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.
Naziv satelita
a
i
e Peri Čvor
M Rev. mag
Prečnik God.
(km)
(st)
(st)
(st)
(st) (dana)
(km)
Pravilni
sateliti
Polazeći od planeti
najbližeg prstena (D) 66000
XVIII Pan S/1981 S3 133600 0.000 0.000 0.0 0.0 122.0 0.575 19 20 1981
XV Atlas S/1980 S28 137700 0.000 0.000 0.0 0.0 186.5 0.602 18.5 32 1980
XVI Prometheus S/1980 S27 139400 0.000 0.002 212.8 0.0 335.7 0.613 15.5 100 1980
XVII Pandora S/1980 S26 141700 0.000 0.004 68.2 0.0 13.9 0.629 16 84 1980
XI Epimetheus S/1980 S3 151400 0.335 0.021 100.9 335.0 56.0 0.69 15 119 1980
X Janus S/1980 S1 151500 0.165 0.007 27.9 303.8 236.5 0.70 14 178 1980
I Mimas 185600 1.566 0.021 322.9 177.5 100.2 0.94 12.5 397 1789
II Enceladus 238100 0.010 0.000 334.7 137.1 162.0 1.37 11.5 499 1789
XIII Telesto S/1980 S13 294700 1.158 0.001 80.7 126.1 7.9 1.89 18 24 1980
III Tethys 294700 0.168 0.000 149.2 149.2 28.8 1.89 10 1060 1684
XIV Calypso S/1980 S25 294700 1.473 0.001 43.6 209.2 201.8 1.89 18.5 19 1980
IV Dione 377400 0.002 0.000 174.0 57.7 109.2 2.74 10 1118 1684
XII Helene S/1980 S6 377400 0.212 0.000 80.4 10.2 10.0 2.74 18 32 1980
End of Outer most Ring (E) 480000
V Rhea 527100 0.327 0.001 205.9 1.095 238.7 4.518 9 1528 1672
VI Titan 1221900 1.634 0.029 172.7 44.05 192.1 15.95 8 5150 1655
VII Hyperion 1464100 0.568 0.018 262.1 273.9 52.96 21.28 14 266 1848
VIII Iapetus 3560800 7.570 0.028 275.9 75.58 350.3 79.33 10.5 1436 1671