20 ?
Atlas 138.000 28 ?
Prometej 139.000 92 2,70×
Pandora 142.000 92  
Epimetej 151.000 114  
Janus 151.000 178  
Mimas 186.000 329  
Encelad 238.000 520  
Tetis 295.000 1.060  
Tlesto 295.000 30  
Kalipso 295.000 26  
Diona 377.000 1.120  
Helene 377.000 32  
Rea 527.000 1.530  
Titan 1.222.000 5.150  
Hiperion 1.481.000 286  
Japet 3.561.000 1.460  
Feba 12.952.000 220  

MIMAS - Saturn l
Mimas je sedmi od Saturnovih znanih satelitov. Bil je prvi, ki so ga odkrili (Herschel, 1789).
Mimasova majhna gostota (1,17) kaže, da je sestavljen večinoma iz vodnega ledu in le malo kamna. Na površju Mimasa prevladuje udarni krater Herschel s premerom 130 km, kar je skoraj 1/3 premera celotne lune. Herschelove stene so visoke približno 5 km, deli njegovega dna pa so globoki do 10 km, središčni vrh se vzdiguje 6 km visoko nad dnom kraterja. Udarec, ki je naredil krater, je moral povsem pretresti luno. Na nasprotni strani lahko vidimo razpoke, ki jih je povzročil isti udarec.

ENCELADUS - Saturn ll
Enceladus ima najvišji albedo (>0.9) od vseh teles v Osončju. Albedo pomeni navidezna svetilnost ali odsevnost nebesnega telesa. Na njegovi površini prevladuje svež, čist led. Ima mlado površino in na njem deluje nekakšni vodni vulkanizem. Enceladus je v resonanci 1:2 z Diono in ta povezava je vzrok majhnega termalnega zagrevanja lune. Enceladus je mogoče vir materiala za Saturnov prstan E. Druga možnost je, da se prstani vzdržujejo s trki zelo hitrih delcev na različne lune.

TETIS - Saturn III
Tetis je deveta od Saturnovih znanih satelitov. Odkril jo je Cassini leta 1684. Tetisina nizka gostota kaže, da je skoraj popolnoma iz vodnega ledu, podobno kot Diona in Rea. Na zahodni polobli prevladuje velik udarni krater, imenovan Odysseus (desno spodaj na luni). Krater ima premer je 400 km, kar je skoraj 2/5 premera lune. Krater je danes precej izravnan in se prilega okrogli obliki lune. Druga velika značilnost je velika dolina Ithaca Chasma, 100 km široka in 3 do 5 km globoka, ki teče okoli 2000 km, oziroma 3/4 obsega. Telesto in Kalipso krožita v Lagrangejevih točkah lune Tetis, to je 60 stopinj pred in 60 stopinj izza Tetis v isti orbiti.  

DIONA - Saturn IV
Diona je dvanajsta od Saturnovih znanih lun. Diona je za Titanom druga najgostejša od Saturnovih lun. Sestavljena je večinoma iz vodnega ledu, toda verjetno je v njeni sestavi še veliko silikatnih kamnin. Čeprav je nekoliko manjša, je Diona drugače precej podobna Rei. Obe imata podobno sestavo in raznoliko površje. Obe se vrtita sinhrono in imata različni vodeči in sledeči polobli. LunaHelene kroži v Dionini vodeči Lagrangejevi točki.  

REA - Saturn V
Rea je štirinajsta od Saturnovih znanih lun in druga največja. Čeprav je nekoliko večja od Dione, ji je precej podobna. Rea je sestavljena večinoma iz vodnega ledu in kamna, ki daje manj kot 1/3 mase. Vodeča polobla je močno kraterizirana in enakomerno svetla (levo). Tako kot na Kalisti tudi tu manjkajo kraterjem značilnosti visokega reliefa, ki jih vidimo na Luni in Merkurju. Na sledeči polobli je mreža svetlih prog na temnem ozadju in nekaj vidnih kraterjev. Zgodovina Ree je verjetno zelo podobna Dionini.  

TITAN - Saturn VI
Titan je petnajsti od Saturnovih znanih satelitov in največji. Dolgo časa so bili prepričanoi, da je Titan največji satelit v Osončju. Nedavna opazovanja pa so pokazala, da je njegova atmosfera zelo gosta in so jo imeli za površje lune. Trdna površina je nekaj manjša kot pri Ganimedu (Saturn). Vseeno ima večji premer od planeta Merkurja in je poleg tega še masivnejši od planeta Pluton.

Sonda Voyager 1 se mu je približala na 4.000 km, vendar kaj dosti ni odkrila. Ima tako gosto atmosfero, da pri vidni svetlobi ne vidimo njegovega površja.Vse, kar prikazujejo Voyagerjeve slike, so majhne razlike v barvi med severno in južno poloblo. Nekatere površinske značilnosti so vidne v infrardeči svetlobi ugotovljene s pomočjo Habblovega teleskopa (HST). Titan je v osnovnih značilnostih podoben Ganimedu, Kalisti, Tritonu in Plutonu. Titan je sestavljen iz vodnega ledu in kamnitega materiala v razmerju pol-pol. Verjetno je razdeljen v več plasti s 3400 km velikim kamnitim jedrom, ki je obkrožen z nekaj plastmi različnih kristalastih oblik ledu. Njegova notranjost je mogoče še vedno vroča. Čeprav je v sestavi podoben Rei in ostalim Saturnovim lunam, je gostejši, ker je tako velik, da njegova gravitacija stiska njegovo notranjost.

Edini od vseh satelitov v sončnem sistemu ima Titan znatno atmosfero. Na površju je pritisk več kot 1,5 bara (50% višji kot na Zemlji). Sestavljena je večinoma iz molekularnega dušika, zraven je še 6% argona in nekaj odstotkov metana. Zanimivo je tudi, da so v atmosferi sledovi vsaj ducat drugih organskih spojin (npr. etan, vodikov cianid, ogljikov dioksid) in vode. Organske spojine nastanejo iz metana, ki prevladuje v zgornji atmosferi in ga razgrajuje sončna svetloba. V precej pogledih je Titanova atmosfera podobna Zemljini zgodaj v njeni zgodovini, ko je začelo nastajati življenje. Titan nima magnetnega polja in včasih kroži zunaj Saturnove magnetosfere. Zato je neposredno izpostavljen sončevemu vetru. Ta verjetno ionizira in odnaša nekatere molekule v vrhu atmosfere. Na površju je Titanova temperatura okoli 94 K (-179 C). Pri tej temperaturi vodni led ne sublimira in zato voda na površju ne more sodelovati v kemiji atmosfere. Vseeno pa se dogaja precej kemijskih procesov; končen rezultat je precej podoben zelo debelemu smogu. Verjetno sta dve plasti oblakov pri okoli 200 in 300 km nad površjem. Druge bolj zapletene kemikalije v majhnih količinah so odgovorne za oranžno barvo, ki jo vidimo iz vesolja. Kaže tudi, da etanski oblaki omogočajo nastanek dežja tekočega etana na površino. Možno je, da so na površju oceani iz mešanice etana in metana globoki do 1000 metrov.

Opazovanja s HST-jem kažejo, da je Titanova rotacija sinhrona, kot pri večini Saturnovih lun.

JAPET - Saturn VIII
Japet je sedemnajsti od Saturnovih znanih satelitov in je tretji največji. Z gostoto 1,1 je Japet sestavljen skoraj samo iz vodnega ledu. Vodeča in sledeča polobla sta izredno različni. Albedo prednje poloble je med 0,03 in 0,05 (temno kot saje), medtem ko ima zadnja polobla albedo 0,5 (tako svetlo kot Europa).

Ena razlaga za to je, da je prednja polobla pokrita z prašnim materialom s Febe. Toda barvi prednje polovice in Febe se precej razlikujeta. Druga možnost je v kakšnem aktivnem procesu v notranjosti Japeta. Dodatno zapleta vprašanje še dejstvo, da je črta, ki loči obe strani, izredno ostra. Vse Saturnove lune razen Japeta in Febe ležijo zelo blizu ravnini Saturnovega ekvatorja. Japetova orbita je nagnjena za skoraj 15 stopinj.

MANJŠE LUNE

HIPERION - Saturn VII
Hiperion je šestnajsti od Saturnovih znanih satelitov. Hiperion je največje zelo nepravilno telo v Osončju. Proteus je sicer precej večji, je pa precej bolj kroglast. Precej verjetno je, da je Hiperion del večjega telesa, ki se je v oddaljeni preteklosti razletel zaradi velikega udarca. Ker ima nizek albedo (0,2 - 0,3), kaže, da je pokrit vsaj s tanko plastjo temnega materiala. Hiperionova rotacija je kaotična v prostoru popolnoma nepredvidljiva. Ima zelo ekcentrično orbito in je pod vplivom Titana ter orbitalna resonanca 3:4 z njim.

FEBA - Saturn IX
Feba je najbolj zunanja od Saturnovih znanih satelitov. Feba je skoraj štirikrat bolj oddaljena od Saturna kot njen najbližji sosed Japet. Vse Saturnove lune razen Febe in Japeta krožijo skoraj v ravnini Saturnovega ekvatorja. Febina orbita je nagnjena za skoraj 175° (njen severni pol je na nasprotni strani kot Saturnov). Febina ekscentrična, retrogradna orbita in nenavaden albedo kažeta, da je mogoče ujet asteroid ali objekt Kuiperjevega pasu. Feba je nenavadna tudi zato, ker se ne vrti sinhrono kot ostali Saturnovi sateliti. Izjema je še Hiperion.

JANUS - Saturn X in EPIMETEJ - Saturn XI
Janus in Epimetej sta peti in/ali šesti od Saturnovih znanih satelitov. Janus in Epimetej sta koorbitalna satelita, ker se njuni orbiti razlikujeta za 50 km, kar je manj kot premer enega ali drugega. Njuni orbitalni hitrosti sta skoraj enaki. Zanimivo pa je, da je satelit, ki je na nižji orbiti, hitrejši od drugega. Počasi ga dohiteva in ko se dovolj približata, si izmenjata nekaj vrtilnega momenta in tako se eden spusti v nižjo orbito, drugi pa se požene v višjo. S tem izmenjata mesti. Izmenjava se zgodi približno enkrat na štiri leta.

HELENE - Saturn XII
Helene se nahaja v Dionini vodeči Langrangejevi točki. Je ujet asteroid in povezan z luno Diono. Zato jo označujejo tudi z Diona B.

TELESTO - Saturn XIII in KALIPSO - Saturn XIV
Telesto je deseti od Saturnovih znanih satelitov. Telesto je v Tetisini vodeči Lagrangevi točki. Zato luno iznačujejo z Tetis B. Kalipso je enajsta od Saturnovih znanih satelitov. Kalipso je v sledeči Tetisini Lagrangevi točki. Oznaka lune je tudi Tetis C. Kalipso in Telesto sta med najmanjšimi lunami v sončnem sistemu.

PASTIRSKE LUNE

ATLAS - Saturn XV, PROMETEJ - Saturn XVI, PANDORA - Saturn XVII
Atlas je druga luna in je pastirska luna za prstan A. Prometej je tretji in je pastirska luna za prstan F.Pandora je četrta luna in je zunanja pastirska luna za prstan F. Pastirska luna je telo, ki z gravitacijskimi silami oblikuje izgled planetnega prstana.

PAN - Saturn XVIII
Pan je najbolj notranji od Saturnovih znanih satelitov. Pan leži v Enckejevi vrzeli v Saturnovem prstanu A. Majhne lune blizu prstanov povzročajo vzorce valovanja v prstanih. Pred odkritjem Pana je analiza vzorcev na robu prstana A napovedovala velikost in položaj majhne lune. Pan je bil odkrit z ponovnim pregledom 10 let starih fotografij. Možno je, da leži v Saturnovem prstanu še več lun, ki čakajo na odkritje.

NOVE LUNE

V letu 2000 so odkrili več manjših satelitov, ki še čakajo na potrditev ali so Saturnove lune. Na podlagi nekajletnih opazovanj bo mogoče izračunati njihove orbitalne lastnosti. S pomočjo Hubblovega teleskopa (HST) pa bodo raziskali njihovo površje.

 
Na vrh strani

[kazalo strani]   [pretvorba enot]   [servisna stran]   [povezave]

 

Komentarje, pripombe in vse drugo pošljite na andrej@andros.si
Vse pravice pridržane. © 2005-2008, Andrej Ivanuša, Maribor. Zadnja sprememba na tej strani: 26.07.2010