Saturn

Saturn fotografering av Hubble

Saturn Det er den nest største planeten i solsystemet etter Jupiter. Det er kjent for sine ringesystem, og tilhører planetene som heter Jovianos, som finnes etter asteroidebeltet, som skiller dem fra Rocky Planets.

Kjent siden eldgamle tider, fordi det er en av de 5 planetene som er synlige for det blotte øye og det fjerneste av dem, var Galileo den første som observerte det med et teleskop i 1610. Selv om han la merke til deformasjonen forårsaket av ringene, tillot ikke mangelen på oppløsningen av instrumentet ham å skille sin form.

Det var år senere, i 1659, da Christian Huygens med rette beskrev de berømte ringene. Kort tid senere innså italienske astronom Giovanni Cassini at ringene hadde en divisjon, som nå heter Cassini Division.

Selv om antikken astronomer ikke kunne detaljere ringesystemet, måtte den praktfulle visjonen til planeten imponere dem nok til å gi det navn som “Alap Sahmas” (Sola Star) for kaldeerne, “Phaenon” (lys som sol) for grekerne eller "khima" (ansvarlig for den universelle flommen) for hebreerne.

De gamle romerne assosierte planeten med den greske guden Cronos, far til Zeus, som de kalte Saturn. Til ære for denne guddommen feiret de i desember at partiene kalte Saturnal, som senere de gamle kristne forbundet med jul.

Andre eldgamle kulturer som hinduer, kinesere og Maya har også i sine poster observasjoner på planeten. For Mayaene var datoene som konjunksjonene til Saturn, Jupiter og Mars var festlige.

Generelle kjennetegn ved Saturn

Saturn Saturday Planet, sammenlignet med jorden, 95 ganger mindre

Saturn er ikke så stor som Jupiter, den har bare en tredjedel av massen, mens radius er 16 % lavere. 

Det er det minst tette av planetene; Med 687 kg/m³ Den kunne flyte i vannet hvis det var et hav så stort at det inneholdt det. Det er grunnleggende sammensatt av hydrogen og helium, de mest lettere elementene som er kjent, selv om det inneholder andre i mye lavere proporsjon.

Saturn har sitt eget magnetfelt, mindre intenst enn Jupiters, men mye mer enn den terrestriske, med den magnetiske aksen parallelt med rotasjonsaksen. Det er grunnen til at auroraene i form av konsentriske sirkler er vanlige, rett i hver polare region. Disse dannes ved bevegelse av elektrisk ladede partikler midt i det intense magnetfeltet på planeten.

En annen særegen kjennetegn ved Saturn er varmen som kaster ut i verdensrommet, siden den stråler nesten det dobbelte av energien den mottar fra solen. Interiøret i Saturn er veldig varmt og forskere mener at flytende hydrogen ved høyt trykk skyldes kondensering av flytende hydrogen.

Trykket inne i Saturn blir en million ganger større enn det terrestriske atmosfæretrykket. Flytende hydrogendråper skaffer seg hastighet når de løper mot sentrum av planeten, og produserer varme.

Flytende hydrogen oppfører seg som et metall, og er ikke bare ansvarlig for bestrålet varme, men den kreative dynamo -effekten av magnetfeltet.

Saturns atmosfære ligner Jupiters, med et lignende mønster av lyse og mørke band. Skyene består av ammoniakk, vann- og ammoniumhydrosulfuro -krystaller. 

Det er sterk vind og sporadiske stormer de siste jordmånedene. Ekvatorialvind i Saturn kan nå 500 m/s. 

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til planeten

-Masse: 5.69 x 10²⁶ kg.

-Ekvatorial radio: 6.0 x 10⁴ km

-Polar radio: 5.4 x 10⁴ km

-Form: Hore.

-Gjennomsnittlig avstand til solen: 1.4 x 10⁹ km

-Helling av bane: 2.Femte angående ekliptikk.

-Temperatur: Mellom -139 og -189 ºC.

-Tyngdekraft: 10.4 m/s²

-Eget magnetfelt: Ja.

-Atmosfære: Ja, for det meste hydrogen.

-Tetthet: 687 kg/m³

-Satellitter: 82 Formelt utpekt, mange andre bittesmå måner, uten betegnelse.

-Ringer: Ja, et komplekst system.

Saturns ringer

Saturn Rings -systemet er unikt i solsystemet for sin ekstraordinære skjønnhet

Ringene er den særegne Saturns særegen, for selv om de andre gassgigantene også har dem, er de uten tvil de av denne planeten er de mest spektakulære.

Ringene er hovedsakelig sammensatt av is og bergarter og opprettholdes i form takket være gravitasjonsaksjonen til noen spesialiserte satellitter: den Shepherd -satellitter. 

Illustrasjon av Saturns ringer

I begynnelsen, på grunn av manglende oppløsning i teleskopene sine, trodde astronomer at ringene dannet en kontinuerlig disk av materie rundt planeten. I alle fall er tykkelsen på systemet foraktelig, på det meste bare en kilometer, og kan være av meter i noen regioner.

Kan tjene deg: komprimering: konsept og formler, beregning, eksempler, øvelser

Italiensk astronom Giovanni Cassini var den første som innså eksistensen av en skillelinje mellom dem, cirka 1675.

År senere sa den franske matematikeren Pierre de Laplace at det faktisk var mange tynne ringer. Til slutt bygde James Clerk Maxwell en modell der han foreslo at ringene var sammensatt av mange partikler, hver av dem etter en uavhengig bane.

Astronomer skiller ringene med alfabetbrev. De 7 hoved- og lyseste ringene er A, B, C og D, mens E, F og G er mer bleke.

Det er også tusenvis av svakeste ringer. Det mest bleke og eksterne ble oppdaget med infrarødt teleskop og kalles Febe ring.

Kunstnerisk representasjon som viser Saturns ringer og store satellitter

Cassinis divisjon skiller ring A fra B, men i samme ring A er det en mørk region som heter Encke Division, Vedlikeholdt av en av Saturns satellitter: brød. I regionen er det også en ekstremt tynn ring.

Det er forskjellige brede divisjoner, også kalt til ære for kjente astronomer: Colombo, Huygens, Maxwell og Keeler.

Opprinnelse til ringer

Ringene er sammensatt av partikler hvis størrelse går fra et sandkorn (mikron) til enorme bergarter med titalls meter lang, men astronomer er enige om at de ikke har sin opprinnelse samtidig som planeten, men veldig nylig.

Det anslås at hovedringene A, B og C sannsynligvis er noen hundre millioner år gamle, og det er veldig lite i astronomiske termer. Forskere er sikre på at alle planetene i solsystemet ble dannet samtidig, for omtrent 46 milliarder år siden.

Materialet som komponerer ringene kan komme fra en drage, en meteor eller en måne, fragmentert på grunn av planetens alvorlighetsgrad. I alle fall er det ikke restene av planetens formasjon.

Visst.

Oversettelsesbevegelse

Saturn Orbit

Saturn tar 29 år og 167 dager å reise sin bane rundt solen. Interessant nok er Saturn og Jupiter i Orbital resonans, Siden det er gravitasjonsinteraksjon mellom dem. Selvfølgelig er solens attraksjon mye større, men Jupiters påvirker også.

Når det er orbital resonans mellom astronomiske gjenstander, opprettholder deres orbitale perioder en viss andel, alltid med lite antall. Når det.

Orbital resonans som oppstår mellom partiklene som utgjør ringene til Saturn og satellittene som går i bane rundt dem.

Saturn er planeten for solsystemet med mest satellitt, 6 av dem har relaterte orbitale perioder, la oss se:

-Mimas og Tetis, i forhold 1: 2. For 1 retur av Mimas svinger Tetis 2 ganger.

-Enced og Dione, i forhold 1: 2.

-Hyperion og Titan, i forhold 4: 3.

Til slutt er det oppsiktsvekkende at 85 % av solsystemets vinkelmoment er konsentrert i Jupiter og Saturn, de to store planetene, i motsetning til solen, som til tross for at de har den høyeste prosentandelen av massen har lite vinkelmomentum.

Vinkelmomentet til et system er en interessant fysisk størrelse, fordi det er bevart i fravær av ytre interaksjoner. For at en endring skal skje, er et netto dreiemoment fra interiøret nødvendig.

Saturn bevegelsesdata

Følgende data beskriver kort Saturns bevegelse:

-Medium radio i bane: 1.43 x 109 km

-Helling av bane: 2.5. angående ekliptiske plan

-Eksentrisitet: 0.056

-Gjennomsnittlig banehastighet: 9.6 km/s

-Oversettelsesperiode: 29.46 år

-Rotasjonsperiode: 10.66 timer

Når og hvordan du kan observere Saturn

Planeten Saturn regnes som en øvre planet, og er dens bane utenfor jordens bane. De øvre planetene er Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune. Tvert imot, planetene hvis bane er nærmere solen kalles lavere planeter: Merkur og Venus.

Den beste tiden å observere en øvre planet er når jorden står mellom den og solen. På den annen side er det vanskeligere å se når det er sammen. Situasjonen er beskrevet grafisk i følgende bilde:

Kan tjene deg: Termodynamisk system: egenskaper, typer, eksempler Motstand og forbindelse av en ytre planet. Kilde: Maran, S. Astronomi for dummies.

Naturligvis er et av hovedmålene med enhver himmelobservatør å tenke på ringene, som et lite teleskop er nok. Men det er nødvendig å ta hensyn til at noen ganger synger ringene med hensyn til landet, og derfor er de usynlige.

Vinkelen som ringene blir sett på endringer over 30 år, som er perioden der Saturn reiser sin bane rundt solen.

Saturns neste opposisjoner er: 

-2020: 20. juli

-2021: 2. august

-2022: 14. august

-2023: 27. august 

-2024: 8. september 

-2025: 21. september

Rotasjonsbevegelse

Saturn tar et gjennomsnitt rundt 10.66 timer for å fullføre en sving på sin egen rotasjonsaks, selv om ikke alle områdene svinger med samme takt. For eksempel i Ecuador er rotasjonshastigheten 10.25 timer, mens inne i planeten er den 10.Cirka 65 timer.

Dette fenomenet er kjent som Differensiell rotasjon Og det er fordi planeten ikke er solid, som vi har sagt. Også på grunn av dens flytende kjønn, opplever planeten deformasjon på grunn av rotasjonsbevegelsen, noe.

Sammensetning

Saturns sammensetning er grunnleggende den samme som Jupiter og de andre gassformige planetene: hydrogen og helium, bare i Saturn er andelen hydrogen større, gitt den lave tettheten. 

Siden Saturn ble dannet i det ytre området av tåken som oppsto solsystemet, kunne planeten vokse raskt og fange en stor mengde hydrogen og helium til stede i nebulaen.

Bilde av Saturn og hans ringer, tatt av Cassini -romfartøyet, 2016

På grunn av det enorme trykk og temperaturer øker når det molekylære hydrogenet på overflaten er avansert i metallisk hydrogen.

Selv om planeten er gassformig, er det en lavere andel tyngre elementer i kjernen, som i det minste delvis er steinete, for eksempel magnesium, jern og silisium. 

I tillegg til disse elementene florerer forskjellige typer is, som ammoniakk, vann og metanis, som har en tendens til å samle seg mot midten av planeten, som er ved høy temperatur. Derfor er materialet faktisk flytende, i stedet for gass.

Saturnskyer består av ammoniakk og vannis, mens i atmosfæren, i tillegg til disse stoffene, er acetylen, metan, propan og spor av andre gasser blitt påvist.

Intern struktur

Saturn intern og ekstern struktur. Kilde: Kelvinsong/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)

Selv om det er dominert av hydrogen og helium, antas det at Saturn inneholder en kjerne av steinete natur. Under dannelsen av planetene til solsystemet ble gassene rundt denne kjernen kondensert, i en rask prosess som tillot den å vokse raskt. 

Saturns kjerne inneholder, som vi har sagt, bergarter og flyktige elementer og forbindelser, omgitt av et lag med flytende hydrogen. Forskere anslår at denne kjernen er mellom 9 og 22 ganger større enn jorden: ca. 25.000 km radio omtrent.

Dette laget med flytende hydrogen er igjen omgitt av lag med hydrogen og flytende helium, som endelig blir brus i de ytterste lagene. Frenkels linje er en termodynamisk grense som skiller gassformig væske fra væsken.

Saturns naturlige satellitter

I følge de siste tellingene har Saturn 82 satellitter med betegnelse, og et mangfold av mini -måner som fremdeles mangler. Dette gjør Saturn til planeten med den største mengden satellitter til dags dato.

Saturns satellittsystem er veldig sammensatt; For eksempel er det kjent at de har en direkte handling på ringene: Shepherd -satellitter. 

I tillegg er det trojanske satellitter, som forblir i en stabil bane ved 60 ° foran eller bak andre satellitter. For eksempel er The Teat og Calipso Moons trojanere av Thetys, en av Saturns viktigste satellitter.

Saturns viktigste satellitter er Titan, Mimas, Encela, Tetis, Dione, Rea, Hyperion, Japoto og Febe. Disse satellittene er kjent siden før romoppdragene, men Saturns forskningssonder har oppdaget mange flere.

Kan tjene deg: Jupiter (planet) Til venstre Mimas og et stort slagkrater. Til høyre Titan -overflaten. Begge bildene kommer fra Cassini -sonden. Kilde: Wikimedia Commons.

Den største av alle Saturns måner er Titan, som også har sin egen atmosfære og er den nest største i hele solsystemet, etter Ganymedes, Jupiters store måne. Titan er enda større enn kvikksølv.

På den annen side er den sjette Moon of Saturn i størrelse, en enorm snøball med en overraskelse: kjernen er dekket av et hav av væske og varmt vann.

Saturn og Titan, deres viktigste satellitt

Et nysgjerrig faktum mellom Saturns måner er at det er satellitter hvis baner er de samme, men de får dem til å sjokkere. De mest bemerkelsesverdige av disse koorbitale satellittene er Janus og Epimete. 

Ikke alle Saturns måner har en sfæroidform, det er mange uregelmessige satellitter, vanligvis små og baner ganske langt fra planeten.

Titan og dens atmosfære

Mosaikk av Titan infrarøde bilder, tatt av Cassini -sonden i 2015. Kilde: NASA gjennom Wikimedia Commons.

Det er den største og viktigste av Saturns satellitter, synlig fra jorden som et lite lyspunkt, ved hjelp av teleskopet. Den nederlandske astronomen Christian Huygens var den første som så ham rundt 1655 og John Herschel, allerede i nineteen.

Den omtrentlige tettheten er 1.9 g/cm³ Og selv om den inneholder en steinete kjerne, er den en verden nesten alt laget av is.

Titan har en tett atmosfære der nitrogen dominerer og en liten prosentandel av metan, i tillegg til hydrokarbonspor. Det er en bemerkelsesverdig sjeldenhet i solsystemet, siden de andre satellittene mangler sin egen atmosfære.

Den har også hav og regn, men ikke vann, men metan. Eksistensen av denne forbindelsen har vært kjent siden midten av Twentieth Century, takket være spektroskopien utført av astronomen Gerard Kuiper. Deretter bekreftet Voyager -sonden denne oppdagelsen.

Bilde av Saturn og noen av hans naturlige satellitter: lettere, epimete, Jano, Mimas, Pandora og Prometheus

Det interessante med Titan er at mange organiske forbindelser er blitt oppdaget der, i tillegg til metan, som er forløpere i livet. Mekanismen som Titan skaffet seg denne særegne atmosfæren er fremdeles ukjent, men det er en stor interesse, fordi overflod av hydrokarboner er mye høyere enn jorden.

Som en del av Cassini -oppdraget til Saturn, klarte Huygens -sonden å lande på Titan -overflaten og fant en frossen overflate, men full av geografiske ulykker. 

Selv om Titan har en variert geologi og klima, er det en liten koselig verden for mennesker. Atmosfæren er veldig dynamisk; For eksempel er det kjent at vind av høyhastighetsblåsing, langt overlegen de største landet orkaner.

Oppdrag til Saturn

Pioneer 11

Pioneer 11

Det ble lansert av NASA i 1973 og nådde Saturns bane noen år senere, i 1979. Dette oppdraget tok bilder med lav oppløsning og fant også ukjente satellitter og ringer som aldri er sett fra jorden. 

Sonden drev endelig i 1995, men bar plaketten med den berømte meldingen som ble opprettet av Carl Sagan og Frank Drake, i tilfelle fremmede navigatører kom til å snuble over den.

Voyager

Voyager 2

Dette oppdraget besto av å lansere to sonder: Voyager 1 og Voyager 2.

Selv om Voyager 1 ble tenkt for å nå Jupiter og Saturn, overskred han allerede rammen av solsystemet, og kom inn i det interstellare rommet i 2012.  Blant de viktigste funnene er bekreftelsen av eksistensen av Titans atmosfære, samt viktige data fra Saturns atmosfære og ringesystemet.

Voyager 2 samlet informasjon om Saturns atmosfære, atmosfærepress og mange bilder av høy kvalitet. Etter å ha besøkt Saturn, ankom sonden Uranus og Neptune, hvoretter han gikk inn i det interstellare rommet, akkurat som søstersonden.

Cassini

Cassini Ship Assembly

Cassini Mission var et felles prosjekt mellom NASA, European Space Agency og det italienske romfartsorganet. Den ble lansert i 1997 fra Cabo Cañaveral, og målet var å studere planeten Saturn og satellittsystemet.

Sonden ankom Saturn i 2004 og klarte å bane 294 ganger til planeten til 2017, ved å utmatte drivstoffet. Da ble sonden bevisst nedsenket i Saturn, for å unngå å krasje mot en av satellittene og dermed unngå radioaktiv forurensning.

Cassini bar Huygens -sonden, det første objektet produsert av menneskeheten i landing i en verden utenfor asteroidebeltet: Titan, Saturns største satellitt. 

Huygens bidro med bilder av Titan -landskapet, så vel som strukturen i ringene. Han skaffet seg også bilder av Mimas, en annen Saturn -satellitt som hyrder ringer. De viser det enorme krateret Herschel, med et stort fjell i sentrum.

Cassini bekreftet også tilstedeværelsen av vann i Encama, den sjette og frost av Saturns måne, 500 km i diameter, som er i orbital resonans med Dione. 

Encard, Frost of Saturns måne som huser et hav inni. Cassini -sondebilde

Encard Water er varmt, og på planeten er det florerer geysirene og fumarolene som utviser vanndamp og organiske forbindelser, og det er grunnen til at mange tror at det kan huse livet.

Om Japeto, en annen av Saturns store satellitter, avslørte Cassinis bilder en mørk side, hvis opprinnelse fremdeles er ubestemt.