Saturn - Saturn
| |||||||||||||
| Betegnelser | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Udtale | / S æ t ər n / ( lyt ) |
||||||||||||
Opkaldt efter |
Saturn | ||||||||||||
| Adjektiver | Saturn / s ə t ɜːr n jeg ə n / , Cronian / Kronian / k r oʊ n jeg ə n / | ||||||||||||
| Orbitale egenskaber | |||||||||||||
| Epoke J2000.0 | |||||||||||||
| Aphelion | 1.514,50 millioner km (10.1238 AU) | ||||||||||||
| Perihelion | 1.352,55 millioner km (9,0412 AU) | ||||||||||||
| 1.433,53 millioner km (9.5826 AU) | |||||||||||||
| Excentricitet | 0,0565 | ||||||||||||
| 378,09 dage | |||||||||||||
Gennemsnitlig omdrejningshastighed
|
9,68 km/s (6,01 mi/s) | ||||||||||||
| 317,020 ° | |||||||||||||
| Hældning | |||||||||||||
| 113,665 ° | |||||||||||||
| 2032-29. nov | |||||||||||||
| 339,392 ° | |||||||||||||
| Kendte satellitter | 82 med formelle betegnelser; utallige ekstra måner . | ||||||||||||
| Fysiske egenskaber | |||||||||||||
Middelradius |
58.232 km (36.184 mi) | ||||||||||||
Ækvatorial radius |
|||||||||||||
Polar radius |
|||||||||||||
| Udfladning | 0,097 96 | ||||||||||||
| Omkreds | |||||||||||||
| Bind | |||||||||||||
| Masse | |||||||||||||
Gennemsnitlig tæthed
|
0,687 g / cm 3 (0,0248 lb / cu in ) (mindre end vand) | ||||||||||||
| 0,22 | |||||||||||||
| 35,5 km/s (22,1 mi/s) | |||||||||||||
| 10 t 32 m 36 s ( synodisk; soldag ) |
|||||||||||||
Sidereal rotation periode
|
10 t 33 m 38 s + 1 m 52 s - 1 m 19 s |
||||||||||||
Ækvatorial rotationshastighed |
9,87 km/s (6,13 mi/s; 35.500 km/t) | ||||||||||||
| 26,73 ° (til kredsløb) | |||||||||||||
Nordpol højre opstigning
|
40,589 °; 2 t 42 m 21 s | ||||||||||||
Nordpolen deklination
|
83,537 ° | ||||||||||||
| Albedo | |||||||||||||
| |||||||||||||
| −0,55 til +1,17 | |||||||||||||
| 14,5 ″ til 20,1 ″ (ekskl. Ringe) | |||||||||||||
| Atmosfære | |||||||||||||
overflade pres
|
140 kPa | ||||||||||||
| 59,5 km (37,0 mi) | |||||||||||||
| Sammensætning efter volumen |
|
||||||||||||
Saturn er den sjette planet fra Solen og den næststørste i Solsystemet , efter Jupiter . Det er en gasgigant med en gennemsnitlig radius på omkring ni og en halv gange Jordens . Den har kun en ottendedel af Jordens gennemsnitlige tæthed; med sin større volumen er Saturn imidlertid over 95 gange mere massiv. Saturn er opkaldt efter den romerske gud for rigdom og landbrug . Dets astronomiske symbol (♄) er blevet sporet tilbage til den græske Oxyrhynchus Papyri , hvor det kan ses at være en græsk kappa - rho med en tværstreg , som en forkortelse for Κρονος (Cronos), det græske navn for planeten. Det kom senere til at ligne en græsk eta med små bogstaver , med korset tilføjet øverst i 1500-tallet.
Romerne kaldte den syvende dag i ugen lørdag , Sāturni diēs ("Saturns dag") for planeten Saturn.
Saturns indre er sandsynligvis sammensat af en kerne af jern -nikkel og sten ( silicium og iltforbindelser ). Dens kerne er omgivet af et dybt lag af metallisk brint , et mellemlag af flydende hydrogen og flydende helium og endelig et gasformigt ydre lag. Saturn har en lysegul nuance på grund af ammoniakkrystaller i dens øvre atmosfære. En elektrisk strøm i det metalliske brintlag menes at give anledning til Saturns planetmagnetiske felt , som er svagere end Jordens, men som har et magnetisk moment 580 gange Jordens på grund af Saturns større størrelse. Saturns magnetfeltstyrke er omkring en tyvendedel af Jupiters. Den ydre atmosfære er generelt kedelig og mangler kontrast, selvom langlivede træk kan forekomme. Vindhastigheder på Saturn kan nå 1.800 km/t (1.100 mph; 500 m/s), højere end på Jupiter, men ikke så højt som på Neptun .
Planetens mest berømte træk er dets fremtrædende ringsystem , der hovedsageligt består af ispartikler, med en mindre mængde stenet snavs og støv . Mindst 82 måner kendes i kredsløb om Saturn, hvoraf 53 officielt hedder; dette inkluderer ikke de hundredvis af måner i sine ringe. Titan , Saturns største måne og den næststørste i solsystemet, er større end planeten Merkur , selvom den er mindre massiv, og er den eneste måne i solsystemet, der har en betydelig atmosfære.
Fysiske egenskaber
Saturn er en gasgigant, der hovedsageligt består af brint og helium. Den mangler en bestemt overflade, selvom den kan have en solid kerne. Saturns rotation får den til at have form som en oblat kugleformet ; det vil sige, den er fladtrykt ved polerne og buler ved dens ækvator . Dens ækvatoriale og polare radier adskiller sig med næsten 10%: 60.268 km mod 54.364 km. Jupiter, Uranus og Neptun, de andre kæmpe planeter i solsystemet, er også oblat, men i mindre grad. Kombinationen af buen og rotationshastigheden betyder, at den effektive overfladegravitation langs ækvator,8,96 m/s 2 , er 74% af, hvad det er ved polerne og er lavere end jordens overfladetyngde. Imidlertid er ækvatorial flugthastighed på næsten36 km/s er meget højere end Jordens.
Saturn er den eneste planet i solsystemet, der er mindre tæt end vand - omkring 30% mindre. Selvom Saturns kerne er betydeligt tættere end vand, er den gennemsnitlige specifikke densitet på planeten0,69 g / cm 3 grundet atmosfæren. Jupiter har 318 gange Jordens masse , og Saturn er 95 gange Jordens masse. Sammen ejer Jupiter og Saturn 92% af den samlede planetmasse i solsystemet.
Intern struktur
Trods bestående hovedsagelig af hydrogen og helium er de fleste af Saturns masse er ikke i gas fase , fordi hydrogen bliver en ikke-ideal væske når densiteten er over0,01 g / cm 3 , som nås ved en radius indeholdende 99,9% af Saturns masse. Temperaturen, trykket og densiteten inde i Saturn stiger alle støt mod kernen, hvilket får brint til at være et metal i de dybere lag.
Standard planetmodeller tyder på, at Saturn's indre ligner Jupiters indre, med en lille stenet kerne omgivet af brint og helium med spor af forskellige flygtige stoffer . Denne kerne ligner jorden i sammensætning, men er mere tæt. Undersøgelsen af Saturns gravitationsmoment i kombination med fysiske modeller af interiøret har gjort det muligt at placere begrænsninger på massen af Saturns kerne. I 2004 vurderede forskere, at kernen skal være 9–22 gange Jordens masse, hvilket svarer til en diameter på cirka 25.000 km. Målinger af Saturns ringe tyder imidlertid på en meget mere diffus kerne med en masse svarende til omkring 17 jordarter og en radius svarende til omkring 60% af hele Saturns radius. Dette er omgivet af et tykkere flydende metallisk brintlag , efterfulgt af et flydende lag af heliummættet molekylært brint, der gradvist overgår til en gas med stigende højde. Det yderste lag strækker sig over 1.000 km og består af gas.
Saturn har et varmt indre og når 11.700 ° C i kernen og udstråler 2,5 gange mere energi ud i rummet, end det modtager fra solen. Jupiters termiske energi genereres af Kelvin – Helmholtz -mekanismen for langsom gravitationskomprimering , men en sådan proces alene er muligvis ikke tilstrækkelig til at forklare varmeproduktion til Saturn, fordi den er mindre massiv. En alternativ eller yderligere mekanisme kan være generering af varme gennem "regnen ud" af dråber helium dybt i Saturns indre. Når dråberne sænker sig gennem brintet med lavere densitet, frigiver processen varme ved friktion og efterlader Saturns ydre lag tømt for helium. Disse faldende dråber kan have samlet sig i en heliumskal, der omgiver kernen. Der er foreslået nedbør af diamanter inden for Saturn, såvel som i Jupiter og isgiganterne Uranus og Neptun.
Atmosfære
Den ydre atmosfære af Saturn indeholder 96,3% molekylært brint og 3,25% helium i volumen. Andelen af helium er signifikant mangelfuld i forhold til overflod af dette element i Solen. Mængden af grundstoffer, der er tungere end helium ( metallicitet ) vides ikke præcist, men det antages, at proportionerne svarer til de oprindelige overflod fra solsystemets dannelse . Den samlede masse af disse tungere grundstoffer anslås at være 19–31 gange Jordens masse, med en betydelig brøkdel placeret i Saturns kerneområde.
Spormængder af ammoniak, acetylen , ethan , propan , phosphin og metan er blevet påvist i Saturns atmosfære. De øvre skyer består af ammoniakkrystaller, mens de lavere niveauer synes at bestå af enten ammoniumhydrosulfid ( NH
4SH ) eller vand. Ultraviolet stråling fra solen forårsager metanfotolyse i den øvre atmosfære, hvilket fører til en række carbonhydridkemiske reaktioner, hvorved de resulterende produkter bæres nedad af hvirvler og diffusion . Denne fotokemiske cyklus er moduleret af Saturns årlige sæsoncyklus.
Skylag
Saturns atmosfære udviser et båndmønster, der ligner Jupiters, men Saturns bånd er meget svagere og er meget bredere nær ækvator. Nomenklaturen, der bruges til at beskrive disse bånd, er den samme som på Jupiter. Saturns finere skymønstre blev ikke observeret før flybys i Voyager -rumfartøjet i løbet af 1980'erne. Siden da er jordbaseret teleskop forbedret til det punkt, hvor der regelmæssigt kan foretages observationer.
Sammensætningen af skyerne varierer med dybde og stigende tryk. I de øvre skylag, med temperaturen i intervallet 100-160 K og tryk, der strækker sig mellem 0,5-2 bar , består skyerne af ammoniakis. Vand is skyer begynder på et niveau, hvor trykket er ca. 2,5 bar og strækker sig ned til 9,5 bar, hvor temperaturerne i området fra 185 til 270 K. sammenblandet i dette lag er et bånd af ammonium hydrosulfid is, der ligger i trykområdet 3-6 bar med temperaturer på 190–235 K. Endelig indeholder de nederste lag, hvor trykket er mellem 10 og 20 bar og temperaturerne er 270–330 K, et område med vanddråber med ammoniak i vandig opløsning.
Saturns normalt intetsigende atmosfære viser lejlighedsvis langlivede ovaler og andre funktioner, der er almindelige på Jupiter. I 1990 afbildede Hubble -rumteleskop en enorm hvid sky nær Saturns ækvator, der ikke var til stede under Voyager -møderne, og i 1994 blev der observeret endnu en mindre storm. Stormen fra 1990 var et eksempel på en stor hvid plet , et unikt men kortvarigt fænomen, der forekommer en gang hvert saturnår, omtrent hvert 30. jordår, omkring tidspunktet for den nordlige halvkugles sommersolhverv . Tidligere store hvide pletter blev observeret i 1876, 1903, 1933 og 1960, hvor stormen fra 1933 var den mest berømte. Hvis periodiciteten opretholdes, vil der opstå endnu en storm i omkring 2020.
Vindene på Saturn er den næsthurtigste blandt solsystemets planeter efter Neptuns. Voyager -data indikerer højeste østlige vind på 500 m/s (1.800 km/t). På billeder fra Cassini -rumfartøjet i løbet af 2007 viste Saturns nordlige halvkugle en lys blå nuance, der ligner Uranus. Farven var sandsynligvis forårsaget af Rayleigh -spredning . Termografi har vist, at Saturns sydpol har en varm polar vortex , det eneste kendte eksempel på et sådant fænomen i solsystemet. Mens temperaturer på Saturn normalt er −185 ° C, når temperaturen på hvirvelen ofte op på −122 ° C, der formodes at være det varmeste sted på Saturn.
Nordpol sekskantet sky mønster
Et vedvarende sekskantet bølgemønster omkring den nordpolære hvirvel i atmosfæren ved omkring 78 ° N blev først noteret i Voyager -billederne. Sekskantets sider er hver cirka 14.500 km (9.000 mi) lange, hvilket er længere end Jordens diameter. Hele strukturen roterer med en periode på 10 t 39 m 24 s (samme periode som planetens radioemissioner), som antages at være lig med rotationsperioden for Saturns indre. Den sekskantede funktion forskydes ikke i længdegrad som de andre skyer i den synlige atmosfære. Mønsterets oprindelse er et spørgsmål om mange spekulationer. De fleste forskere tror, at det er et stående bølgemønster i atmosfæren. Polygonale former er blevet replikeret i laboratoriet gennem differentiel rotation af væsker.
Sydpolvirvel
HST -billeddannelse af det sydpolære område indikerer tilstedeværelsen af en jetstrøm , men ingen stærk polar vortex eller nogen sekskantet stående bølge. NASA rapporteret i november 2006, at Cassini havde observeret en " orkan -lignende" storm låst til sydpolen, der havde en klart defineret eyewall . Øjenmurskyer var ikke tidligere set på nogen anden planet end Jorden. For eksempel viste billeder fra rumfartøjet Galileo ikke en øjenvæg i Jupiters store røde plet .
Sydpolstormen kan have været til stede i milliarder af år. Denne hvirvel er sammenlignelig med Jordens størrelse, og den har vind på 550 km/t.
Andre funktioner
Cassini observerede en række skyfunktioner fundet på de nordlige breddegrader, kaldet "perlesnoren". Disse funktioner er cloud clearings, der findes i dybere skylag.
Magnetosfæren
.jpg)
Saturn har et iboende magnetisk felt, der har en simpel, symmetrisk form - en magnetisk dipol . Dens styrke ved ækvator - 0,2 gauss (20 µT ) - er cirka en tyvendedel af feltet omkring Jupiter og lidt svagere end Jordens magnetfelt. Som følge heraf er Saturns magnetosfære meget mindre end Jupiters. Da Voyager 2 kom ind i magnetosfæren, var solvindens tryk højt, og magnetosfæren forlængede kun 19 Saturn -radier eller 1,1 millioner km, selvom den forstørrede sig inden for flere timer og forblev sådan i cirka tre dage. Mest sandsynligt genereres magnetfeltet på samme måde som Jupiters-af strømme i det flydende metallisk-hydrogenlag kaldet en metallisk-brintdynamo. Dette magnetosfære er effektive til at afbøje solvinden partikler fra Solen Månen Titan kredser inden for den ydre del af Saturns magnetosfære og bidrager med plasma fra de ioniserede partikler i Titans ydre atmosfære. Saturns magnetosfære, ligesom Jordens , producerer auroraer .
Bane og rotation
Den gennemsnitlige afstand mellem Saturn og Solen er over 1,4 milliarder kilometer (9 AU ). Med en gennemsnitlig orbital hastighed på 9,68 km / s, det tager Saturn 10.759 Earth dage (eller omkring 29+1 / 2 år) for at afslutte en omdrejning omkring Solen Som en konsekvens danner den en nær 5: 2 middelbevægelsesresonans med Jupiter. Den elliptisk bane Saturn hælder 2,48 ° i forhold til baneplan af Jorden. De aphelium afstande er henholdsvis 9,195 og 9,957 AU, i gennemsnit. De synlige funktioner på Saturn roterer med forskellige hastigheder afhængigt af breddegrad, og flere rotationsperioder er blevet tildelt forskellige regioner (som i Jupiters tilfælde).
Astronomer bruger tre forskellige systemer til at specificere Saturnus rotationshastighed. System I har en periode på 10 t 14 m 00 s (844,3 °/d) og omfatter ækvatorialzonen, det sydlige ækvatorialbælte og det nordlige ækvatoriale bælte. De polaregnene anses for at have rotation satser svarende til System I . Alle andre Saturniske breddegrader, undtagen de nordlige og sydlige polarområder, er angivet som System II og har fået tildelt en rotationsperiode på 10 t 38 m 25,4 s (810,76 °/d). System III refererer til Saturns interne rotationshastighed. Baseret på radioemissioner fra planeten opdaget af Voyager 1 og Voyager 2 har System III en rotationsperiode på 10 t 39 m 22,4 s (810,8 °/d). System III har stort set erstattet System II.
En præcis værdi for interiørets rotationsperiode er stadig undvigende. Da Cassini nærmede sig Saturn i 2004, fandt Cassini ud, at radiorotationsperioden for Saturn var steget betydeligt til cirka 10 timer 45 m 45 sekunder ± 36 sekunder . Et skøn over Saturns rotation (som en angivet rotationshastighed for Saturn som helhed) baseret på en samling af forskellige målinger fra Cassini- , Voyager- og Pioneer -sonderne er 10 timer 32 m 35 s . Undersøgelser af planetens C -ring giver en rotationsperiode på 10 t 33 m 38 s + 1 m 52 s
- 1 m 19 s .
I marts 2007 blev det konstateret, at variationen af radioemissioner fra planeten ikke matchede Saturns rotationshastighed. Denne afvigelse kan skyldes gejseraktivitet på Saturns måne Enceladus . Vanddampen, der udsendes i Saturns kredsløb ved denne aktivitet, bliver ladet og skaber et træk på Saturns magnetfelt, hvilket bremser dens rotation en smule i forhold til planetens rotation.
En tilsyneladende underlig for Saturn er, at den ikke har nogen kendte trojanske asteroider . Disse er mindre planeter, der kredser om solen ved de stabile Lagrangian -punkter , betegnet L 4 og L 5 , placeret i 60 ° vinkler til planeten langs dens bane. Trojanske asteroider er blevet opdaget for Mars , Jupiter, Uranus og Neptun. Orbitale resonansmekanismer , herunder sekulær resonans , menes at være årsagen til de manglende saturniske trojanere.
Naturlige satellitter
Saturn har 82 kendte måner , hvoraf 53 har formelle navne. Derudover er der tegn på snesevis til hundredvis af måner med diametre på 40–500 meter i Saturns ringe, som ikke anses for at være sande måner. Titan , den største måne, udgør mere end 90% af massen i kredsløb omkring Saturn, inklusive ringene. Saturns næststørste måne, Rhea , kan have sit eget ringesystem sammen med en svag atmosfære .
Mange af de andre måner er små: 34 er mindre end 10 km i diameter og yderligere 14 mellem 10 og 50 km i diameter. Traditionelt er de fleste af Saturns måner blevet opkaldt efter titaner i græsk mytologi. Titan er den eneste satellit i solsystemet med en større atmosfære , hvor der forekommer en kompleks organisk kemi . Det er den eneste satellit med kulbrintesøer .
Den 6. juni 2013 rapporterede forskere ved IAA-CSIC påvisning af polycykliske aromatiske kulbrinter i den øvre atmosfære af Titan, en mulig forløber for livet . Den 23. juni 2014 hævdede NASA at have stærke beviser for, at nitrogen i Titans atmosfære kom fra materialer i Oort -skyen , forbundet med kometer , og ikke fra de materialer, der dannede Saturn i tidligere tider.
Saturns måne Enceladus , der ligner kemisk makeup til kometer, er ofte blevet betragtet som et potentielt levested for mikrobielt liv . Bevis for denne mulighed omfatter satellitens saltrige partikler, der har en "havlignende" sammensætning, der indikerer, at det meste af Enceladus udviste is kommer fra fordampning af flydende saltvand. En flyby i 2015 af Cassini gennem en plume på Enceladus fandt de fleste ingredienser til at opretholde livsformer, der lever ved metanogenese .
I april 2014 rapporterede NASA -forskere den mulige begyndelse af en nymåne i A -ringen , som blev taget af Cassini den 15. april 2013.
Planetariske ringe
.jpg)
Saturn er nok bedst kendt for systemet med planetariske ringe, der gør det visuelt unikt. Ringene strækker sig fra 6.630 til 120.700 kilometer (4.120 til 75.000 mi) udad fra Saturns ækvator og har en gennemsnitlig tykkelse på cirka 20 meter (66 fod). De består overvejende af vandis, med spor af tholinforureninger og en pebret belægning på cirka 7% amorft carbon . Partiklerne i ringene varierer i størrelse fra støvstøv op til 10 m. Mens de andre gasgiganter også har ringsystemer, er Saturns den største og mest synlige.
Der er to hovedhypoteser om ringenes oprindelse. En hypotese er, at ringene er rester af en ødelagt måne på Saturn. Den anden hypotese er, at ringene er tilovers fra det originale nebulære materiale, hvorfra Saturn blev dannet. Noget is i E -ringen kommer fra månen Enceladus gejsere. Ringenes vandmængde varierer radikalt, idet den yderste ring A er den mest rene i isvand. Denne overflodvariation kan forklares ved meteorbombardement.
Ud over hovedringene er der i en afstand af 12 millioner km fra planeten den sparsomme Phoebe -ring. Den vippes i en vinkel på 27 ° til de andre ringe og kredser ligesom Phoebe i retrograd .
Nogle af Saturnens måner, herunder Pandora og Prometheus , fungerer som hyrdemåner for at begrænse ringene og forhindre dem i at sprede sig. Pan og Atlas forårsager svage, lineære densitetsbølger i Saturns ringe, der har givet mere pålidelige beregninger af deres masser.
Observations- og udforskningshistorie
Observationen og udforskningen af Saturn kan opdeles i tre faser. Den første fase er gamle observationer (f.eks. Med det blotte øje ), før opfindelsen af moderne teleskoper . Den anden fase begyndte i det 17. århundrede med teleskopiske observationer fra Jorden, som forbedrede sig over tid. Den tredje fase er visitation af rumsonder , i kredsløb eller ved flyby . I det 21. århundrede fortsætter teleskopiske observationer fra Jorden (herunder jord-kredsende observatorier som Hubble-rumteleskopet ) og indtil dets pensionering i 2017 fra Cassini -kredsløbet omkring Saturn.
Gamle observationer
Saturn har været kendt siden forhistorisk tid, og i tidlig registreret historie var det en hovedperson i forskellige mytologier. Babylonske astronomer observerede og registrerede systematisk Saturnus -bevægelser. I oldgræsk var planeten kendt som Φαίνων Phainon , og i romertiden var den kendt som " Saturnens stjerne ". I den gamle romerske mytologi var planeten Phainon hellig for denne landbrugsgud, hvorfra planeten har sit moderne navn. Romerne anså guden Saturnus for at svare til den græske gud Cronus ; på moderne græsk bevarer planeten navnet Cronus - Κρόνος : Kronos .
Den græske videnskabsmand Ptolemaios baserede sine beregninger af Saturns bane på observationer, han foretog, mens den var i opposition . I hinduistisk astrologi er der ni astrologiske objekter, kendt som Navagrahas . Saturn er kendt som " Shani " og dømmer alle ud fra de gode og dårlige gerninger, der udføres i livet. Gammel kinesisk og japansk kultur betegnede planeten Saturn som " jordstjernen " (土星). Dette var baseret på Five Elements, der traditionelt blev brugt til at klassificere naturlige elementer.
I gammel hebraisk kaldes Saturn 'Shabbathai'. Dens engel er Cassiel . Dens intelligens eller gavnlige ånd er 'Agȋȇl ( hebraisk : אגיאל , romaniseret : ʿAgyal ), og dens mørkere ånd ( dæmon ) er Zȃzȇl ( hebraisk : זאזל , romaniseret : Zazl ). Zazel er blevet beskrevet som en stor engel , påkaldt i Solomonisk magi , som er "effektiv i kærlighedsbesværgelser ". På osmannisk tyrkisk , urdu og malayisk er navnet på Zazel 'Zuhal', afledt af det arabiske sprog ( arabisk : زحل , romaniseret : Zuhal ).
Europæiske observationer (17. - 19. århundrede)
Saturns ringe kræver mindst et 15 mm- teleskop for at kunne opklares og var derfor ikke kendt for at eksistere, før Christiaan Huygens så dem i 1655 og offentliggjorde om dette i 1659. Galileo , med sit primitive teleskop i 1610, tænkte forkert på, at Saturns optræden ikke ganske rund som to måner på Saturns sider. Det var først da Huygens brugte større teleskopisk forstørrelse, at denne opfattelse blev tilbagevist, og ringene virkelig blev set for første gang. Huygens opdagede også Saturns måne Titan; Giovanni Domenico Cassini opdagede senere fire andre måner: Iapetus , Rhea , Tethys og Dione . I 1675 opdagede Cassini det hul, der nu er kendt som Cassini -divisionen .
Der blev ikke foretaget yderligere opdagelser af betydning før 1789, da William Herschel opdagede yderligere to måner, Mimas og Enceladus . Den uregelmæssigt formede satellit Hyperion , der har en resonans med Titan, blev opdaget i 1848 af et britisk hold.
I 1899 opdagede William Henry Pickering Phoebe, en meget uregelmæssig satellit , der ikke roterer synkront med Saturn, som de større måner gør. Phoebe var den første satellit, der blev fundet, og det tager mere end et år at gå i kredsløb om Saturn i en retrograd bane . I begyndelsen af det 20. århundrede førte forskning om Titan til bekræftelse i 1944, at den havde en tyk atmosfære - en funktion, der er unik blandt solsystemets måner.
Moderne NASA og ESA sonder
Pioneer 11 flyby
Pioneer 11 foretog Saturn's første flyby i september 1979, da den passerede inden for 20.000 km fra planetens skyer. Der blev taget billeder af planeten og et par af dens måner, selvom deres opløsning var for lav til at skelne overfladedetaljer. Rumfartøjet undersøgte også Saturns ringe og afslørede den tynde F-ring og det faktum, at mørke huller i ringene er lyse, når de ses i høj fasevinkel (mod solen), hvilket betyder, at de indeholder fint lysspredende materiale. Derudovermålte Pioneer 11 temperaturen på Titan.
Voyager flybys
I november 1980 besøgte Voyager 1 -sonden Saturn -systemet. Det sendte de første billeder i høj opløsning af planeten, dens ringe og satellitter tilbage. Overfladeegenskaber ved forskellige måner blev set for første gang. Voyager 1 udførte en tæt flyby af Titan og øgede kendskabet til månens atmosfære. Det beviste, at Titans atmosfære er uigennemtrængelig i synlige bølgelængder ; derfor blev der ikke set overfladedetaljer. Flybybyttet ændrede rumfartøjets bane ud af solsystemets plan.
Næsten et år senere, i august 1981, fortsatte Voyager 2 undersøgelsen af Saturn -systemet. Flere nærbilleder af Saturns måner blev erhvervet, samt tegn på ændringer i atmosfæren og ringene. Desværre, under flyby, sad sondens drejelige kameraplatform fast i et par dage, og nogle planlagte billeddannelser gik tabt. Saturns tyngdekraft blev brugt til at rette rumfartøjets bane mod Uranus.
Proberne opdagede og bekræftede flere nye satellitter, der kredsede nær eller inden for planetens ringe, samt den lille Maxwell Gap (et hul i C-ringen ) og Keeler-hullet (et 42 km bredt hul i A-ringen ).
Cassini – Huygens rumfartøj
Den Cassini-Huygens rumsonde indtastet kredsløb omkring Saturn den 1. juli 2004. I juni 2004 det gennemførte en tæt forbiflyvning af Phoebe , sende tilbage højopløselige billeder og data. Cassini 's forbiflyvning af Saturns største måne, Titan, optagne radarbilleder af store søer og deres kyster med mange øer og bjerge. Orbiteren færdiggjorde to Titan -flybys, før han frigav Huygens -sonden den 25. december 2004. Huygens faldt ned på overfladen af Titan den 14. januar 2005.
Fra begyndelsen af 2005 brugte forskere Cassini til at spore lyn på Saturn. Lynets kraft er cirka 1.000 gange lynet på Jorden.
I 2006 rapporterede NASA, at Cassini havde fundet tegn på flydende vandreservoirer højst titalls meter under overfladen, der bryder ud i gejsere på Saturns måne Enceladus . Disse stråler af iskolde partikler udsendes i kredsløb omkring Saturn fra ventilationsåbninger i månens sydpolære område. Over 100 gejsere er blevet identificeret på Enceladus. I maj 2011 rapporterede NASA -forskere, at Enceladus "dukker op som det mest beboelige sted ud over Jorden i Solsystemet for livet, som vi kender det".
Cassini -fotografier har afsløret en tidligere uopdaget planetring uden for de lysere hovedringe i Saturn og inde i G- og E -ringene. Kilden til denne ring antages at være nedbrud af en meteoroid ud for Janus og Epimetheus . I juli 2006 blev der returneret billeder af kulbrintesøer nær Titans nordpol, hvis tilstedeværelse blev bekræftet i januar 2007. I marts 2007 blev der fundet kulbrintehav nær Nordpolen, hvoraf den største er næsten på størrelse med Det Kaspiske Hav . I oktober 2006 opdagede sonden en cyklonlignende storm med en diameter på 8.000 km med en øjenmur ved Saturns sydpol.
Fra 2004 til 2. november 2009 opdagede og bekræftede sonden otte nye satellitter. I april 2013 sendte Cassini billeder tilbage af en orkan ved planetens nordpol 20 gange større end dem, der findes på Jorden, med vind hurtigere end 530 km/t (330 mph). Den 15. september 2017 udførte rumfartøjet Cassini-Huygens "Grand Finale" af sin mission: en række passager gennem huller mellem Saturn og Saturns indre ringe. Den atmosfæriske post af Cassini sluttede missionen.
Mulige fremtidige missioner
Den fortsatte udforskning af Saturn anses stadig for at være en levedygtig mulighed for NASA som en del af deres igangværende nye grænseprogram for missioner. NASA anmodede tidligere om, at der skulle fremsættes planer for en mission til Saturn, der omfattede Saturn Atmospheric Entry Probe og mulige undersøgelser af beboelighed og mulig opdagelse af liv på Saturns måner Titan og Enceladus ved Dragonfly .
Observation
Saturn er den fjerneste af de fem planeter, der let kan ses med det blotte øje fra Jorden, de fire andre er Merkur , Venus , Mars og Jupiter. (Uranus, og lejlighedsvis 4 Vesta , er synlige for det blotte øje i mørk himmel.) Saturn ser ud for det blotte øje på nattehimlen som et klart, gulligt lyspunkt. Den gennemsnitlige tilsyneladende størrelse af Saturn er 0,46 med en standardafvigelse på 0,34. Det meste af størrelsesvariationen skyldes ringsystemets hældning i forhold til Solen og Jorden. Den lyseste størrelse, -0,55, forekommer nær i tiden, til når ringenes plan hælder højest, og den svageste størrelse, 1,17, sker omkring det tidspunkt, hvor de er mindst skråtstillede. Det tager cirka 29,5 år for planeten at fuldføre et helt ekliptisk kredsløb mod stjernetegnets baggrundskonstellationer . De fleste mennesker vil kræve et optisk hjælpemiddel (meget stor kikkert eller et lille teleskop), der forstørrer mindst 30 gange for at opnå et billede af Saturns ringe, hvor der er klar opløsning. Når Jorden passerer gennem ringplanet, som forekommer to gange hvert saturnår (omtrent hvert 15. jordår), forsvinder ringene kortvarigt fra synet, fordi de er så tynde. En sådan "forsvinden" vil derefter ske i 2025, men Saturn vil være for tæt på solen til observationer.
Saturn og dens ringe ses bedst, når planeten er ved eller nær modsætning til en planets konfiguration, når den er i en forlængelse på 180 °, og dermed vises modsat Solen på himlen. En saturnisk opposition opstår hvert år - cirka hver 378 dag - og resulterer i, at planeten fremstår som sin klareste. Både Jorden og Saturn kredser Solen om excentriske baner, hvilket betyder, at deres afstande fra Solen varierer over tid, og derfor gør deres afstande fra hinanden, og derfor varierer Saturn's lysstyrke fra den ene modstand til den næste. Saturn fremstår også lysere, når ringene er vinklet, så de er mere synlige. For eksempel, under oppositionen den 17. december 2002 optrådte Saturn på sit lyseste på grund af en gunstig orientering af sine ringe i forhold til Jorden, selvom Saturn var tættere på Jorden og Solen i slutningen af 2003.
Fra tid til anden okkulteres Saturn af Månen (det vil sige Månen dækker Saturn på himlen). Som med alle planeterne i Solsystemet forekommer okkultationer af Saturn i "årstider". Saturniske okkultationer vil finde sted månedligt i cirka en 12-måneders periode, efterfulgt af omkring en fem-årig periode, hvor ingen sådan aktivitet er registreret. Månens bane er skråtstillet i flere grader i forhold til Saturns, så okkultationer vil kun forekomme, når Saturn er nær et af de punkter på himlen, hvor de to fly krydser (både længden af Saturns år og den 18,6-årige års nodale precessionsperiode på Månens bane påvirker periodiciteten).
Noter
Referencer
Yderligere læsning
- Alexander, Arthur Francis O'Donel (1980) [1962]. Planeten Saturn - En historie om observation, teori og opdagelse . Dover. ISBN 978-0-486-23927-9.
- Gore, Rick (juli 1981). "Voyager 1 ved Saturn: Ringenes gåde". National Geographic . Vol. 160 nr. 1. s. 3–31. ISSN 0027-9358 . OCLC 643483454 .
- Lovett, L .; et al. (2006). Saturn: En ny udsigt . Harry N. Abrams. ISBN 978-0-8109-3090-2.
- Karttunen, H .; et al. (2007). Fundamental Astronomy (5. udgave). Springer. ISBN 978-3-540-34143-7.
- Seidelmann, P. Kenneth; et al. (2007). "Rapport fra IAU/IAG -arbejdsgruppen om kartografiske koordinater og rotationselementer: 2006" . Himmelsk mekanik og dynamisk astronomi . 98 (3): 155–180. Bibcode : 2007CeMDA..98..155S . doi : 10.1007/s10569-007-9072-y .
- de Pater, Imke; Lissauer, Jack J. (2015). Planetary Sciences (2. opdateret red.). Cambridge University Press. s. 250. ISBN 978-0-521-85371-2.
Se også
eksterne links
- Oversigt over Saturn af NASA's Science Mission Directorate
- Saturn faktaark på NASA Space Science Data Coordinated Archive
- Saturnian System terminologi af IAU Gazetteer of Planetary Nomenclature
- Cassini-Huygens ældre websted fra Jet Propulsion Laboratory
- Saturn på SolarViews.com
- Interaktiv 3D tyngdekraftsimulering af det croniske system Arkiveret 17. august 2020 på Wayback Machine