Saturn

Saturn Photography avtorja Hubble

Saturn Je drugi največji planet v sončnem sistemu po Jupitru. Znana po sistemu obročev, pripada planetom, imenovanim Jovianos, ki jih najdemo po asteroidnem pasu, ki jih ločuje od skalnih planetov.

Znano že od antičnih časov, ker je eden od petih planetov, ki so vidni s prostim očesom in najbolj oddaljenim od njih, je Galileo prvi opazoval s teleskopom leta 1610. Čeprav je opazil deformacijo, ki jo povzročajo obroči, mu pomanjkanje reševanja instrumenta ni omogočilo razlikovanja njegove oblike.

Leta leta 1659, ko je Christian Huygens pravilno opisal znamenite prstane. Kmalu kasneje je italijanski astronom Giovanni Cassini spoznal, da imajo prstani divizijo, ki se danes imenuje Cassini Division.

Čeprav astronomi za antiko niso mogli podrobno opisati sistema obročev, jih je morala veličastna vizija planeta dovolj navdušiti, da so ji dali imena, kot je "Alap sahmas" (Star Sonca) za Kaldejke, "Phaenon" (Svetlo kot Sol) Za Grke ali "Khima" (odgovorno za univerzalno poplavo) za Hebreje.

Starodavni Rimljani so planet povezali z grškim bogom Cronosom, Zeusovim očetom, ki so ga imenovali Saturn. V čast tega božanstva so decembra praznovali zabave Saturnal, ki so pozneje starodavni kristjani, povezani z božičem.

Tudi druge starodavne kulture, kot so hindujci, Kitajci in Maje, imajo v svojih zapisih na planetu. Za Maje so bili datumi, na katerih so bili vezniki Saturna, Jupitra in Marsa praznični.

Splošne značilnosti Saturna

Saturn sobotni planet v primerjavi z Zemljo, 95 -krat manjši

Saturn ni tako velik kot Jupiter, ima le tretjino svoje mase, njegov polmer. 

Je najmanj gosta od planetov; S 687 kg/m³ Bi lahko lebdel v vodi, če bi bil ocean tako velik, da ga vsebuje. V bistvu je sestavljen iz vodika in helija, najbolj znani elementi lažjih elementov, čeprav vsebuje druge v precej nižjem deležu.

Saturn ima svoje magnetno polje, manj intenzivno od Jupitra, vendar veliko več kot prizemna, z magnetno os, vzporedno z rotacijsko osjo. Zato so aurore v obliki koncentričnih krogov pogoste, prav v vsaki polarni regiji. Te tvorijo gibanje električno nabitih delcev na sredini intenzivnega magnetnega polja planeta.

Druga značilna značilnost Saturna je vročina, ki vrže v vesolje, saj seva skoraj dvakrat večja od energije, ki jo dobi od sonca. Notranjost Saturna je zelo vroča in znanstveniki verjamejo, da je tekoči vodik pri visokem tlaku posledica kondenzacije tekočega vodika.

Pritisk v Saturnu postane milijonkrat večji od kopenskega atmosferskega tlaka. Tekoče vodikove kapljice pridobijo hitrost, ko tečejo proti središču planeta in proizvajajo toploto.

Tekoči vodik se obnaša kot kovina in ni odgovoren samo za obsevano toploto, ampak ustvarjalni dinamovski učinek magnetnega polja.

Saturnovo vzdušje spominja na Jupitrov s podobnim vzorcem svetlobnih in temnih pasov. Oblaki so sestavljeni iz kristalov amoniaka, vode in amonijevega hidrosulfuro. 

Obstajajo močni vetrovi in ​​občasne nevihte, ki zadnje prizemne mesece. Ekvatorialni vetrovi v Saturnu lahko dosežejo 500 m/s. 

Povzetek glavnih fizičnih značilnosti planeta

-Masa: 5.69 x 10²⁶ kg.

-Ekvatorialni radio: 6.0 x 10⁴ km

-Polarni radio: 5.4 x 10⁴ km

-Oblika: Kurba.

-Povprečna razdalja do sonca: 1.4 x 10⁹ km

-Naklon orbite: 2.5. glede ekliptike.

-Temperatura: Med -139 in -189 ° C.

-Gravitacija: 10.4 m/s²

-Lastno magnetno polje: Ja.

-Atmosfera: Da, večinoma vodik.

-Gostota: 687 kg/m³

-Sateliti: 82 Formalno določeno, veliko drugih drobnih lun, brez oznake.

-Prstani: Da, zapleten sistem.

Saturnovi prstani

Sistem Saturn Rings je v osončju edinstven za svojo izjemno lepoto

Obroči so značilni pečat Saturna, ker jih imajo tudi drugi plinasti velikani, brez dvoma so tisti iz tega planeta najbolj spektakularni.

Obroči so v glavnem sestavljeni iz ledu in kamnin in se vzdržujejo v obliki, zahvaljujoč gravitacijskemu delovanju nekaterih specializiranih satelitov: Pastirski sateliti. 

Ilustracija Saturnovih prstanov

Na začetku so astronomi zaradi pomanjkanja reševanja v svojih teleskopih menili, da obročki tvorijo neprekinjen disk snovi okoli planeta. Vsekakor je debelina sistema zaničljiva, kvečjemu le en kilometer, ki je lahko v nekaterih regijah v metrih.

Vam lahko služi: stiskanje: koncept in formule, izračun, primeri, vaje

Italijanski astronom Giovanni Cassini je prvi spoznal obstoj ločnice med njimi, približno 1675.

Leta kasneje je francoski matematik Pierre de Laplace dejal, da je dejansko veliko tankih obročev. Nazadnje je James Clerk Maxwell zgradil model, v katerem je predlagal, da so obroči sestavljeni iz številnih delcev, od katerih je vsak po neodvisni orbiti.

Astronomi razlikujejo obroče s črkami abecede. 7 glavnih in najsvetlejših obročev je A, B, C in D, medtem ko so E, F in G bolj blede.

Obstaja tudi na tisoče najšibkejših obročev. Najbolj bledo in zunanjo je bilo odkrito z infrardečim teleskopom in se imenuje Febe prstan.

Umetniška reprezentacija, ki prikazuje Saturnove prstane in glavne satelite

Cassinijeva divizija ločuje obroč A od B, v istem obroču pa pa je temno regijo, imenovano Delitev Encke, vzdržuje eden od Saturnovih satelitov: kruh. Znotraj regije je tudi izjemno tanek obroč.

Obstajajo raznoliki široki oddelki, imenovani tudi v čast znanih astronomov: Colombo, Huygens, Maxwell in Keeler.

Izvor prstanov

Obroči so sestavljeni iz delcev, katerih velikost sega od zrna peska (mikronov) do ogromnih kamnin z dolgimi deset metri.

Ocenjujejo, da so glavni obroči A, B in C verjetno stari nekaj sto milijonov let, in to je zelo malo v astronomskem smislu. Znanstveniki so prepričani, da so bili vsi planeti sončnega sistema oblikovani hkrati, pred približno 46 milijardami let.

Material, ki sestavlja obroče, bi lahko prišel iz kajta, meteorja ali lune, razdrobljen zaradi resnosti planeta. Vsekakor ne gre za ostanke nastajanja planeta.

Zagotovo je izvor prstanov za zdaj negotov, vendar je splošno soglasje, da so precej nestabilni, tako hitro, kot so se oblikovali, lahko izginejo skozi nekaj milijonov let.

Prevodno gibanje

Saturn orbita

Saturn traja 29 let in 167 dni, da potuje svojo orbito okoli sonca. Zanimivo je, da sta Saturn in Jupiter Orbitalna resonanca, Ker je med njimi gravitacijska interakcija. Seveda je privlačnost sonca veliko večja, vendar tudi Jupiter vpliva.

Kadar obstaja orbitalna resonanca med astronomskimi predmeti, njihova orbitalna obdobja ohranjajo določen delež, vedno z majhnim številom. V primeru Saturn-Jupiter slednji zavije 5 obratov za vsaka 2 kroga Saturna in šteje se, da ima ta resonanca stabilizacijske učinke za orbite obeh planetov.

Orbitalna resonanca, ki se pojavlja med delci, ki sestavljajo obroče Saturna, in sateliti, ki krožijo med njimi.

Saturn je planet sončnega sistema z najbolj satelitskim, 6 pa jih ima povezana orbitalna obdobja, poglejmo:

-Mimas in Tetis v razmerju 1: 2. Za 1 vrnitev Mimas Tetis zavije 2 -krat.

-EnCed in Dione v razmerju 1: 2.

-Hyperion in Titan, v razmerju 4: 3.

Končno je izjemno, da je 85 % kotnega zagona sončnega sistema koncentrirano v Jupiterju in Saturnu, dva glavna planeta, v nasprotju s soncem, ki ima kljub najvišjem odstotku mase majhen kotni zagon.

Kotni zagon sistema je zanimiva fizična velikost, saj je ohranjen v odsotnosti zunanjih interakcij. Za spremembo je potreben neto navor iz notranjosti.

Podatki o gibanju Saturn

Naslednji podatki na kratko opisujejo Saturnovo gibanje:

-Srednji radio orbite: 1.43 x 109 km

-Naklon orbite: 2.5. glede ekliptične ravnine

-Ekscentričnost: 0.056

-Srednja orbitalna hitrost: 9.6 km/s

-Prevodno obdobje: 29.46 let

-Obdobje vrtenja: 10.66 ur

Kdaj in kako opazovati Saturn

Planet Saturn velja za zgornji planet, saj je njegova orbita zunaj zemeljske orbite. Zgornji planeti so Jupiter, Saturn, Uran in Neptun. Nasprotno, planeti, katerih orbita je bližje Soncu, se imenujejo spodnji planeti: Merkur in Venera.

Najboljši čas za opazovanje zgornjega planeta je, ko zemlja stoji med njim in soncem. Po drugi strani je težje razumeti, kdaj je v povezavi, biti bolj na zemljo in blizu sonca, kar ga ne more. Situacija je grafično opisana na naslednji sliki:

Vam lahko služi: termodinamični sistem: lastnosti, vrste, primeri Nasprotovanje in povezava zunanjega planeta. Vir: Maran, s. Astronomija za lutke.

Seveda je eden glavnih ciljev katerega koli nebesnega opazovalca razmišljati o obročih, za katere je dovolj majhen teleskop. Vendar je treba upoštevati, da včasih prstani pojejo glede na deželo in so zato nevidni.

Kot, s katerim se opazijo obroči v 30 letih, je obdobje, v katerem Saturn potuje svojo orbito okoli sonca.

Saturnove naslednje nasprotovanja so: 

-2020: 20. julij

-2021: 2. avgust

-2022: 14. avgust

-2023: 27. avgust 

-2024: 8. septembra 

-2025: 21. septembra

Rotacijsko gibanje

Saturn traja v povprečju približno 10.66 ur za dokončanje vklopa lastne rotacijske osi, čeprav se vsa njegova območja ne obračajo z isto hitrostjo. Na primer, v Ekvadorju je hitrost vrtenja 10.25 ur, medtem ko je na planetu 10.Približno 65 ur.

Ta pojav je znan kot Diferencialno vrtenje In zato, ker planet ni trden, kot smo že rekli. Tudi zaradi svoje tekočine-gasozne narave planet doživi deformacijo zaradi vrtenja, zaradi česar je grenkoba v Polusu.

Kompozicija

Saturnova sestava je v bistvu enaka kot pri Jupiterju in drugih plinastih planetih: vodik in helij, le v Saturnu je delež vodika večji, glede na nizko gostoto. 

Ker je Saturn nastal v zunanjem območju meglice, ki je nastala v sončnem sistemu, je planet lahko hitro rasel in zajel veliko količino vodika in helija, ki je prisoten v meglici.

Podoba Saturna in njegovih obročev, ki jih je prevzelo vesoljsko plovilo Cassini, 2016

Zaradi ogromnih pritiskov in temperatur, ki se povečujejo, ko molekularni vodik površine napreduje v kovinskem vodiku.

Čeprav je planet plinast, je v svojem jedru manjši delež težjih elementov, ki so vsaj deloma skalnati, kot so magnezij, železo in silicij. 

Poleg teh elementov obilujejo različne vrste ledu, kot so amonijak, voda in metan led, ki se nabirajo proti središču planeta, ki je pri visoki temperaturi. Zato je material dejansko tekoč, namesto plina.

Saturnovi oblaki sestavljajo amonijak in vodni led, v atmosferi pa so bili poleg teh snovi tudi acetilen, metan, propan in sledi drugih plinov.

Notranja struktura

Notranja in zunanja struktura Saturn. Vir: Kelvinsong/CC by-SA (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0

Čeprav prevladuje vodik in helij, se verjame, da Saturn vsebuje jedro skalne narave. Med postopkom tvorbe planetov sončnega sistema so bili okoli tega jedra plini kondenzirani, v hitrem procesu, ki je omogočil hitro rasti. 

Saturnovo jedro vsebuje, kot smo rekli, kamnine in nestanovitne elemente in spojine, obkrožene s plastjo tekočega vodika. Znanstveniki ocenjujejo, da je to jedro med 9 in 22 -krat večje od zemlje: približno 25.000 km radia približno.

Ta plast tekočega vodika je obdana s plastmi vodika in tekočega helija, ki končno postanejo soda v najbolj oddaljenih plasteh. Frenkelova linija je termodinamična meja, ki loči plinasto tekočino od tekočine.

Saturnovi naravni sateliti

Po najnovejših grožnjah ima Saturn 82 satelitov z oznako in množico mini lun, ki še vedno primanjkuje. Zaradi tega je Saturn planet z največjo količino satelitov do zdaj.

Saturnov satelitski sistem je zelo zapleten; Na primer, znano je, da imajo neposredno dejanje na obročih: pastirski sateliti. 

Poleg tega obstajajo trojanski sateliti, ki ostanejo v stabilni orbiti pri 60 ° naprej ali za drugimi sateliti. Na primer, lune iz teata in kalipso so Trojanci iz TheTys, eden izmed glavnih satelitov Saturna.

Saturnovi glavni sateliti so Titan, Mimas, Encela, Tetis, Dione, REA, Hyperion, Japoto in Febe. Ti sateliti so znani že pred vesoljskimi misijami, vendar so Saturnove raziskovalne sonde odkrile še veliko več.

Vam lahko služi: Jupiter (planet) Na levi Mimas in velik udarni krater. Na desni strani titanske površine. Obe sliki prihajata iz sonde Cassini. Vir: Wikimedia Commons.

Največji od vseh Saturnovih lun je Titan, ki ima tudi svoje atmosfero in je drugi največji v celotnem osončju, po Ganymedesu, Jupiter's Great Moon. Titan je še večji od živega srebra.

Po drugi strani je šesta Saturna v velikosti ogromna snežna kepa s presenečenjem: njegovo jedro je pokrit z oceanom tekočine in vroče vode.

Saturn in Titan, njun najpomembnejši satelit

Radovedno dejstvo med Saturnovimi lunami je, da obstajajo sateliti, katerih orbite so enake, vendar jih prisilijo, da šokirajo. Najpomembnejši od teh koorbitalnih satelitov sta Janus in Epimete. 

Niso vsi Saturnovi luni sferoidne oblike, veliko je nepravilnih satelitov, običajno majhnih in orbite precej daleč od planeta.

Titan in njegovo vzdušje

Mosaic of Titan infrardeče slike, ki jih je leta 2015 posnela Cassini Sonde. Vir: NASA prek Wikimedia Commons.

Je največji in najpomembnejši od Saturnovih satelitov, ki so vidni z Zemlje kot majhna svetloba, s pomočjo teleskopa. Nizozemski astronom Christian Huygens je bil prvi, ki ga je videl okoli leta 1655 in John Herschel, že v devetnajstih.

Njegova približna gostota je 1.9 g/cm³ In čeprav vsebuje skalnato jedro, je svet skoraj vse, kar je narejeno iz ledu.

Titan ima gosto atmosfero, v kateri prevladuje dušik in majhen odstotek metana, poleg sledi ogljikovodikov. V sončnem sistemu je izjemno redkost, saj drugi sateliti nimajo svojega vzdušja.

Ima tudi oceane in dežja, vendar ne vode, ampak metan. Obstoj te spojine je znan že od sredine stoletja, zahvaljujoč spektroskopiji, ki jo je izvedel astronom Gerard Kuiper. Kasneje je sonda Voyager potrdila to odkritje.

Podoba Saturna in nekaterih njegovih naravnih satelitov: lažji, epimeta, Jano, Mimas, Pandora in Prometej

Zanimivo pri Titanu je, da so tam odkrili številne organske spojine, poleg metana, ki so predhodniki življenja. Mehanizem, s katerim je Titan pridobil to svojevrstno ozračje, je še vedno neznan, vendar je zelo zanimanje, saj je obilje ogljikovodikov veliko večje od mehanizma Zemlje.

Kot del misije Cassini v Saturn je Huygens sonda uspela pristati na površini Titana in našla zamrznjeno površino, vendar polna geografskih nesreč. 

Čeprav Titan uživa v raznoliki geologiji in podnebju, je za človeka malo prijeten svet. Njegovo vzdušje je zelo dinamično; Na primer, znano je, da so vetrovi visokega hitrosti, veliko boljši od največjih kopenskih orkanov.

Misije v Saturn

Pionir 11

Pionir 11

Nasa ga je sprožila leta 1973, nekaj let pozneje, leta 1979, pa je dosegla Saturnovo orbito. Ta misija je zajela slike z nizko resolucijo in našla tudi neznane satelite in prstane, ki jih nikoli nismo videli z Zemlje. 

Sonda se je končno zasukala leta 1995, vendar je ploščo nosila s slavnim sporočilom, ki sta ga ustvarila Carl Sagan in Frank Drake, v primeru, da so se tuji navigatorji spotaknili.

Voyager

Voyager 2

Ta misija je bila sestavljena iz začetka dveh sonde: Voyager 1 in Voyager 2.

Čeprav je bil Voyager 1 zasnovan tako, da je dosegel Jupiter in Saturn, je že presegel omejitve sončnega sistema in leta 2012 vstopil v medzvezdni prostor.  Med njegovimi najpomembnejšimi ugotovitvami je potrditev obstoja Titanove atmosfere, pa tudi pomembni podatki iz Saturnove atmosfere in sistema obročev.

Voyager 2 je zbral informacije o Saturnovi atmosferi, atmosferi in številnih kakovostnih slikah. Po obisku Saturna je sonda prispela v Uran in Neptun, po katerem je šel v medzvezdni prostor, tako kot sestrska sonda.

Cassini

Sklop ladje Cassini

Misija Cassini je bila skupni projekt med NASA, Evropsko vesoljsko agencijo in italijansko vesoljsko agencijo. Začela se je leta 1997 iz Cabo Cañaveral, njegov cilj pa je bil preučiti planet Saturn in njegov satelitski sistem.

Sonda je v Saturnu prispela leta 2004 in je do leta 2017 uspela 294 -krat orbiti na planetu, tako da je izčrpala svoje gorivo. Nato je bila sonda namerno potopljena v Saturnu, da se ne bi zrušila proti enemu od satelitov in se tako izognila radioaktivnemu onesnaževanju.

Cassini je nosil sondo Huygens, prvi predmet, ki ga je človeštvo proizvajalo v pristajanju v svetu onkraj asteroidnega pasu: Titan, največji satelit Saturn. 

Huygens je prispeval slike titanske pokrajine, pa tudi strukturo obročev. Dobil je tudi slike Mimasa, še enega Saturnovega satelita, na katerega zazrejo pastirji. Pokažejo ogromen krater Herschel, z ogromno goro v njenem središču.

Cassini je potrdil tudi prisotnost vode v Encami, šesti in zmrzali Saturnove lune, premera 500 km, kar je v orbitalni resonanci z Dioneom. 

Encard, zmrzal Saturnove lune, v kateri je ocean v notranjosti. Slika sonde Cassini

Voda Encard je vroča, na planetu pa je veliko gejzirjev in fumarolov, ki izganjajo vodno paro in organske spojine, zato mnogi verjamejo, da bi lahko nastalo življenje.

O Japetu, še enem od Saturnovih velikih satelitov, so Cassinijeve slike razkrile temno stran, katere izvor je še vedno nedoločen.