SATURN

 

 
Saturn, šestu po redu planetu od Sunca, okružuje sistem prstenova koji ga čine najlepšom planetom Sunčevog sistema. Pre početka kosmičkog istraživanja ove planete, bilo je poznato čak deset njegovih satelita. Sa razvojem radioastronomije otkrivena je veoma aktivna magnetosfera. Prirodu i stabilnost njegovih prstenova proučavali su poznati naučnici kao što su Hajgens, Laplas i Maksvel. Ovakvi razlozi naveli su naučnu javnost da predloži programe kosmičkih istraživanja koje je NASA prihvatila uprkos njihovoj izuzetno velikoj ceni.

Posle prolaska "Pionira 11", septembra 1979. i "Vojadžera 1" novembra 1980, pored Saturna je 26. avgusta 1981 prošao i "Vojadžer 2". Ova tri susreta doneli su obilje izvanrednih snimaka i podataka o ovoj planeti.
Za Saturn se može reći, kao i za Jupiter, da je promašena zvezda jer je gotovo potpuno tečno telo. U centru planete nalazi se malo kameno jezgro prečnika 20.000 km, okruženo slojem leda debljine 5.000 km. Sve ovo nalazi se u okeanu vodonika i helijuma, čija dubina ide i do 35.000 km na ekvatoru. Srednja gustina planete je 704 kg/m3, što je znatno lakše od vode, tako da bi planeta potopljena u dovoljno veliki bazen napunjen vodom plivala na površini. Zbog toga, mada je Saturn 815 puta veći od Zemlje, teži je samo 95 puta.

Planeta je udaljena od Sunca 1,4 milijarde kilometara ( 9,5 puta više nego Zemlja) i prima samo 1% Sunčeve energije koju prima naša planeta. Međutim Saturn kao i Jupiter zrači energiju i to 2,8 puta više nego što primi od Sunca.
Ovo planeta je znatno spljoštena. Prečnik na polovima iznosi 108.000 km a na ekvatoru 119.300 km, što se objašnjava delovanjem snažne centrifugalne sile, pošto se Saturn okrene oko svoje ose za 10 časova i 14 minuta. Usled ovako brze rotacije, u ekvatorijalnim predelima Saturna duvaju stalni vetrovi u pravcu obrtanja planete, koji dostižu brzine od 1.800 km/h. To opet uzrokuje veoma malu temperaturnu razliku. Prosečna temperatura u Saturnovoj atmosferi iznosi -180°C i razlika izmedju dnevne i noćne strane je svega nekoliko stepeni.

Atmosfera Saturna je mnogo složenija od Jupiterove, to se može videti po tome sto ima pet do šest puta više "pruga" sa slojevima promenljive visine. U atmosferi ove planete posmatrane su pojave ogromnih džinovskih uragana kao što je na Jupiteru Velika crvena pega. Tako je 16 stepeni od Severnog pola udaljena "Velika smeđa pega" slična onoj na Jupiteru, samo živahnijih boja i manjih dimenzija.
 


Saturn i sateliti

Titan

Japet

Hiperion

Rea

Diona

Tetis

Mimas

Vidljivi sloj oblaka Saturna predstavljaju oblaci kristalića amonijaka pomešanih sa kapljicama metana, kojima živopisne boje daju ugljovodonici, sumpor i fosfor. Ovi oblaci plivaju nad slojem aerosola debljine 80 km koji ublažava obrise i doprinosi pastelnim tonovima boja. Duboko u unutrašnjosti planete nalazi se sloj metalnog vodonika koji je doveden u ovakvo stanje ogromnim pritiscima. Saturnovo magnetno polje je jedinstveno u Suncevom sistemu jer je hiljadu puta jače od Zemljinog, a 20 puta jače od Jupiterovog. Posebna znimljivost je da magnetna polja ostalih planeta su nagnuti u odnosu na osu rotacije planete, dok se kod Saturna ove dve ose poklapaju.
Sistem Saturnovih prstenova predstavlja jedno od čuda vidljivog univerzuma koje se u povoljnim prilikama može videti i sa slabijim teleskopom.

Prema klasičnoj podeli, sistem Saturnovih prstenova se sastoji od šest glavnih podprstenova koji se označavaju slovima D, S, V, A, F, G i E. Oni leže u ekvatorijalnoj ravni u sloju koji se prostire od 2600 do 77.400 km iznad vrhova oblaka. Ipak posle leta Vojadžera 2, ovih šest prstenova se pred očima iznenađenih naučnika raščlanilo na više stotina. Istraživanja su pokazala da se prstenovi najverovatnije sastoje od silikatnih čestica oko kojih se akumulirala voda.

Na osnovu analize prostiranja radio-talasa ustanovljeno je da veličina čestica varira od 1 cm do 5 m i one odbijaju svetlost u svim pravcima. S obzirom da je osa Saturna nagnuta pod uglom od 26°45', izgled Saturnovih prstenova sa Zemlje se menja. Najbolje se vide kada je jedan od polova najviše okrenut Zemlji što se dešava dva puta za vreme njegovog obilaska oko Sunca koji traje 29 i po godina. Kada se Zemlja nalazi u ravni prstenova, nevidljivi su i za velike opservatorijske instrumente.
 

Pregled nekih satelita planete Saturn: do novembra 1980. godine Saturnovu porodicu činilo je desetak satelita: Titan, Japeta, Rea, Tetis, Diona, Mimas, Ecelada, Hilerion, Febe i Janusa. Danas znamo da najmanje 30 svetova kruži oko Saturna. Najveći od njih je Titan, koga je Hajgens otkrio još 1665. godine. Veći je od planeta Merkur i Plutona i dugo se verovalo da je najveći satelit u Sunčevom sistemu. "Vojadžer 1" je pokazao da to nije tačno. Titan ima gustu atmosferu koja skriva njegovu pravu veličinu. Poluprečnik čvrstog tela je 2.575 km dok Jupiterov satelit Ganimed ima poluprečnik 2.640 km.
 

Prve slike koje su stigle sa "Vojadžera" bile su prilično razočaravajuće. Titan je izgledao kao teniska lopta i kroz njegovu gustu atmosferu ništa se nije moglo videti. Rezultati dobijeni pomoću Vojadžera pokazali su da je atmosfera Titana gušća od Zemljine. Kao i Zemlja, atmosfera Titana je bogata je azotom, a pritisak je 1.500 milibara. Najverovatnije je da u atmosferi postoje oblaci metana i da povremeno padaju metanske kiše. Sama atmosfera se sastoji od azota, argona, metana i vodonika kao i čitavog niza organskih jedinjenja. To je ustanovljeno analizom zračenja koje dolazi iz atmosfere ovog satelita.
 

Merenja "Vojadžera 1" su pokazala da je temperatura na površini -179°C i da varijacije između ekvatora i polova nisu veće od 3°C. Na ovakvim temperaturama metan može da bude tečan tako da je vrlo verovatno ceo Titan pokriven okeanom od metana. On bi na Titanu mogao da ima ulogu koju na Zemlji ima voda. Na površini on je tečan a u atmosferi gasovit i verovatno može da stvara oblake i kišu. Prisustvo azota i metana na ovom satelitu omogućava nastanak cijanovodonične kiseline i cijanoacetilena te pojavu amino kiselina što može omogućiti razvoj primitivnog života.

Sledeći Saturnov satelit je Japet koji ima prečnik 1.460 km. "Vojadžer 1" ga je fotografisao sa rastojanja od 3,2 miliona kilometara, a devet meseci kasnije i "Vojadžer 2" sa rastojanja od 1,1 miliona kilometara. Japet je uvek okrenut prema Saturnu istom stranom i odbija samo 3 do 5% svetlosti. Suprotna strana je veoma sjajna i odbija gotovo 50 % svetlosti. Ovu razliku primetio je jos Kasini u 17. veku kada je otkrio Japet. Stiven Soter je 1974. godine pretpostavio da tamni materijal pada iz kosmosa i da je njegov izvor satelit Febe koji je izuzetno taman. Druga hipoteza je da tamni materijal dolazi iz unutrašnjosti Japeta.

Febe je "Vojadžer 2" snimio sa daljine od 2,2 miliona kilometara. Njegova čudna orbita i slaba refleksivnost od oko 5% navode na pomisao da je možda nastao na nekom drugom mestu u Sunčevom sistemu i zatim bio zarobljen Saturnovom gravitacijom.

"Vojadžer 2" je prišao Saturnovom satelitu Hiperionu na 500.000 kilometara. To je jedno od najvećih tela nepravilnog oblika u Sunčevog sistema. Dugačak je 400 km a širok 220km. Reflektuje 20 do 30% svetlosti.

Rea
je satelit prečnika 1.530 km. Snimljena je sa rastojanja 1,7 milona kilometara. Na zadnjoj hemisferi nalaze se svetliji pramenovi na tamnijoj pozadini. Ovi pramenovi su rezultati unutrašnje aktivnosti na satelitu dok je prednja strana dosta jednolična.

Prečnik Dione je 1.120 km a gustina ovog satelita je 1,4 gr/cm3 tako da je, izuzev Titana, najgušći Saturnov satelit. Slike koje je sa velike udaljenosti napravio "Vojadžer 1" pokazuju asimetriju između prednje i zadnje polulopte. Prednja polulopta je ravnomerno osvetljena, dok zadnja pokazuje svetle pramenove koji se seku i nalaze na tamnoj površini.

Tetis
ima približno isti prečnik kao i Diona, ali je njegova gustina manja i iznosi 1,2 g/cm3. "Vojadžer 2" ga je snimio na rastojanju od 826.000 km. Dva oblika dominiraju njegovim površinskim izgledom. Na zapadu je veliki udarni krater a na istoku ogroman kanjon koji obuhvata tri četvrtine kruga satelita. Predpostavlja se da je u doba kada je nastao veliki krater, unutrašnjost satelita je bila mnogo toplija a možda čak i tečna. Da je Tetis u vreme udara bio hladno i čvrsto telo posledice udara bile bi daleko veće i verovatno bi raznelo satelit. Osim toga ako je Tetis bio nekada tečan hlađenje i zamrzavanje bi povećalo njegovu zapreminu što bi dovelo do pucanja ohlađene kore. Ovo može objasniti nastanak velikog kanjona čija je dužina najmanje 1.000, širina 100 a dubina nekoliko kilometara.
 

Najmanji od devet Saturnovih satelita, čije je postojanje bilo poznato još u XIX veku, su Mimas i Encelad. Masa svakog od njih je samo hiljaditi deo mase našeg Meseca. "Vojadžer 1" je snimio Mimas sa rastojanja 425.000 km. To je telo izbrazdano kraterima. Ravnomerno odbija svetlost. Njegovom površinom dominira ogroman krater, prečnika 130 km, što je trećina prečnika samog satelita. Encelad je snimljen samo sa velike udaljenosti. On je najsjaniji satelit Saturna pošto odbija gotovo 100% svetlost koja padne na njega. To je među planetama i satelitima jedinstven slučaj. Verovatno je površina satelita pokrivena svežim ledom.
 

Osnovni podaci o Saturnu

Razdaljina od Sunca srednja 1.427 miliona km = 9,539  a.j.
maksimalna 1.507 miliona km = 10,069 a.j.
minimalna  1.347 miliona km =  9,008 a.j.
Siderički period 29,46 godina = 10.759 dana
Sinodički period 378,1 dana
Period rotacije ekvatora 10 h 39,4 m
Srednja orbitalna brzina 9,6 km/s
Nagib ose 26° 44´
Nagib putanje 2° 29´ 21´´,6
Ekscentricitet putanje 0,056
Prečnik ekvatorski 119.300 km
polarni 107.700 km
Masa (Sunce = 1/M  Saturna) 3498,5
Gustina (voda = 1) 0,71
Masa (Zemlja=1) 95,17
Zapremina (Zemlja=1) 744
Prva kosmička brzina 32,26 km/s
Površinska gravitacija (Zemlja=1) 1,16
Srednja površinska tempetratura - 180° C
Spljoštenost 0,1
Albedo 0,61
Magnituda pri opoziciji maksimalna - 0,3
minimalna + 0,8