Saturn

Saturn -Fotografie von Hubble

Saturn Es ist der zweitgrößte Planet im Sonnensystem nach Jupiter. Bekannt für sein Ringssystem, gehört es zu den Planeten, die Jovianos genannt werden und nach dem Asteroidengürtel gefunden werden, der sie von den felsigen Planeten trennt.

Bekannt seit der Antike, weil es einer der 5 Planeten ist, die für das bloße Auge sichtbar sind, und der am weitesten dargestellte von ihnen war Galileo der erste, der es 1610 mit einem Teleskop beobachtete. Obwohl er die durch die Ringe verursachte Verformung bemerkte, erlaubte ihm die mangelnde Auflösung des Instruments nicht, seine Form zu unterscheiden.

Es war Jahre später, 1659, als Christian Huygens die berühmten Ringe zu Recht beschrieb. Kurze Zeit später erkannte der italienische Astronom Giovanni Cassini, dass die Ringe eine Division hatten, die jetzt Cassini Division genannt wird.

Obwohl die Antike -Astronomen das Ringsystem nicht detaillieren konnten, musste die großartige Vision des Planeten sie genug beeindrucken, um ihm Namen wie „Alap Sahmas“ (Stern der Sonne) für die Chaldäer, „Phaenon“ (hell wie der Sol) zu geben, das zu verleihen. Für die Griechen oder "Khima" (verantwortlich für die universelle Flut) für die Hebräer.

Die alten Römer haben den Planeten mit dem griechischen Gott Cronos, dem Vater von Zeus, verbunden, den sie Saturn nannten. Zu Ehren dieser Gottheit, die sie im Dezember gefeiert haben.

Andere alte Kulturen wie Hindus, Chinese und Maya haben auch in ihren Aufzeichnungen Beobachtungen auf dem Planeten. Für die Maya waren die Daten, an denen die Konjunktionen von Saturn, Jupiter und Mars festlich waren.

Allgemeine Merkmale des Saturn

Der Saturn -Samstagsplanet im Vergleich zur Erde 95 -mal geringfügig

Saturn ist nicht so groß wie Jupiter, er hat nur ein Drittel seiner Masse, während sein Radius 16 % niedriger ist. 

Es ist die am wenigsten dichte der Planeten; Mit 687 kg/m³ Es könnte im Wasser schweben, wenn es einen Ozean gab, der so groß war, dass er es enthält. Es besteht grundsätzlich aus Wasserstoff und Helium, den leichteren Elementen, obwohl es andere in einem viel geringeren Verhältnis enthält.

Saturn hat ein eigenes Magnetfeld, weniger intensiv als Jupiter, aber viel mehr als die terrestrische, mit der magnetischen Achse parallel zur Rotationsachse. Deshalb sind die Auroras in Form konzentrischer Kreise häufig in jeder polaren Region häufig. Diese werden durch die Bewegung elektrisch geladener Partikel in der Mitte des intensiven Magnetfelds des Planeten gebildet.

Ein weiteres charakteristisches Merkmal des Saturn ist die Wärme, die in den Weltraum wirft, da sie fast die doppelte Energie ausstrahlt, die sie von der Sonne erhält. Das Innere des Saturn ist sehr heiß und Wissenschaftler glauben, dass flüssiger Wasserstoff bei hohem Druck auf die Kondensation von flüssigem Wasserstoff zurückzuführen ist.

Der Druck im Saturn wird millionenfach größer als der terrestrische atmosphärische Druck. Flüssige Wasserstoffabfälle erhalten Geschwindigkeit, wenn sie in Richtung der Mitte des Planeten rennen und Wärme erzeugen.

Flüssiger Wasserstoff verhält sich wie ein Metall und ist nicht nur für bestrahlte Wärme verantwortlich, sondern auch den kreativen Dynamo -Effekt des Magnetfeldes.

Saturns Atmosphäre ähnelt Jupiter, mit einem ähnlichen Muster von hellen und dunklen Bändern. Die Wolken bestehen aus Ammoniak-, Wasser- und Ammoniumhydrosulfuro -Kristallen. 

Es gibt starke Winde und gelegentliche Stürme, die terrestrische Monate dauern. Äquatoriale Winde im Saturn können 500 m/s erreichen. 

Zusammenfassung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Planeten

-Masse: 5.69 x 10²⁶ kg.

-Äquatorialradio: 6.0 x 10⁴ km

-Polar Radio: 5.4 x 10⁴ km

-Form: Hure.

-Durchschnittlicher Entfernung zur Sonne: 1.4 x 10⁹ km

-Neigung der Umlaufbahn: 2.5. in Bezug auf Ekliptik.

-Temperatur: Zwischen -139 und -189 ºC.

-Schwere: 10.4 m/s²

-Eigenes Magnetfeld: Ja.

-Atmosphäre: Ja, meistens Wasserstoff.

-Dichte: 687 kg/m³

-Satelliten: 82 formell bezeichnet, viele andere winzige Monde ohne Bezeichnung.

-Ringe: Ja, ein komplexes System.

Saturns Ringe

Das Saturnringssystem ist im Sonnensystem für seine außergewöhnliche Schönheit einzigartig

Die Ringe sind das charakteristische Siegel des Saturn, denn obwohl die anderen gasförmigen Riesen sie auch besitzen, sind diejenigen dieses Planeten ohne Zweifel die spektakulärsten.

Die Ringe bestehen hauptsächlich aus Eis und Felsen und werden dank der Gravitationswirkung einiger spezialisierter Satelliten in Form gehalten: die Satelliten der Hirten. 

Illustration der Saturnringe

Zu Beginn dachten Astronomen aufgrund mangelnder Auflösung in ihren Teleskopen, dass die Ringe eine kontinuierliche Materie um den Planeten bildeten. In jedem Fall ist die Dicke des Systems verabscheuungswürdig, höchstens nur einen Kilometer, um in einigen Regionen aus Meter zu sein.

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Der italienische Astronom Giovanni Cassini war der erste, der die Existenz einer Trennlinie zwischen ihnen, ungefähr 1675, erkannte.

Jahre später sagte der französische Mathematiker Pierre de Laplace, dass es tatsächlich zahlreiche dünne Ringe gab. Schließlich baute James Clerk Maxwell ein Modell, in dem er vorschlug, dass die Ringe aus vielen Partikeln bestanden, die jeweils nach einer unabhängigen Umlaufbahn bestanden.

Astronomen unterscheiden die Ringe mit Alphabetbuchstaben. Die 7 Haupt- und hellsten Ringe sind A, B, C und D, während E, F und G blasser sind.

Es gibt auch Tausende von schwächsten Ringen. Das blasse und externste wurde mit Infrarot -Teleskop nachgewiesen und heißt FEBE RING.

Künstlerische Darstellung, die Saturns Ringe und große Satelliten zeigt

Cassinis Division trennt Ring A von B, aber im selben Ring A gibt es eine dunkle Region, die genannt wird Verschleizdivision, Unterhalten von einem der Satelliten von Saturn: Brot. In der Region gibt es auch einen extrem dünnen Ring.

Es gibt verschiedene breite Abteilungen, die auch zu Ehren berühmter Astronomen bezeichnet werden: Colombo, Huygens, Maxwell und Keeler.

Ursprung der Ringe

Die Ringe bestehen aus Partikeln, deren Größe von einem Sandkorn (Mikrometer) zu riesigen Steinen mit zehn Meter lang wird.

Es wird geschätzt, dass die Hauptringe A, B und C wahrscheinlich ein paar hundert Millionen Jahre alt sind, und das ist in astronomischen Begriffen nur sehr wenig. Wissenschaftler sind sich sicher, dass alle Planeten des Sonnensystems gleichzeitig gebildet wurden, vor etwa 46 Milliarden Jahren.

Das Material, das die Ringe zusammensetzt. In jedem Fall sind es nicht die Überreste der Bildung des Planeten.

Sicherlich ist der Ursprung der Ringe vorerst ungewiss, aber der allgemeine Konsens besteht darin, dass sie ziemlich instabil sind, so schnell sie sich im Verlauf einiger Millionen Jahre verschwinden können.

Übersetzungsbewegung

Saturn -Umlaufbahn

Saturn dauert 29 Jahre und 167 Tage, um seine Umlaufbahn um die Sonne zu fahren. Interessanterweise sind Saturn und Jupiter in Orbitalresonanz, Da besteht zwischen ihnen eine Gravitationswechselwirkung. Natürlich ist die Anziehungskraft der Sonne viel größer, aber Jupiters Einflüsse.

Wenn zwischen astronomischen Objekten eine Orbitalresonanz vorhanden ist, behalten ihre Orbitalperioden immer einen bestimmten Anteil, immer mit geringen Zahlen. Im Fall des Saturn-Jupiter-Falls drehen letztere 5 Kurven für alle 2 Runden Saturn und es wird angenommen, dass diese Resonanz Stabilisatoreffekte für die Umlaufbahnen beider Planeten hat.

Die Orbitalresonanz, die zwischen den Partikeln auftritt.

Saturn ist der Planet des Sonnensystems mit den meisten Satelliten, 6 von ihnen haben verwandte Orbitalperioden, sehen wir uns:

-Mimas und Tetis, in Relation 1: 2. Für 1 Rückkehr von Mimas wird Tetis 2 -mal dreht.

-Enced und Dione, in Beziehung 1: 2.

-Hyperion und Titan in Relation 4: 3.

Schließlich ist es bemerkenswert, dass 85 % des Winkelimpulses des Sonnensystems auf Jupiter und Saturn konzentriert sind, die beiden Hauptplaneten, im Gegensatz zur Sonne, die trotz des höchsten Prozentsatzes an Masse einen geringen Winkelimpuls aufweist.

Der Winkelimpuls eines Systems ist eine interessante physikalische Größe, da es ohne externe Wechselwirkungen erhalten bleibt. Für eine Änderung ist ein Netto -Drehmoment des Innenraums erforderlich.

Saturn -Bewegungsdaten

Die folgenden Daten beschreiben kurz Saturns Bewegung:

-Medium Radio der Umlaufbahn: 1.43 x 109 km

-Neigung der Umlaufbahn: 2.5. hinsichtlich der Ekliptikebene

-Exzentrizität: 0.056

-Mittlere Orbitalgeschwindigkeit: 9.6 km/s

-Übersetzungszeit: 29.46 Jahre

-Rotationsperiode: 10.66 Stunden

Wann und wie man Saturn beobachtet

Der Planet Saturn gilt als oberer Planet, der seine Umlaufbahn außerhalb der Umlaufbahn der Erde ist. Die oberen Planeten sind Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Im Gegenteil, die Planeten, deren Umlaufbahn näher an der Sonne liegt.

Die beste Zeit, um einen oberen Planeten zu beobachten, ist, wenn die Erde zwischen ihm und der Sonne steht. Andererseits ist es schwieriger zu erkennen, wann es in Verbindung steht und weiter zur Erde und in der Nähe der Sonne ist, die sie undurchsichtig ist. Die Situation wird im folgenden Bild grafisch beschrieben:

Kann Ihnen dienen: thermodynamisches System: Eigenschaften, Typen, Beispiele Opposition und Konjunktion eines äußeren Planeten. Quelle: Maran, s. Astronomie für Dummies.

Natürlich ist es eines der Hauptziele eines Himmelsbeobachters, über die Ringe nachzudenken, für die ein kleines Teleskop genug ist. Es ist jedoch notwendig zu berücksichtigen, dass die Ringe manchmal in Bezug auf das Land singen und daher unsichtbar sind.

Der Winkel, mit dem die Ringe verändert werden, verändert sich über 30 Jahre, in der der Zeitraum, in dem Saturn seine Umlaufbahn um die Sonne bewegt.

Saturns nächste Oppositionen sind: 

-2020: 20. Juli

-2021: 2. August

-2022: 14. August

-2023: 27. August 

-2024: September 08. September 

-2025: 21. September

Rotationsbewegung

Saturn dauert durchschnittlich ca. 10.66 Stunden, um eine eigene Rotationsachse zu vervollständigen, obwohl nicht alle Bereiche mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Zum Beispiel beträgt die Drehzahl in Ecuador 10 10.25 Stunden, während es innerhalb des Planeten ist, ist es 10.Ungefähr 65 Stunden.

Dieses Phänomen ist bekannt als Differentialrotation Und es liegt daran, dass der Planet nicht solide ist, wie wir gesagt haben. Auch aufgrund seiner flüssigglasösen Natur erfährt der Planet aufgrund der Rotationsbewegung eine Verformung, was eine Bitterkeit der Pole macht.

Komposition

Die Zusammensetzung von Saturn ist im Grunde genauso wie die von Jupiter und den anderen gasförmigen Planeten: Wasserstoff und Helium, nur im Saturn ist der Anteil von Wasserstoff angesichts der niedrigen Dichte größer. 

Da der Saturn im äußeren Bereich des Nebel, der das Sonnensystem stammt.

Bild von Saturn und seinen Ringen, aufgenommen vom Cassini -Raumschiff, 2016

Aufgrund der enormen Drücke und Temperaturen, die zunehmen, wenn der molekulare Wasserstoff der Oberfläche in metallischer Wasserstoff vorgegangen ist.

Obwohl der Planet gasförmig ist, gibt es einen geringeren Anteil an schwereren Elementen in seinem Kern, was zumindest teilweise felsig ist, wie Magnesium, Eisen und Silizium. 

Zusätzlich zu diesen Elementen gibt es verschiedene Arten von Eis, wie Ammoniak, Wasser und Methaneis, die sich in der Mitte des Planeten ansammeln, die bei hoher Temperatur sind. Daher ist das Material tatsächlich flüssig anstelle von Gas.

Saturnwolken bestehen aus Ammoniak und Wassereis, während zusätzlich zu diesen Substanzen Acetylen, Methan, Propan und Spuren anderer Gase festgestellt wurden.

Interne Struktur

Saturn interne und externe Struktur. Quelle: Kelvinsong/CC BY-SA (https: // CreateRecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)

Obwohl von Wasserstoff und Helium dominiert, wird angenommen, dass Saturn einen Kern der felsigen Natur enthält. Während des Bildungsprozesses der Planeten des Sonnensystems, um diesen Kern, wurden die Gase in einem schnellen Prozess kondensiert, der es ihm ermöglichte, schnell zu wachsen. 

Der Kern von Saturn enthält, wie wir bereits gesagt haben. Wissenschaftler schätzen, dass dieser Kern zwischen 9 und 22 -mal größer ist als die Erde: etwa 25.000 km Radio ungefähr.

Diese Schicht aus flüssigem Wasserstoff wird wiederum von Wasserstoff- und Flüssighelium -Schichten umgeben, die schließlich in den äußersten Schichten Soda werden. Frenkels Linie ist eine thermodynamische Rand, die die gasförmige Flüssigkeit von der Flüssigkeit trennt.

Saturns natürliche Satelliten

Nach den jüngsten Zählungen hat Saturn 82 Satelliten mit Bezeichnung und eine Vielzahl von Mini -Monden, denen es immer noch fehlt. Dies macht den Saturn zum Planeten mit der größten Anzahl von Satelliten bisher.

Saturns Satellitensystem ist sehr komplex; Zum Beispiel ist bekannt, dass sie eine direkte Aktion auf den Ringen haben: Shepherd -Satelliten. 

Außerdem gibt es trojanische Satelliten, die in einer stabilen Umlaufbahn bei 60 ° vor oder hinter anderen Satelliten bleiben. Zum Beispiel sind die Zitze und die Calipso -Monde Trojaner von Thetys, einer der wichtigsten Satelliten von Saturn.

Saturns Hauptsatelliten sind Titan, Mimas, Encela, Tetis, Dione, Rea, Hyperion, Japoto und FEBE. Diese Satelliten sind seit den Weltraummissionen bekannt, aber Saturns Forschungssonden haben viele weitere entdeckt.

Kann Ihnen dienen: Jupiter (Planet) Links mimas und ein großer Aufprallkrater. Rechts die Titanoberfläche. Beide Bilder stammen aus der Cassini -Sonde. Quelle: Wikimedia Commons.

Der größte aller Saturn -Monde ist Titan, das auch eine eigene Atmosphäre hat und nach Ganymedes, dem großen Mond von Jupiters, der zweitgrößte im gesamten Sonnensystem ist. Titan ist noch größer als Quecksilber.

Andererseits ist der sechste Mond des Saturn -Größe ein riesiger Schneeball mit einer Überraschung: Der Kern ist von einem Ozean aus Flüssigkeit und heißem Wasser bedeckt.

Saturn und Titan, ihr wichtigster Satelliten

Eine merkwürdige Tatsache zwischen Saturns Monden ist, dass es Satelliten gibt, deren Umlaufbahnen gleich sind, aber sie bringen sie zum Schock. Die bemerkenswerteste dieser coorbitalen Satelliten sind Janus und Epimete. 

Nicht alle Saturnmonde haben eine kugelförmige Form, es gibt viele unregelmäßige Satelliten, die normalerweise klein sind und ziemlich weit vom Planeten entfernt sind.

Titan und seine Atmosphäre

Mosaik der Titan -Infrarotbilder, aufgenommen von der Cassini -Sonde im Jahr 2015. Quelle: NASA über Wikimedia Commons.

Es ist die größte und wichtigste von Saturns Satelliten, die mit Hilfe des Teleskops von der Erde als kleiner Lichtpunkt sichtbar ist. Der niederländische Astronom, Christian Huygens.

Seine ungefähre Dichte beträgt 1.9 g/cm³ Und obwohl es einen felsigen Kern enthält, ist es fast alles, was aus Eis besteht.

Titan hat eine dichte Atmosphäre, in der Stickstoff vorherrscht und einen kleinen Prozentsatz an Methan zusätzlich zu Kohlenwasserstoffspuren. Es ist eine bemerkenswerte Seltenheit im Sonnensystem, da den anderen Satelliten ihre eigene Atmosphäre fehlen.

Es hat auch Ozeane und Regen, aber nicht Wasser, sondern Methan. Die Existenz dieser Verbindung ist seit der Mitte des Jahrhunderts bekannt, dank der Spektroskopie des Astronomen Gerard Kuiper. Anschließend bestätigte die Voyager -Sonde diese Entdeckung.

Bild von Saturn und einigen seiner natürlichen Satelliten: leichter, Epimete, Jano, Mimas, Pandora und Prometheus

Das Interessante an Titan ist, dass dort zusätzlich zu Methan viele organische Verbindungen nachgewiesen wurden, die Vorläufer des Lebens sind. Der Mechanismus, durch den Titan diese besondere Atmosphäre erworben hat, ist noch unbekannt, aber es ist ein großes Interesse, da die Häufigkeit von Kohlenwasserstoffen viel höher ist.

Als Teil der Cassini -Mission des Saturn gelang es der Huygens -Sonde, auf der Titan -Oberfläche zu landen, und fand eine gefrorene Oberfläche, aber voller geografischer Unfälle. 

Obwohl Titan eine abwechslungsreiche Geologie und Klima genießt, ist es eine wenig gemütliche Welt für Menschen. Seine Atmosphäre ist sehr dynamisch; Zum Beispiel ist bekannt, dass Winde mit Hochgeschwindigkeitsblas den größten Landhurricanes weit überlegen sind.

Missionen zum Saturn

Pioneer 11

Pioneer 11

Es wurde 1973 von der NASA ins Leben gerufen und einige Jahre später, 1979, Saturns Orbit erreicht. Diese Mission erfasste niedrige Bilder und fand auch unbekannte Satelliten und Ringe, die nie von der Erde gesehen wurden. 

Die Sonde treibte schließlich 1995, trug aber die Plakette mit der berühmten Botschaft von Carl Sagan und Frank Drake, falls Alien -Navigatoren dazu kamen, darüber zu stolpern.

Voyager

Voyager 2

Diese Mission bestand aus dem Start von zwei Sonden: Voyager 1 und Voyager 2.

Obwohl Voyager 1 Jupiter und Saturn erreicht hatte, übertraf er bereits die Grenzen des Sonnensystems und betrat 2012 den interstellaren Raum.  Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört die Bestätigung der Existenz der Titansatmosphäre sowie wichtige Daten aus der Saturn -Atmosphäre und des Ringsystems.

Voyager 2 kompilierte Informationen über Saturns Atmosphäre, Atmosphäredruck und zahlreiche hochwertige Bilder. Nachdem er Saturn besucht hatte, kam die Sonde in Uranus und Neptun an, danach ging er in den interstellaren Raum, genau wie die Schwestersonde.

Cassini

Cassini -Schiffsbaugruppe

Cassini Mission war ein gemeinsames Projekt zwischen der NASA, der Europäischen Raumfahrtagentur und der italienischen Raumfahrtagentur. Es wurde 1997 von Cabo Cañaveral gestartet und sein Ziel war es, den Planeten Saturn und sein Satellitensystem zu untersuchen.

Die Sonde kam 2004 in Saturn und schaffte es, bis 2017 294 -mal auf den Planeten zu umkreisen, indem er seinen Treibstoff erschöpfte. Dann wurde die Sonde absichtlich im Saturn getaucht, um zu vermeiden, gegen einen der Satelliten zu stürzen, und somit radioaktive Verschmutzung zu vermeiden.

Cassini trug die Huygens -Sonde, das erste Objekt, das von der Menschheit in einer Welt jenseits des Asteroidengürtels hergestellt wurde: Titan, Saturns größter Satelliten. 

Huygens steuerten Bilder der Titanlandschaft sowie der Struktur der Ringe bei. Er erhielt auch Bilder von Mimas, einem weiteren Saturn -Satelliten, der richtet. Sie zeigen den riesigen Krater Herschel mit einem riesigen Berg im Zentrum.

Cassini bestätigte auch das Vorhandensein von Wasser in Encama, dem sechsten und Frost von Saturns Mond mit einem Durchmesser von 500 km, der in Orbitalresonanz mit Dione ist. 

Verschluss, der Frost von Saturns Mond, der einen Ozean im Inneren beherbergt. Cassini -Sondenbild

Encard Water ist heiß, und auf dem Planeten gibt es reichlich die Geysire und Fumarolen, die Wasserdampf und organische Verbindungen auslassen, weshalb viele glauben, dass es das Leben beherbergen könnte.

Über Japeto, ein weiterer der großen Satelliten von Saturn, zeigten Cassinis Bilder eine dunkle Seite, deren Ursprung noch unbestimmt ist.