SATURN: CARACTERISTICI, COMPOZIȚIE, ORBITĂ, STRUCTURĂ - ARTE - 2025

Saturn este a doua cea mai mare planetă din sistemul solar după Jupiter. Cunoscut pentru sistemul său de inele, aparține planetelor numite Jovians, care sunt situate după centura de asteroizi, care le separă de planetele stâncoase.

Cunoscut încă din cele mai vechi timpuri, deoarece este una dintre cele 5 planete vizibile cu ochiul liber și cel mai îndepărtat de ele, Galileo a fost primul care a observat-o cu un telescop în 1610. Deși a observat deformarea cauzată de inele, lipsa de rezoluție a instrumentului nu i-a permis să-i distingă forma.

Planeta gazoasă Saturn, comparativ cu Pământul, de 95 de ori mai mică. Sursa: Saturn imagine: NASA / JPL / Space Science Institute Imagine pământ: echipaj NASA / Apollo 17 / Domeniu public.

Ani mai târziu, în 1659, Christian Huygens a descris în mod corespunzător celebrele inele. La scurt timp, astronomul italian Giovanni Cassini și-a dat seama că inelele aveau o diviziune, care acum se numește divizia Cassini.

Deși astronomii din antichitate nu au putut detalia sistemul de inele, vederea deja magnifică a planetei trebuie să-i fi impresionat suficient pentru a-i da nume precum "Alap Sahmas" (steaua Soarelui) pentru caldei, "Phaenon" (strălucitor ca Soare) pentru greci sau „Khima” (responsabil pentru potopul universal) pentru evrei.

Romanii antici au asociat planeta cu zeul grec Cronos, tatăl lui Zeus, pe care l-au numit Saturn. În onoarea acestei zeități, festivalurile numite Saturnalia au fost sărbătorite în decembrie, pe care vechii creștini le-au asociat mai târziu cu Crăciunul.

Alte culturi antice, precum hindușii, chinezii și mayașii au, de asemenea, observații ale planetei în registrele lor. Pentru mayași, datele la care au avut loc conjuncțiile lui Saturn, Jupiter și Marte au fost festive.

Caracteristici generale ale lui Saturn

Saturn nu este la fel de mare ca Jupiter, este doar o treime din masa sa, în timp ce raza sa este cu 16% mai mică.

Este cel mai puțin dens dintre planete; la 687 kg / m ^{3 ar} putea pluti pe apă dacă ar exista un ocean suficient de mare pentru a-l conține. Este compus în principal din hidrogen și heliu, cele mai ușoare elemente cunoscute, deși conține altele într-o proporție mult mai mică.

Saturn are propriul său câmp magnetic, mai puțin intens decât cel al lui Jupiter, dar mult mai mult decât cel al Pământului, cu axa magnetică paralelă cu axa de rotație. De aceea, aurorele sunt comune sub formă de cercuri concentrice, chiar în fiecare regiune polară. Acestea sunt formate de mișcarea particulelor încărcate electric în mijlocul câmpului magnetic intens al planetei.

O altă trăsătură distinctivă a lui Saturn este căldura pe care o aruncă în spațiu, radiază aproape de două ori energia pe care o primește de la Soare. Interiorul lui Saturn este foarte fierbinte, iar oamenii de știință cred că se datorează condensului hidrogenului lichid la presiune ridicată. .

Presiunea din interiorul lui Saturn este de un milion de ori mai mare decât presiunea atmosferică a Pământului. Picăturile de hidrogen lichid ridică viteza pe măsură ce se deplasează spre centrul planetei, producând căldură.

Hidrogenul lichid se comportă ca un metal și nu este responsabil doar de căldura radiată, ci de efectul dinamo care creează câmpul magnetic.

Atmosfera lui Saturn seamănă cu cea a lui Jupiter, cu un model similar de benzi ușoare și întunecate. Norii constau din cristale de amoniac, apă și hidrosulfură de amoniu.

Există vânturi puternice și furtuni ocazionale care durează luni întregi pe Pământ. Vânturile ecuatoriale pe Saturn pot atinge 500 m / s.

Rezumatul principalelor caracteristici fizice ale planetei

-Masa: 5,69 x 10 ²⁶ kg.

-Rară ecuațională: 6,0 x 10 ⁴ km

-Raza polară : 5,4 x 10 ⁴ km

-Forma: aplatizată.

-Distanta mare fata de Soare: 1,4 x 10 ⁹ km

- Inclinarea orbitei : 2,5º față de ecliptică.

-Temperatura: între -139 și -189 ºC.

-Gravitate: 10,4 m / s ²

-Câmp magnetic magnetic: Da.

-Atmosfera: Da, mai ales hidrogen.

-Densitate: 687 kg / m ³

-Sateliți: 82 desemnați oficial, multe alte luni minuscule, fără desemnare.

-Inele: Da, un sistem complex.

Inelele lui Saturn

Sistemul de inele al lui Saturn este unic în sistemul solar pentru frumusețea sa extraordinară. Sursa: Pixabay.

Inelele sunt semnul distinctiv al lui Saturn, pentru că, deși ceilalți giganti ai gazelor le dețin, fără îndoială, cei de pe această planetă sunt cei mai spectaculoși.

Inelele sunt compuse în principal din gheață și roci și sunt păstrate în formă datorită acțiunii gravitaționale a unor sateliți specializați: sateliții ciobani.

Ilustrație a inelelor lui Saturn

La început, din cauza lipsei de rezoluție a telescoapelor lor, astronomii au crezut că inelele formează un disc continuu de materie în jurul planetei. În orice caz, grosimea sistemului este neglijabilă, cel mult, abia un kilometru și poate fi contoare în anumite regiuni.

Astronomul italian Giovanni Cassini a fost primul care a observat existența unei linii împărțitoare între ei, în jurul anului 1675.

Ani mai târziu, matematicianul francez Pierre de Laplace a subliniat că există de fapt numeroase inele subțiri. În cele din urmă, James Clerk Maxwell a construit un model în care a propus ca inelele să fie formate din multe particule, fiecare urmând o orbită independentă.

Astronomii disting inele cu literele alfabetului. Cele 7 inele principale și mai strălucitoare sunt A, B, C și D, în timp ce E, F și G sunt mai palide.

Există, de asemenea, mii de inele mai slabe. Cel mai palid și exterior a fost detectat cu un telescop infraroșu și se numește inelul lui Phoebe.

Redarea artistului care arată inelele lui Saturn și sateliții mai mari. Sursa: photojournal.jpl.nasa.gov.

Despicarea lui Cassini separă inelul A de inelul B, dar în același inel A există o regiune întunecată numită split Encke, menținută de unul dintre sateliții lui Saturn: Pan. În regiune există și un inel extrem de subțire.

Există diviziuni cu lățimi diferite, numite și după astronomii celebri: Colombo, Huygens, Maxwell și Keeler.

Originea inelelor

Inelele sunt alcătuite din particule care variază ca mărime de la un grăunte de nisip (microni) până la roci uriașe de zeci de metri lungime, dar astronomii sunt de acord că nu au avut originea în același timp cu planeta, dar de curând.

Principalele inele A, B și C sunt estimate a avea câteva sute de milioane de ani și este foarte puțin în termeni astronomici. Oamenii de știință sunt siguri că toate planetele din sistemul solar s-au format în același timp, acum aproximativ 4,6 miliarde de ani.

Materialul care compune inelele ar fi putut proveni dintr-o cometă, un meteor sau o lună, fragmentată datorită gravitației planetei. În orice caz, nu sunt rămășițele formării planetei.

Cu siguranță, originea inelelor este momentană incertă, dar consensul general este că acestea sunt destul de instabile, așa că, de îndată ce s-au format, pot dispărea de-a lungul câtorva milioane de ani.

Mișcare de traducere

Orbita lui Saturn. Distanța medie între Saturn și Soare este de peste 1.400.000.000 km (9 AU). Cu o viteză orbitală medie de 9,69 km / s, Saturn are nevoie de 10 759 zile de Pământ pentru a ocoli Soarele. Sursa: Todd K. Timberlake autor al Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses /by-sa/3.0)

Saturn are nevoie de 29 de ani și 167 de zile pentru a-și parcurge orbita în jurul Soarelui. Curios, Saturn și Jupiter sunt în rezonanță orbitală, deoarece există o interacțiune gravitațională între ei. Desigur, atracția Soarelui este mult mai mare, dar și cea a lui Jupiter influențează.

Când există rezonanță orbitală între obiectele astronomice, perioadele lor orbitale mențin o anumită proporție, întotdeauna cu un număr mic. În cazul lui Saturn-Jupiter, acesta din urmă rotește 5 rotații la fiecare 2 rotații ale lui Saturn și această rezonanță este considerată a avea efecte stabilizatoare pentru orbitele ambelor planete.

Rezonanța orbitală care apare între particulele care alcătuiesc inelele lui Saturn și sateliții care orbitează între ele, exercită un efect puternic asupra structurii inelelor, de exemplu, existența împărțirii Cassini.

Saturn este planeta din sistemul solar cu cel mai mare număr de sateliți, 6 dintre ei au perioade orbitale legate, să vedem:

-Mimas și Tethys, în raport de 1: 2. Pentru 1 rotație de Mimas, Tethys se transformă de 2 ori.

-Encélado și Dione, în relația 1: 2.

-Hyperion și Titan, în raport 4: 3.

În cele din urmă, este remarcabil faptul că 85% din impulsul unghiular al sistemului solar este concentrat în Jupiter și Saturn, cele mai mari două planete, în contrast cu Soarele, care, deși are cel mai mare procent de masă are un moment unghiular mic.

Momentul unghiular al unui sistem este o cantitate fizică interesantă, deoarece este conservat în absența interacțiunilor externe. Pentru a avea loc o modificare, este necesar un cuplu net din interior.

Datele de mișcare Saturn

Următoarele date descriu pe scurt mișcarea lui Saturn:

-Rama ramane a orbitei: 1,43 x 109 km

- Inclinarea orbitei : 2,5º față de planul eclipticii

-Excentricitate: 0,056

- Viteza orbitală medie : 9,6 km / s

- Perioada de transfer : 29,46 ani

- Perioada de rotație: 10,66 ore

Când și cum să observi Saturn

Planeta Saturn este considerată o planetă superioară, deoarece orbita sa se află în afara orbitei Pământului. Planetele superioare sunt Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Dimpotrivă, planetele a căror orbită este cea mai apropiată de Soare sunt denumite planete inferioare: Mercur și Venus.

Cel mai bun moment pentru a observa o planetă superioară este atunci când Pământul vine între ea și Soare. Pe de altă parte, este mai dificil de văzut când este în conjuncție, fiind mai departe de Pământ și aproape de Soare, ceea ce îl face opac. Situația este descrisă grafic în următoarea imagine:

Opoziția și conjuncția unei planete exterioare. Sursa: Maran, S. Astronomie pentru manechine.

Desigur, unul dintre obiectivele principale ale oricărui observator al cerului este vizualizarea inelelor, pentru care este suficient un mic telescop. Dar este necesar să se țină cont de faptul că uneori inelele sunt la margine în raport cu Pământul și, prin urmare, sunt invizibile.

Unghiul în care sunt privite inelele se schimbă peste 30 de ani, care este momentul în care Saturn orbitează Soarele.

Următoarele opoziții ale lui Saturn sunt:

-2020 : 20 iulie

-2021 : 2 august

-2022 : 14 august

-2023 : 27 august

-2024 : 08 septembrie

-2025 : 21 septembrie

Mișcare rotativă

Saturn are nevoie de o medie de 10,66 ore pentru a finaliza o revoluție pe propria axa de rotație, deși nu toate zonele sale se rotește în același ritm. De exemplu, la ecuator viteza de rotație este de 10,25 ore, în timp ce în interiorul planetei este de aproximativ 10,65 ore.

Acest fenomen este cunoscut sub numele de rotație diferențială și se datorează faptului că planeta nu este solidă, așa cum am spus. Tot datorită naturii sale lichide-gazoase, planeta resimte deformări datorate mișcării de rotație, devenind aplatizată la poli.

Compoziţie

Compoziția lui Saturn este fundamental aceeași cu cea a lui Jupiter și a celorlalte planete gazoase: hidrogen și heliu, numai că, în Saturn, proporția de hidrogen este mai mare, având în vedere densitatea scăzută.

De când Saturn s-a format în regiunea exterioară a nebuloasei care a generat sistemul solar, planeta a fost capabilă să crească rapid și să capteze o cantitate mare de hidrogen și heliu prezent în nebuloasă.

Datorită presiunilor enorme și temperaturilor care cresc pe măsură ce mergeți mai adânc, hidrogenul molecular de pe suprafață este transformat în hidrogen metalic.

Deși planeta este gazoasă, există o proporție mai mică de elemente mai grele în miezul său, care este cel puțin parțial stâncoasă, cum ar fi magneziu, fier și siliciu.

În plus față de aceste elemente, abundă diverse tipuri de gheață, cum ar fi amoniacul, apa și gheața de metan, care tind să se acumuleze spre centrul planetei, care se află la o temperatură ridicată. Din acest motiv, materialul este de fapt lichid, mai degrabă decât gazos.

Norii lui Saturn sunt alcătuiți din amoniac și gheață cu apă, în timp ce în atmosferă, pe lângă aceste substanțe, au fost detectate acetilenă, metan, propan și urme de alte gaze.

Structura interna

Structura internă și externă a lui Saturn. Sursa: Kelvinsong / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Deși dominat de hidrogen și heliu, se crede că Saturn conține un nucleu stâncos în natură. În timpul procesului de formare a planetelor sistemului solar, gazele s-au condensat în jurul acestui nucleu, într-un proces rapid care i-a permis să crească rapid.

Nucleul lui Saturn conține, așa cum am spus, roci și elemente volatile și compuși, înconjurat de un strat de hidrogen lichid. Oamenii de știință estimează că acest nucleu este între 9 și 22 de ori mai mare decât Pământul: aproximativ 25.000 km în rază.

Acest strat de hidrogen lichid este înconjurat pe rând de straturi de hidrogen lichid și heliu, care în cele din urmă devin gazoase. Linia Frenkel este o graniță termodinamică care separă fluidul gazos de lichid.

Sateliții naturali ai lui Saturn

Conform celor mai recente numere, Saturn are 82 de sateliți desemnați și o multitudine de mini lună care încă nu îi lipsesc. Acest lucru face ca planeta Saturn să aibă cei mai mulți sateliți până în prezent.

Sistemul satelit al lui Saturn este foarte complex; de exemplu, se știe că au o acțiune directă asupra inelelor: sateliții păstorilor.

În plus, există sateliți troieni, care rămân pe o orbită stabilă la 60 ° înainte sau în spatele altor sateliți. De exemplu, lunile Telesto și Calypso sunt troieni ai Thetys, unul dintre sateliții majori ai lui Saturn.

Principalii sateliți ai Saturnului sunt Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Hyperion, Iapetus și Phoebe. Acești sateliți au fost cunoscuți încă înainte de misiunile spațiale, dar sondele de cercetare ale lui Saturn au descoperit multe altele.

La stânga Mimas și un crater cu impact uriaș. În dreapta suprafața Titanului. Ambele imagini provin din sonda Cassini. Sursa: Wikimedia Commons.

Cea mai mare dintre toate lunile lui Saturn este Titan, care are și atmosfera proprie și este a doua ca mărime din întregul sistem solar, după Ganymede, marea lună a lui Jupiter. Titan este chiar mai mare decât Mercur.

Pe de altă parte, Enceladus, a șasea lună a lui Saturn în dimensiune, este un bal de zăpadă imens, cu o surpriză: miezul său este acoperit de un ocean de apă lichidă fierbinte.

Saturn și Titan, cel mai important satelit al său

Un fapt curios printre lunile lui Saturn este faptul că există sateliți ale căror orbite sunt la fel, dar reușesc să nu se ciocnească. Cele mai notabile dintre acești sateliți coorbitali sunt Janus și Epimetheus.

Nu toate lunile lui Saturn au o formă sferoidală, există mulți sateliți neregulați, în general ca mărime și orbită destul de departe de planetă.

Titan și atmosfera sa

Mozaic de imagini în infraroșu cu Titan, preluat de sonda Cassini în 2015. Sursa: NASA prin Wikimedia Commons.

Este cel mai mare și cel mai important dintre sateliții lui Saturn, vizibil de pe Pământ ca un punct de lumină mic, cu ajutorul telescopului. Astronomul olandez Christian Huygens a fost primul care a văzut-o în jurul anului 1655, iar John Herschel, deja în secolul XIX, l-a numit Titan.

Densitatea aproximativă este de 1,9 g / cm ³ și deși conține un miez stâncos, este o lume aproape în întregime din gheață.

Titanul are o atmosferă densă dominată de azot și un procent mic de metan, precum și urme de hidrocarburi. Aceasta este o raritate remarcabilă în sistemul solar, deoarece ceilalți sateliți nu au o atmosferă proprie.

De asemenea, are oceane și precipitații, dar nu apă, ci metan. Existența acestui compus este cunoscută încă de la mijlocul secolului XX, datorită spectroscopiei realizate de astronomul Gerard Kuiper. Ulterior, sonda Voyager a confirmat această descoperire.

Lucrul interesant despre Titan este faptul că acolo au fost detectați mulți compuși organici, pe lângă metan, care sunt precursori ai vieții. Mecanismul prin care Titan a dobândit această atmosferă ciudată este încă necunoscut, dar este de mare interes, deoarece abundența de hidrocarburi este mult mai mare decât cea a Pământului.

Ca parte a misiunii Cassini la Saturn, sonda Huygens a reușit să aterizeze pe suprafața Titanului și a găsit o suprafață înghețată, dar plină de forme de teren.

Deși Titan se bucură de o geologie și climă variată, este o lume nedorită pentru oameni. Atmosfera sa este foarte dinamică; de exemplu, vânturile de mare viteză sunt cunoscute ca să sufle, mult superioare celor mai mari uragane terestre.

Misiuni către Saturn

Pionier 11

A fost lansată de NASA în 1973 și a ajuns pe orbita lui Saturn câțiva ani mai târziu, în 1979. Această misiune a capturat imagini cu rezoluție joasă și a găsit, de asemenea, sateliți și inele necunoscute niciodată de pe Pământ.

Sonda s-a prăbușit în sfârșit în 1995, dar purtând placa cu celebrul mesaj creat de Carl Sagan și Frank Drake, în cazul în care navigatorii extratereștri au ajuns peste ea.

voiajor

Această misiune a constat în lansarea a două sonde: Voyager 1 și Voyager 2.

Deși Voyager 1 a fost conceput pentru a ajunge la Jupiter și Saturn, acesta a depășit deja limitele sistemului solar, intrând în spațiul interstelar în 2012. Printre cele mai importante descoperiri ale sale se numără confirmarea existenței atmosferei lui Titan, precum și date importante a atmosferei lui Saturn și a sistemului de inele.

Voyager 2 a colectat informații despre atmosfera lui Saturn, presiunea atmosferică și numeroase imagini de înaltă calitate. După ce a vizitat Saturn, sonda a ajuns în Uranus și Neptun, după care a intrat în spațiul interstelar, la fel ca sonda sora.

Cassini

Misiunea Cassini a fost un proiect comun între NASA, Agenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Italiană. A fost lansat în 1997 de la Cape Canaveral și obiectivul său a fost studierea planetei Saturn și a sistemului său de satelit.

Sonda a ajuns la Saturn în 2004 și a reușit să orbiteze planeta de 294 ori până în 2017, când a rămas fără combustibil. Sonda a fost apoi scufundată în mod deliberat în Saturn, pentru a împiedica prăbușirea într-unul dintre sateliți și, astfel, a evita contaminarea radioactivă.

Cassini a transportat sonda Huygens, primul obiect creat de om care a aterizat pe o lume dincolo de centura asteroidului: Titan, cel mai mare satelit al lui Saturn.

Huygens a contribuit cu imagini ale peisajului lui Titan, precum și a structurii inelelor. De asemenea, a obținut imagini cu Mimas, un alt satelit al lui Saturn care pășește inele. Acestea arată uriașul crater Herschel, cu un munte imens în centrul său.

De asemenea, Cassini a confirmat prezența apei pe Enceladus, a șasea lună glaciară a lui Saturn, cu un diametru de 500 km, care este în rezonanță orbitală cu Dione.

Enceladus, luna înghețată a lui Saturn care adăpostește un ocean în interior. Imagine sondă Cassini. Sursa: Wikimedia Commons. NASA / JPL / Space Science Institute / Domeniu public.

Apa Enceladus este fierbinte, iar planeta este plină de gheizere și fumarole care expulzează vaporii de apă și compuși organici, motiv pentru care mulți cred că ar putea adăposti viață.

Despre Iapetus, un alt dintre sateliții mari ai lui Saturn, imaginile Cassini au dezvăluit o latură întunecată, a cărei origine este încă nedeterminată.

Referințe

1. Cerul lunii. Conjuncții și opoziții planete externe. Recuperat de la: elcielodelmes.com.
2. Maran, S. Astronomie pentru manechine.
3. OALĂ. Misiuni Cassini. Recuperat din: solarsystem.nasa.gov.
4. Powell, M. Planetele cu ochii nudiți în cerul nopții (și cum să le identifice). Recuperat de la: nakedeyeplanets.com.
5. Semințe, M. 2011. Sistemul solar. Ediția a șaptea. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Inel planetar. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Saturn (planeta). Recuperat de la: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Saturn (planeta). Recuperat de la: en.wikipedia.org.