Saturnus | |
Saturnus, jonka Cassini- koetin näki vuonna 2008. | |
Orbitaalin ominaisuudet | |
---|---|
Semi-major-akseli | 1426700000 km (9.536 7 tuumaa ) |
Aphelia | 1503500000 km (10,05 au ) |
Perihelion | 1349800000 km (9.023 tuumaa ) |
Orbitaalin ympärysmitta | 8957500000 km (59,877 tuumaa ) |
Eksentrisyys | 0,0539 |
Vallankumouksen aika | 10 754 pv (≈ 29,44 a ) |
Synodinen jakso | 378,039 d |
Keskimääräinen kiertoradan nopeus | 9640 7 km / s |
Suurin kiertoradan nopeus | 10,182 km / s |
Kiertoradan vähimmäisnopeus | 9,141 km / s |
Kaltevuus on ekliptikan | 2,486 ° |
Nouseva solmu | 113,7 ° |
Perihelion-argumentti | 338,94 ° |
Tunnetut satelliitit | 82 vahvistettua (joista 53 nimettiin) ja noin 150 pientä kuuta . |
Tunnetut renkaat | Main 7 , hienoksi jaettu. |
Fyysiset ominaisuudet | |
Päiväntasaajan säde | 60268 km (9,4492 maapalloa) |
Polaarisäde | 54359 km (8,5521 maapalloa) |
Volumetrinen keskisäde |
58232 km: n (9014 Lands) |
Litistäminen | 0,09796 |
Päiväntasaajan kehä | 378675 km |
Alue | 4346 6 × 10 10 km 2 (83703 maata) |
Äänenvoimakkuus | 8271 3 × 10 14 km 3 (763 maata) |
Massa | 5684 6 × 10 26 kg (95152 maapalloa) |
Kaiken tiheys | 687,3 kg / m 3 |
Pinnan painovoima | 10,44 m / s 2 (1,064 g) |
Vapautusnopeus | 35,5 km / s |
Kiertoaika ( sivupäivä ) |
0,448 pv (10 h 33 min) |
Pyörimisnopeus ( päiväntasaajalla ) |
34821 km / h |
Akselin kallistus | 26,73 ° |
Pohjoisen navan oikea nousu | 40,60 ° |
Pohjoisen navan hajoaminen | 83,54 ° |
Visuaalinen geometrinen albedo | 0,47 |
Bond Albedo | 0,342 |
Solar säteilyvoimakkuus | 14,90 W / m 2 (0,011 Maa) |
Mustan ruumiin tasapainolämpötila |
81,1 K ( -191,9 ° C ) |
pinnan lämpötila | |
• Lämpötila 10 k Pa | 84 K ( −189 ° C ) |
• Lämpötila 100 k Pa | 134 K ( −139 ° C ) |
Ilmakehän ominaisuudet | |
Tiheys on 100 k Pa |
0,19 kg / m 3 |
Asteikon korkeus | 59,5 km |
Keskimääräinen moolimassa | 2,07 g / mol |
Divety H 2 | > 93% |
Helium Hän | > 5% |
Metaani CH 4 | 0,2% |
Höyry vesi H 2 O | 0,1% |
Ammoniakki NH 3 | 0,01% |
Etaani C 2 H 6 | 0,0005% |
Fosforihydridi PH 3 | 0,0001% |
Tarina | |
Babylonian jumaluus | Ninurta ( Ninib ) |
Kreikan jumaluus | Κρόνος |
Kiinalainen nimi (aiheeseen liittyvä tuote) |
Tǔxīng 土星(maa) |
Saturnus on kuudes planeetta on Solar System järjestyksessä etäisyyden Sun , ja toiseksi suurin koko ja massa jälkeen Jupiter , joka on kuin se kaasujättiläisen planeetta . Sen keskimääräinen säde 58232 km on noin yhdeksän ja puoli kertaa maapallon säde ja sen 568,46 × 10 24 kg massa on 95 kertaa suurempi. Kiertää keskimäärin noin 1,4 miljardia kilometriä auringosta (9,5 tähtitieteellistä yksikköä ), sen kierrosaika on vajaat 30 vuotta, kun taas kiertymäjakson arvioidaan olevan 10 h 33 min .
Planeetan tunnetuin piirre on sen näkyvä rengasjärjestelmä . Galileo havaitsi ne pääasiassa jää- ja pölyhiukkasista, ja ne havaittiin ensimmäistä kertaa vuonna 1610 , ja ne olisivat muodostuneet alle 100 miljoonaa vuotta sitten. Saturnus on planeetta eniten luonnon satelliittien 82 vahvistettu ja satoja pieniä satelliitteja sen saattueensa. Sen suurin kuu, Titan , on toiseksi suurin aurinkokunnassa ( Ganymeden , Jupiterin kuun takana , molempien halkaisija on suurempi kuin Merkuruksen ), ja se on ainoa tunnettu kuu, jolla on huomattava ilmapiiri . Toinen merkittävä kuu, Enceladus , lähettää voimakas jää kuumien lähteiden ja sanotaan olevan mahdollisia elinympäristö varten mikrobien elämää .
Saturnuksen sisustus koostuu hyvin todennäköisesti silikaattien ja raudan kivisestä ytimestä , jota ympäröivät kerrokset, jotka muodostavat tilavuudeltaan 96-prosenttista vetyä, joka on peräkkäin metallista, sitten nestemäistä ja sitten kaasumaista , sekoitettuna heliumiin . Siten sillä ei ole kiinteää pintaa ja se on planeetta, jolla on pienin keskimääräinen tiheys , 0,69 g / cm 3 - 70% veden tiheydestä . Metallisessa vetykerroksessa oleva sähkövirta saa aikaan sen magnetosfäärin , joka on toiseksi suurin aurinkokunnassa, mutta paljon pienempi kuin Jupiterin . Ilmapiiri Saturnuksen yleensä tylsää ja puuttuu vastoin vaikka pitkäaikaiset ominaisuudet voivat tuntua Hexagon sen pohjoisnapaa . Tuulet Saturn voi saavuttaa nopeuden 1800 km / h , toiseksi nopein aurinkokunnan jälkeen kuin Neptunus . Se on tutkittava neljä avaruusluotaimet : Pioneer 11 , Voyager 1 ja 2 ja Cassini-Huygens (nimetty kaksi tähtitieteilijöiden suuresti ennakoiden tietämys Saturnuksen järjestelmä on XVII th -luvulla ).
Havaittavissa kanssa paljain silmin , että yötaivaalla ansiosta keskimäärin magnitudi 0,46 - vaikka sillä on pienempi vaaleus kuin muiden planeettojen - se on tiedossa vuodesta esihistoriallisista ajoista ja on siten pitkään ollut planeetan maailman. Kauimpana aurinko tunnetaan. Myös sen havainnolla on inspiroinut myyttejä ja se on nimetty roomalaisen jumalan ja maatalouden Saturn ( Cronos in Kreikan mytologiassa ), sen tähtitieteellinen symboli ♄ edustaa jumalan sirppi .
Saturnuksella on vallankumouksen ellipsoidin muoto : planeetta on litistynyt pylväissä ja paisunut päiväntasaajassa, mikä johtuu sen nopeasta pyörimisestä itsessään ja erittäin sulavasta sisäisestä koostumuksesta. Sopimuksen mukaan planeetan pinta määritellään paikaksi, jossa ilmanpaine on 1 bar (100 000 Pa ) ja jota käytetään vertailupisteenä korkeuksiin. Sen päiväntasaajan ja napan säteet eroavat melkein 10 prosentilla 60 268 kilometrillä 54 364 kilometriin nähden , mikä antaa keskimääräisen tilavuussäteen 58 232 km - 9,5 kertaa suuremman kuin Maan säde. Tämä tulee alas huipukkuus 0,098, suurin jättiläisplaneettoihin - ja planeettoja aurinkokunnan yleensä.
Saturnus on toiseksi eniten massiivinen planeetta aurinkokunnan, jonka massa 3,3 kertaa vähemmän kuin Jupiter , mutta 5,5 kertaa kuin Neptunus ja 6,5 kertaa kuin Uranus . Jupiter ja Saturnus edustavat vastaavasti 318 kertaa ja 95 kertaa maapallon massaa , molemmilla planeetoilla on 92% aurinkokunnan koko planeettamassasta.
Pinta painovoiman pitkin päiväntasaajaa, 8,96 m / s 2 , on 90%, joka on pinnalla Maan päiväntasaajan . Kuitenkin julkaisu nopeus päiväntasaajalla on 35,5 km / s , noin kolme kertaa nopeammin kuin maapallolla.
Saturnus on aurinkokunnan vähiten tiheä planeetta 0,69 g / cm 3 eli noin 70% veden tiheydestä. Vaikka Saturnuksen ydin on huomattavasti tiheämpi kuin vesi, keskimääräinen tiheys pienenee sen suuren ilmakehän takia. Tämän havainnollistamiseksi mainitaan joskus, että jos siellä olisi riittävän suuri valtameri, se kelluisi. Todellisuudessa olisi ilmeisesti mahdotonta saada planeetta, jolla on riittävän syvä valtameri - se olisi suuruusluokkaa aurinkoa eikä olisi siksi vakaa - eikä Saturnuksen koheesio säilyisi, koska se on kaasumaista sen hyvin tiheä ydin virtaisi vastaavasti.
Saturnus luokitellaan kaasujätiksi, koska se koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista . Siten tavalliset planeettamallit viittaavat siihen, että Saturnuksen sisustus on samanlainen kuin Jupiter, jossa kivinen ydin on vedyn ja heliumin ympäröimä sekä haihtuvien aineiden jäämiä - joita kutsutaan myös "jääksi".
Kallioperä olisi koostumukseltaan samanlainen kuin maapallo, joka koostuu silikaateista ja raudasta , mutta tiheämpi. Planeetan painovoimakentän ja kaasumaisten planeettojen geofysikaalisten mallien perusteella on arvioitu , että ytimen massan on oltava 9–22 kertaa maapallon massa ja sen halkaisija on noin 25 000 km . Tätä ympäröi paksumman nestemäisen metallivedyn kerros , jota seuraa nestekerros molekyylivetyä ja heliumia, joka muuttuu vähitellen kaasuksi korkeuden kasvaessa. Uloin kerros ulottuu yli 1000 km: n ja koostuu kaasusta. Suurin osa Saturnuksen massasta ei ole kaasun vaiheessa , koska vety tulee nestemäiseksi, kun tiheys ylittää 0,01 g / cm 3 , jolloin tämä raja saavutetaan pallon pinnalla, joka vastaa 99,9% Saturnuksen massasta.
Saturnuksen sisäinen lämpötila on erittäin korkea, se saavuttaa sydämessään 12 000 K (11 727 ° C ) lämpötilan ja säteilee Jupiterin tapaan avaruuteen enemmän energiaa kuin se saa auringolta - noin 1,78 kertaa. Lämpöenergia on Jupiter generoidaan Kelvin-Helmholtz mekanismi on painovoiman puristus hidas, mutta tällainen prosessi ei yksin riitä selittämään lämpöä Saturnus, koska se on vähemmän massiivinen. Vaihtoehtoinen tai lisämekanismi olisi lämmön tuottaminen heliumpisaroiden "sateen" kautta Saturnuksen syvyydessä. Kun pisarat laskeutuvat pienemmän tiheyden vetyjen läpi, prosessi vapauttaisi täten lämpöä kitkan kautta ja jättäisi Saturnuksen ulkokerrokset tyhjentyneeksi heliumista. Nämä laskeutuvat pisarat ovat saattaneet kerääntyä ydintä ympäröivään heliumkuoreen. Tämä sekoittumattomuusasteen vedystä ja heliumista, teoreettisesti ennustettu lähtien 1970 , varmistettiin kokeellisesti 2021. On myös ehdotettu, että timantti suihkut sisällä tapahtuu Saturnus, aivan kuten sisällä Jupiter. Ja jään jättiläiset Uranus ja Neptunus.
Kuitenkin, koska sen etäisyys Sun Saturnuksen lämpötila laskee nopeasti, kunnes se saavuttaa 134 K (-139 ° C) on 1 bar, 84 K (-189 ° C) on 0,1 bar, tehokasta lämpötilaa 95 K (-178 ° C) .
Saturnuksen ylempi ilmakehä on 96,3 tilavuusprosenttia vetyä ja 3,25 tilavuusprosenttia heliumia . Tämä heliumin osuus on merkittävästi pienempi kuin tämän elementin runsaus auringossa . Heliumia raskaampien alkuaineiden määrää (kutsutaan metallisuudeksi ) ei tiedetä tarkasti, mutta osuuksien oletetaan vastaavan aurinkokunnan muodostumisesta johtuvia alkurikkauksia ; näiden alkuaineiden kokonaismassan arvioidaan olevan 19-31 kertaa suurempi kuin maan , ja merkittävä osa sijaitsee Saturnuksen ytimen alueella. Jälkiä CH 4 metaani, Etaani C 2 H 6, Ammoniakki NH 3, Asetyleeni C 2 H 2ja fosfiinia PH 3 havaittiin myös.
Auringon ultraviolettisäteily aiheuttaa metaanin fotolyysin ilmakehän yläosassa, mikä johtaa hiilivetyjen tuotantoon , jolloin saadut tuotteet kulkeutuvat alaspäin pyörteisillä pyörteillä ja diffuusiona . Tätä fotokemiallista sykliä moduloi Saturnuksen kausittainen sykli .
PilvikerroksiaKuten Jupiter, Saturnuksen ilmakehä on järjestetty yhdensuuntaisiksi alueiksi, vaikka nämä kaistat ovat vähemmän kontrastisia ja leveämpiä päiväntasaajan lähellä. Nämä vyöhykkeet johtuvat metaanin läsnäolosta planeetan ilmakehässä, mitä enemmän tummempi, sitä enemmän pitoisuus on.
Saturnuksen pilvijärjestelmää havaittiin ensimmäisen kerran vasta Voyager- tehtävien aikana 1980-luvulla. Siitä lähtien maanpäälliset kaukoputket ovat edenneet ja niiden avulla on voitu seurata Saturnuksen ilmakehän kehitystä. Siten Jupiterissa yleisiä piirteitä, kuten pitkäikäisiä soikeita ukkosmyrskyjä, löytyy Saturnuksesta; Lisäksi näiden kaistojen kuvaamiseen käytetty nimikkeistö on sama kuin Jupiterillä. Vuonna 1990 , The Hubble teleskooppi havaittiin erittäin suuri valkoinen pilvi lähellä päiväntasaajaa Saturnuksen joka ei ollut läsnä kulun aikana Voyager koettimien, ja vuonna 1994 toinen myrsky vaatimaton koko havaittu.
Saturnuksen pilvien koostumus vaihtelee syvyyden ja paineen kasvaessa. Korkeimmassa alueilla, joissa lämpötilat vaihtelevat 100 K (-173 ° C) ja 160 K: n (-113 ° C) ja paine välillä 0,5 ja 2 baaria, pilvet koostuvat ammoniakin kiteitä . H 2 O vettä jää on löydetty välillä 2,5 ja 9 baarialämpötiloissa 185 K (−88 ° C) - 270 K (−3 ° C) . Nämä pilvet sekoittuvat ammoniumhydrosulfidin NH 4 SH jääpalojen kanssavälillä 3 ja 6 baaria, lämpötilan ollessa välillä 190 K (-83 ° C) - 235 K (-38 ° C) . Lopuksi alemmat kerrokset, joissa paineet ovat välillä 10 - 20 bar ja lämpötilat välillä 270 K (-3 ° C) - 330 K (57 ° C) , sisältävät vesipisaroiden alueen ammoniakin kanssa (ammoniakki vesiliuoksessa ).
Vuonna 2007 Cassini- koettimen lähettämissä kuvissa pohjoisen pallonpuoliskon ilmakehä näyttää sinisiltä, samanlainen kuin Uranus . Tämä väri johtuu todennäköisesti Rayleigh-sironnasta .
MyrskyjäTuulet Saturnuksen ovat toiseksi nopeimman joukossa planeetat aurinkokunnan jälkeen kuin Neptunus . Voyager- tietojen mukaan itätuulet ovat jopa 500 m / s ( 1800 km / h ).
Vuonna 1990 havaittu myrsky on esimerkki Suuresta valkoisesta paikasta , ainutlaatuisesta, mutta lyhytaikaisesta ilmiöstä, joka esiintyy kerran Saturnuksen vuodessa tai joka 30. maapallovuosi pohjoisen pallonpuoliskon kesäpäivänseisausaikana . Suuria valkoisia pilkkuja nähtiin aiemmin vuosina 1876 , 1903 , 1933 ja 1960 . Viimeisen suuren valkoisen paikan havaitsi Cassini vuosina 2010 ja 2011. Vapauttamalla säännöllisesti suuria määriä vettä nämä myrskyt osoittavat, että Saturnuksen alempi ilmakehä sisältäisi enemmän vettä kuin Jupiter.
Kuusikulmainen aaltojärjestelmä, joka säilyy pohjoisen napa-pyörteen ympärillä noin + 78 ° leveydellä - kutsutaan Saturnuksen kuusikulmaksi - havaitaan ensimmäisen kerran Voyager- kuvien ansiosta . Kuusikulmion sivut ovat kukin noin 13 800 km pitkiä, enemmän kuin maapallon halkaisija. Koko rakenne pyörii aikana vain yli 10 h 39 min 24 s , mikä vastaa ajanjaksoa päästöjen radio planeetan ja oletetaan olevan ajan sisemmän Saturnus. Tämä järjestelmä ei muutu pituudelta kuin muut näkyvän ilmakehän pilvirakenteet. Kuvion alkuperä ei ole varma, mutta useimmat tutkijat uskovat, että se on kokoelma pysyviä aaltoja ilmakehässä. Todellakin, samankaltaiset monikulmaiset muodot on toistettu laboratoriossa nesteiden differentiaalisella kiertämisellä.
Etelänavalla Hubble-avaruusteleskoopin vuosina 1997-2002 ottamat kuvat osoittavat suihkuvirran olemassaolon , mutta eivät polaaripyörrettä tai vastaavaa kuusikulmaista järjestelmää. Kuitenkin NASA raportoitu marraskuussa 2006, että Cassini oli havaittu samanlaista myrsky on hurrikaani asemapaikkanaan etelänavalle ja jonka silmä selkeästi määritelty. Se on ainoa silmä, jota on koskaan havaittu muulla planeetalla kuin maapallolla; esimerkiksi Galileo- avaruuskoettimen kuvat eivät näytä silmää Jupiterin punaisessa pisteessä. Lämpökuva paljastaa myös, että tämä polaarinen pyörre on kuuma, ainoa tunnettu esimerkki tällaisesta ilmiöstä aurinkokunnassa. Saturnuksen todellinen lämpötila on 95 K (−178 ° C) , mutta pyörteen lämpötilat ovat jopa 151 K (−122 ° C) , mikä tekee siitä mahdollisesti Saturnuksen kuumin pisteen. Se olisi lähes 8000 km leveä, kooltaan verrattavissa maapalloon, ja se kokisi tuulen 550 km / h . Se voi olla miljardeja vuosia vanha.
Vuodesta 2004 kohteeseen 2009 , The Cassini luotain havaittu muodostumista, kehittäminen ja lopussa väkivaltainen ukkosta, kuten Dragon myrsky tai aukkoja pilvirakenteen muodostaen "helmi ketjuja" . Saturnuksen ukkosmyrskyt ovat erityisen pitkiä; esimerkiksi ukkosmyrsky levisi marraskuusta 2007 heinäkuuhun 2008. Vastaavasti erittäin voimakas ukkosmyrsky alkaa tammikuussa 2009 ja kestää yli kahdeksan kuukautta. Nämä ovat pisin toistaiseksi havaittuja ukkosmyrskyjä aurinkokunnassa. Ne voivat ulottua halkaisijaltaan yli 3000 km "myrskykatu" -alueen ympärille, joka sijaitsee 35 ° päiväntasaajan eteläpuolella. Saturnuksen ukkosmyrskyjen aiheuttamat sähköiskut lähettävät kymmenen tuhatta kertaa voimakkaampia radioaaltoja kuin maanpäälliset ukkosmyrskyt.
Saturnuksella on luonnollinen magneettikenttä, jolla on yksinkertainen muoto ja joka käyttäytyy kuin magneettinen dipoli , melkein linjassa planeetan pyörimisakselin kanssa ja jonka magneettinen pohjoisnapa vastaa maantieteellistä etelänavaa. Pioneer 11 -koetin löysi sen vuonna 1979, kun se mittaa voimakkuuttaan: sen voima päiväntasaajassa on noin 0,2 Gaussia (20 µT ) eli yksi kahdeskymmenesosa Jupiterin kentästä ja hieman heikompi kuin kenttämagneettinen kenttä . Tämän seurauksena Saturnuksen magnetosfääri - planeetan magneettikentän aikaansaama aurinkotuulen ontelo - on toiseksi suurin aurinkokunnassa, mutta on silti paljon pienempi kuin Jupiterin . Magnetopausin , raja Saturnuksen magnetosfäärin ja aurinkotuulen, valheita vain noin kaksikymmentä kertaa Saturnuksen säde (1200000 km: n ) päässä planeetan, kun taas magneettiset pyrstö ulottuu satoja kertoja Saturnuksen säde.
Todennäköisesti magneettikenttä syntyy samalla tavalla kuin Jupiterin konvektiovirrat nestemäisen metallivedyn kerroksessa, mikä luo dynamo-vaikutuksen . Tämä magnetosfääri ohjaa tehokkaasti hiukkasia aurinkotuulelta . Saturnuksen magnetosfäärin ja aurinkotuulien vuorovaikutus, kuten maapallon tapauksessa, tuottaa pohjoiset valot planeetan napoilla näkyvissä , infrapuna- ja ultraviolettialueissa .
Saturn magnetosfääri on täynnä plasman peräisin planeetan ja sen luonnollinen satelliitit , erityisesti mistä Enceladus joka ruiskuttaa jopa 600 kg / s ja vesihöyryä läpi sen kuumien sijaitsee sen etelänavan tai siitä ilmakehään Titan joiden ionisoidun hiukkasia vuorovaikutuksessa kanssa magnetosfääriin . Lisäksi magnetosfäärin sisällä on säteilyhihna , samanlainen kuin maapallon Van Allen -vyö , joka sisältää energiahiukkasia, jotka voivat saavuttaa kymmenen megaelektronivolttia .
Yleisimmin hyväksytty muodostumisen mekanismin muodostumista planeetat on vesijättö malli sydämen päässä kertymäkiekko . Jättiläisplaneettoihin kuten Saturnus, muoto kuin linja jään , vyöhyke jälkeen kiertoradalla maaliskuuta , jossa materiaali on riittävän kylmä eri tyyppisiä jään pysyvät kiinteässä tilassa. Ne kasvavat, kunnes niistä tulee tarpeeksi massiivisia alkamaan kertyä heliumia - vetykaasua levystä, kevyimmistä mutta myös runsaimmista alkuaineista. Koska tämä ilmiö kilpailee, arvioidaan, että Jupiter ja Saturnus ovat keränneet suurimman osan massastaan vain 10000 vuodessa. Saturnuksen huomattavasti pienempi massa verrattuna Jupiteriin selittyy sillä, että se olisi muodostunut muutama miljoona vuotta Jupiterin jälkeen, kun sen ympäristössä olisi ollut vähemmän kaasua.
Isoakselin puolikas Saturnuksen kiertoradalla Auringon ympäri on 1427000000 km (tai 9 tähtitieteellisiä yksikköä ). Kun keskimääräinen kiertoradalla nopeudella 9,68 km / s , sen ajan vallankumous on noin 29 ja puoli vuotta (10759 Maan vuorokautta). Elliptinen rata Saturnuksen on kallistettu 2,48 ° suhteessa kiertoradan tason Earthin ekliptikan . Etäisyydet perihelissä ja aphelion ovat vastaavasti 9,195 ja 9,957 AU, keskimäärin, koska sen kiertoradan epäkeskisyyden 0,054.
Samoin kuin Jupiter, Saturnuksessa näkyvät ominaisuudet pyörivät eri nopeuksilla leveysasteesta riippuen - differentiaalinen kierto - ja siten kaikilla on omat pyörimisjaksonsa . Yleisesti määritellään useita järjestelmiä, joista jokaisella on kiertonsa.
Ensimmäinen, jonka jakso on 10 h 14 min 0 s , vastaa päiväntasaajan vyöhykettä, joka ulottuu eteläisen päiväntasaajan vyöhykkeen pohjoisreunan ja boreaalisen päiväntasaajan vyön eteläreunan väliin. Pohjoiseen ja etelään napa-alueet ovat myös kiinnittyneet ensimmäiseen järjestelmään.
Toinen koskee kaikkia muita leveysasteita ja sen kiertoaika on sovittu 10 h 39 min 24 s .
Lopuksi kolmas järjestelmä perustuu Saturnuksen radiolähetysten pyörimiseen , erityisesti Voyager 1: n ja Voyager 2: n havaitsemaan, koska Saturnuksen lähettämät aallot ovat maapallon ilmakehän estämillä matalilla taajuuksilla , ja niiden kiertoaika on 10 h 39 min 22 s . Tämän arvon katsottiin olevan yhtä suuri kuin planeetan sisäisen kiertymisjakson ajan, vaikka tämä ei olisikaan tiedossa. Lähestyessään Saturnusta vuonna 2004 Cassini kuitenkin totesi, että Saturnuksen radion kiertoaika oli lisääntynyt merkittävästi edellisten lentojen jälkeen, noin 10 h 45 min 45 s ilman muutoksen tarkkaa syytä.
Maaliskuussa 2007 havaittiin sitten, että planeetan radiopäästöjen vaihtelu ei oikeastaan vastannut Saturnuksen pyörimistä, vaan johtui Saturnusta ympäröivän plasmalevyn konvektioliikkeistä, jotka ovat riippumattomia pyörimisestä. Nämä voivat olla seurausta läsnäolo geysers kuun Enceladus . Todellakin, tämän toiminnan seurauksena Saturnuksen kiertoradalla vapautuva vesihöyry varautuu sähköisesti ja aiheuttaa Saturnuksen magneettikentän vetovoiman hidastamalla hieman sen pyörimistä verrattuna planeetan pyörimiseen.
Vuonna 2019 tutkimus viittaa siihen, että kausivaihtelut voivat olla hämmentävä muuttuja kiertoajan mittaamisessa. Toisin kuin Jupiter, jonka pyörimisjakso on jo pitkään ollut tiedossa radiomittausten ansiosta ja jonka akselin kaltevuus on 3 °, Saturnuksen kaltevuus on 27 ° - enemmän kuin maapallon 23 ° - ja tuntee siksi vuodenajat . Tämä vastaanotetun aurinkoenergian vaihtelu vaikuttaisi Saturnuksen ympärillä olevaan plasmaan ja siten sen pyörimisjaksoon luomalla vastuksen. Samana vuonna NASA ehdottaa, että Saturnuksen pyörimisaika on Cassini-koettimen viimeisimpien keräämien tietojen mukaan 10 h 33 min 38 s . Tämä arvo saatiin tarkkailemalla sen renkaiden häiriöitä . Kuitenkin, vuonna 2020, NASA tietosivu planeetan aina osoittaa pyörimisen aikana arvo kolmannen järjestelmän palauttaa Voyager , eli 10,656 tuntia tai 10 h 39 min 22 s .
Vuonna 2020 tunnetaan 82 Saturnuksen luonnollista satelliittia , joista 53 on nimetty ja muilla 29 on väliaikainen nimitys . Saturnuksen renkaissa on myös todisteita kymmenistä satoihin pienisatelliitteihin, joiden halkaisija on 40-500 metriä , mutta joita ei kuitenkaan voida pitää kuuina. Suurin osa kuista on pieniä: 34 halkaisija on alle 10 km ja 14 muulla 10-50 km . Vain seitsemän on riittävän massiivisia voidakseen muodostaa pallomaisen muodon omalla painovoimallaan: Titan , Rhea , Iapetus , Dione , Tethys , Enceladus ja Mimas (pienentämällä massaa). Kanssa Hyperion , joka puolestaan on epäsäännöllinen muoto, nämä kahdeksan kuiden sanotaan olevan ”merkittävä” .
Perinteisesti, Saturnuksen 24 säännöllinen satelliittia - eli ne, joilla on prograde, lähes pyöreä, ja hieman kallellaan kiertoradalle - on nimetty Titaanit päässä kreikkalaisesta mytologiasta tai luvut liittyvät god Saturnus . Toiset ovat epäsäännölliset satelliitit , joiden kiertorata paljon kauempana ja vahvasti taipuvainen ekvatoriaalitasoon planeetan - viittaa siihen, että ne ovat esineitä vangiksi Saturnus - sekä kooltaan vähintään kolmekymmentä kilometriä, on paitsi Phoebe ja siarnaq . Ne on nimetty jättiläisiä alkaen inuiittien , viikinkien ja Celtic mytologiat .
Titan on Saturnuksen suurin satelliitti, jonka osuus planeetasta kiertävästä massasta, mukaan lukien renkaat, on noin 96%. Christian Huygens löysi vuonna 1655 , tämä on ensimmäinen havaittu kuu. Se on toiseksi suurin luonnollinen satelliitin Solar System jälkeen Ganymede - sen halkaisija on suurempi kuin Mercury tai Pluto , esimerkiksi - ja ainoa, jolla on merkittävä atmosfäärissä , joka koostuu pääasiassa typpi , jossa kompleksi orgaanisen kemian muodostetaan. Tuote. Se on myös ainoa satelliitti, jossa on hiilivetyjä ja -järviä .
Satelliitti, joka koostuu enimmäkseen kivi- ja vesijäästä , näkee ilmastonsa muokkaavan pintansa samalla tavalla kuin maapallolla , mikä saa sen toisinaan vertaamaan "primitiiviseen maahan" . Kesäkuussa 2013 tutkijat Instituto de Astrofisica de Andalucía raportoitu havaitsemiseksi polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä on mesosfääri Titan, mahdollinen esiaste elämän . Siten se on mahdollinen mikrobien ulkopuolinen maan elämä ja mahdollinen maanalainen valtameri voisi toimia suotuisana ympäristönä elämälle. Kesäkuussa 2014 NASA väitti saaneensa vahvaa näyttöä siitä, että Titanin ilmakehän typpi tuli Oortin pilvessä olevista materiaaleista , jotka liittyivät komeetoihin , eikä Saturnuksen muodostaneista materiaaleista.
Saturnuksen toiseksi suurimmalla kuulla, Rhea, on oma rengasjärjestelmä ja ohut ilmapiiri . Iapetus on toisaalta merkittävä väriltään - toinen sen pallonpuoliskoista on erityisen kirkas, kun taas toinen on hyvin tumma - ja pitkällä päiväntasaajan harjanteellaan. Dionén ja Téthysin kanssa nämä neljä kuuta löysivät Jean-Dominique Cassini vuosina 1671 ja 1684.
William Herschel sitten havaittiin Enceladus ja Mimas 1789. Ensimmäinen, jonka kemiallinen koostumus näyttää samanlainen komeettoja , on merkittävä, koska se lähettää voimakas kuumien kaasun ja pölyn ja se voi sisältää nestemäisen veden alle sen etelänapa. Siksi sitä pidetään myös potentiaalisena mikrobielämän elinympäristönä . Todisteita tästä mahdollisuudesta ovat esimerkiksi suolapitoiset hiukkaset, joiden koostumus on " valtameren kaltainen", mikä osoittaa, että suurin osa Enceladuksesta karkotetusta jäästä tulee nestemäisen suolaveden haihdutuksesta. Katsaus Cassiniin vuonna 2015 Enceladuksessa olevan palkin kautta paljastaa suurimman osan ainesosista, jotka ovat välttämättömiä metanogeneesiä harjoittavien elämänmuotojen tukemiseksi . Mimas puolestaan vastaa muodostumista Cassinin jako, ja hänen olemuksensa - kanssa kraatteri kolmasosa sen halkaisijan - tekee hänestä säännöllisesti verrattuna Kuolemantähden että Star Wars saaga .
Lokakuussa 2019 joukko tähtitieteilijöitä Carnegie Institution for Science -yhtiöstä havaitsi 20 uutta satelliittia, mikä teki Saturnuksesta planeetan aurinkokunnassa tunnetuimpien luonnon satelliittien kanssa, joista 82 vahvistettiin Jupiterin ja sen 79 kuun edessä .
Yksi Saturnuksen tunnetuimmista ominaisuuksista on sen planeettarenkaiden järjestelmä, joka tekee siitä visuaalisesti ainutlaatuisen. Sormukset muodostavat levyn , jonka halkaisija on lähes 360 000 km - hieman pienempi kuin Maan ja Kuun välinen etäisyys -, jolloin päärenkaat - nimeltään A, B ja C - ulottuvat noin 75 000 - 137 000 km: n päähän planeetan päiväntasaajasta ja paksuus vain muutamia kymmeniä metrejä. Lisäksi ne pitävät aina saman kaltevuuden kuin planeetan päiväntasaaja. Ne koostuvat pääasiassa vettä jään (95-99% puhdasta vettä jää mukainen spektroskooppinen analyysit ), jälkiä Tholin epäpuhtauksia ja amorfinen hiili pinnoite . Vaikka ne näyttävät olevan jatkuvia Maasta katsottuna, ne koostuvat itse asiassa lukemattomista hiukkasista, joiden koko vaihtelee muutamasta mikrometristä kymmeneen metriin ja joilla kaikilla on erilainen kiertorata ja kiertoradan nopeus. Kun muut jättiläisplaneettoihin - Jupiter, Uranus ja Neptunus - myös rengassysteemit, Saturnuksen on suurin ja näkyvin on aurinkokunnan kanssa albedon on 0,2-0,6, jota voidaan jopa havaita. Maasta avulla kiikarit .
Ne nähdään ensimmäistä kertaa 25. heinäkuuta 1610italialainen tiedemies Galileo valmistamansa teleskoopin ansiosta . Tämä tulkitsee hänen näkemänsä kaksi salaperäistä liitettä Saturnuksen kummallakin puolella, katoavat ja ilmestyvät uudelleen maapallon kiertoradalle. Galileoa paremmasta kaukoputkesta hyötyvä hollantilainen Christian Huygens ehdottaa vuonna 1655 ensimmäisenä, että se on itse asiassa Saturnusta ympäröivä rengas, mikä selittää katoamiset, jotka havaitaan sillä, että maapallo kulkee sen tasossa. Vuonna 1675 , Jean-Dominique Cassini huomaa, että on olemassa itse asiassa useita renkaita jakautumiseen niiden välillä; sellaisenaan havaittua eroa, joka sijaitsee renkaiden A ja B välillä, kutsutaan hänen kunniakseen " Cassinin jaoksi ". Sata vuotta myöhemmin James Clerk Maxwell osoittaa, että renkaat eivät ole kiinteitä, vaan todellisuudessa ne koostuvat hyvin suuresta määrästä hiukkasia.
Sormukset on nimetty aakkosjärjestyksessä niiden löytöjärjestyksessä. Ne ovat suhteellisen lähellä toisiaan, jaoteltuina usein kapeissa "jakoissa" - lukuun ottamatta lähes 5 tuhatta kilometriä leveää Cassini-jakoa -, jossa hiukkastiheys pienenee huomattavasti. Nämä jakaumat johtuvat suurimmaksi osaksi Saturnuksen kuun, erityisesti paimen-satelliittien, painovoiman vaikutuksesta . Esimerkiksi Pan sijaitsee jako Encke ja Daphnis sijaitsee jako Keeler , jonka he olisivat vastaavasti luonut niiden vaikutukset - tämä myös tekee mahdolliseksi laskea tarkasti massan näistä satelliiteista. Toisaalta Cassinin jako näyttää muodostuvan Mimaksen painovoimasta .
Sormusten vesimäärä vaihtelee säteittäisesti, uloin rengas A on puhtain jäävedessä; tämä runsauden vaihtelu voidaan selittää meteoripommituksella . , B ja C renkaat ovat näkyvissä - B-rengas on kirkkain joukossa - ja siten pitää "main" . D- , E- , F- ja G- renkaat ovat toisaalta kömpelöimpiä ja löydettiin myöhemmin. Osa E-renkaan jäästä tulee Enceladuksen kuun geysiristä .
Vuonna 2009 Spitzer- infrapunasatelliitti paljasti paljon kauempana olevan renkaan . Tämä uusi rengas, jota kutsutaan Phoeben renkaaksi , on hyvin ohut ja on linjassa yhden Saturnuksen kuun: Phoeben kanssa . Siten oletetaan, että kuu olisi alkuperä ja jaaisi sen taaksepäin kiertoradan .
Sukunimi | Sisäinen säde | Ulompi säde | Leveys
(km) |
Paksuus
(m) |
Nimetty | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
km | R S | km | R S | ||||
D-rengas | 66,900 | 1.110 | 74 510 | 1.236 | 7 610 | ? | |
C-rengas | 74,658 | 1.239 | 92 000 | 1.527 | 17 342 | 5 | |
Rengas B | 92 000 | 1.527 | 117,580 | 1,951 | 25,580 | 5-10 | |
Cassini-divisioona | 117,500 | 1.95 | 122,200 | 2.03 | 4700 | - | Jean-Dominique Cassini |
Rengas A | 122 170 | 2.027 | 136,775 | 2,269 | 14,605 | 20-40 | |
Encke-divisioona | 133,589 | 2,216 | - | - | 325 | - | Johann Franz Encke |
Keelerin divisioona | 136,530 | 2,265 | - | - | 35 | - | James Edward Köler |
Roche-divisioona | 136,775 | 2.284 | 139,380 | 2.313 | 2,600 | ? | Edward Roche |
F-rengas | 140 180 | 2.326 | - | - | 30-500 | ? | |
G-rengas | 170 000 | 2.82 | 175000 | 2.90 | 5000 | 1 × 10 5 | |
E-rengas | 181 000 | 3 | 483 000 | 8 | 302 000 | 1 × 10 7 | |
Phoeben rengas | ~ 4.000.000 | 66 | > 13 000 000 | 216 | - | - | Phoebe |
Niiden muodostumismekanismista ei ole yksimielisyyttä, mutta renkaiden alkuperästä ehdotetaan pääasiassa kahta päähypoteesia. Yksi hypoteesi on, että renkaat ovat Saturnuksen tuhoutuneen kuun jäännöksiä, ja toinen on, että renkaat pysyivät alkuperäisessä sumumateriaalissa , josta Saturnus muodostui. Jos näissä teoreettisissa malleissa oletetaan, että renkaat olisivat ilmestyneet aurinkokunnan historian varhaisessa vaiheessa, Cassini- koettimen tiedot osoittavat kuitenkin, että ne ovat voineet muodostua paljon myöhemmin ja heidän ikänsä arvioidaan siten olevan noin 100 miljoonaa vuotta vuonna 2019. , ne voivat kadota 100 miljoonan vuoden kuluessa. Näiden havaintojen seurauksena suosittu mekanismi renkaiden ulkonäön selittämiseksi on, että jäinen kuu tai erittäin suuri komeetta olisi tunkeutunut Saturnuksen Rochen rajaan .
Trojan asteroidi planeetta on asteroidi sijaitsee noin toinen vakaa olevia Lagrangen (L 4 tai L 5 ) ja Sun- planeetan järjestelmä , eli ne sijaitsevat 60 ° eteen- tai taaksepäin kiertoradalla maapallon. Saturnuksella ei kuitenkaan ole tunnettuja Troijan asteroideja, toisin kuin Maa , Mars , Jupiter , Uranus ja Neptune . Orbitaalisten resonanssimekanismien , mukaan lukien maallinen resonanssi , uskotaan olevan vastuussa troijalaisen puutteesta Saturnukselle.
Vaikka Uranus on näkyvissä paljaalla silmällä erittäin hyvissä olosuhteissa - varsinkin kun se on vastakkain - ja hyvin pimeässä taivaassa, Saturnuksen katsotaan usein olevan kaikkein kauimpana auringosta ja yleensä paljaalla silmällä näkyvällä maapallolla. Yötaivaalla planeetta näkyy kirkkaana, kellertävänä valopisteenä, jonka keskimääräinen näennäinen voimakkuus on 0,46 - keskihajonta 0,34. Suurin osa vaihtelusta suuruudessa johtuu rengasjärjestelmän kallistumisesta suhteessa aurinkoon ja maahan. Tämä johtuu siitä, että kirkkain magnitudi -0,55 tapahtuu ajankohtana, jolloin renkaiden taso on eniten kallistunut, ja heikoin magnitudi 1,17 tapahtuu, kun se on pienin.
Lisäksi Saturnus ja sen renkaat ovat parhaiten nähdään, kun planeetta on lähellä vastustusta , klo venymä 180 ° Auringon Saturnuksen vastustusta esiintyy melkein joka vuosi, koska Saturnuksen synodiaika on 378 päivää, mutta sillä on vähemmän vaikutusta kuin renkaiden sijainnilla sen näkyvyydessä. Esimerkiksi17. joulukuuta 2002Saturnus näytti kirkkaimmaltaan renkaidensa suotuisan suunnan vuoksi maapalloon nähden, vaikka planeetta olisi kuitenkin lähempänä seuraavaa oppositiota vuoden 2003 lopussa.
Jotta saataisiin selkeä kuva Saturnuksen renkaista, on käytettävä tehokkaita kiikareita tai pientä teleskooppia . Kun maa ylittää renkaiden tason, joka tapahtuu kahdesti Saturnuksen vuodessa (suunnilleen joka 15 maavuotta kohti), renkaat katoavat hetkeksi näkyvistä keskimäärin muutaman sadan metrin paksuuden vuoksi. Tällainen "katoaminen" tapahtuu seuraavan kerran vuonna 2025, mutta Saturnus on liian lähellä aurinkoa voidakseen tarkkailla sitä. Lisäksi on mahdollista havaita tärkeimmät piirteet amatööriteleskoopilla, kuten suuret valkoiset täplät, jotka ilmestyvät lähelle kesäpäivänseisausta pohjoisella pallonpuoliskolla.
Saturnus vie noin 29,5 vuotta täydellisen kiertoradan ja kokonaisen ekliptikan piirin suorittamiseen eläinradan taustatähdistöjen ohitse . Toisinaan Saturnus on peitossa mukaan Moon - eli kuu peittää Saturnuksen taivaalla. Kuten kaikkien aurinkokunnan planeettojen kohdalla, Saturnuksen okkultoitumista esiintyy "vuodenajoissa". Saturnuksen okkultointeja tapahtuu joka kuukausi noin 12 kuukauden ajan, mitä seuraa noin viisi vuotta, jolloin tällaista toimintaa ei kirjata. Koska kuun kiertorata on kallistettu useita asteita Saturnuksen kiertoradalta, okkultointeja tapahtuu vain, kun Saturnus on lähellä yhtä taivaan pisteistä, joissa kaksi tasoa leikkaavat - sekä Saturnuksen vuoden pituuden että solmun precession-jakson. 18,6 Maan vuotta kuun kiertoradalta vaikuttaa jaksollisuuteen -.
Saturnus on ollut tiedossa esihistoriallisista ajoista lähtien, ja se on varhaisessa historiassa kirjattu tärkeäksi hahmoksi useissa mytologioissa . Koska antiikin ja ennen löytö Uranus vuonna 1781, se on ollut kaikkein kaukainen planeetta Sun tunnettu ja merkitsee siten äärirajoilla Aurinkokunnan mielissä tähtitieteilijät. Vuonna muinaisessa Egyptissä , se symboloi jumaluuden Horus kuin Hor-ka-lemmikki ( "taivaallisia Bull" ), kun sumerilaiset kutsuvat sitä Lubat-saguš ( "Sun Star" ). Tähtitieteilijät Babylonian havainnoida ja kirjata liikkeet Saturnuksen systemaattisesti jo ainakin IX : nnen vuosisadan eaa. AD , kutsuen sitä Kajamanu .
Muinaiskreikassa planeetta tunnettiin nimellä Φαίνων Phainon , sitten Rooman aikoina " Saturnuksen tähtinä " , maatalouden jumalana , josta planeetta on saanut modernin nimensä. Roomalaiset pitävät Saturnus-jumalaa vastaavana Titan Cronos ; in modernin Kreikan , planeetan pitää nimeä Kronos ( nykykreikan : Κρόνος ). Lisäksi kreikkalaista nimeä käytetään edelleen adjektiivimuodossa , erityisesti kronokrossi-asteroidien kohdalla . Kreikkalainen tähtitieteilijä Claude Ptolemaios perustaa Saturnuksen kiertoradaa koskevat laskelmat havaintoihin, jotka hän tajuaa ollessaan vastakkain, ja olettaa, että se on hyvin kylmä, koska se on etäisyydellä auringosta, jonka hän sitten etsii Venuksen ja Marsin välillä .
Vuonna Hindu astrologia , Saturnus kutsutaan " Shani " ja tuomarit ihmiset perustuu niiden toimista. Muinainen kiinalainen ja japanilainen kulttuuri viittaa Saturnukseen "maan tähtinä " (土星) viiden elementin Wuxing- kosmologiassa . Vuonna antiikin heprea , Saturnus on nimeltään "Shabbathai" ja hänen enkelinsä on Cassiel .
Tähti Three Kings tai Betlehemin tähti , on joskus kutsutaan olleensa nova , supernova tai jopa Halleyn komeetta , nämä hypoteesit joilla viimein syrjään, koska mikään näistä ilmiöistä tapahtui aikana vallan. Ja Herodeksen . Joten nykyinen selitys on, että kirkas valo tuotettiin yhdessä välissä Jupiterin ja Saturnuksen vuoden aikana7 eKr J.-C.
Vuonna 1610 , Galileo , sen jälkeen kun löydettiin neljä kuuta Jupiter - Galilein satelliitit - kiitos erään tähtikaukoputkeen hänen suunnittelun, päättää käyttää hänen uuden välineen tarkkailla Saturn. Osoittamalla sitä planeetalle, hän havaitsee sen renkaat ensimmäistä kertaa, mutta ei ymmärrä niiden luonnetta kaukoputken liian pienen resoluution ( 20 suurennuksen ) takia: hän näkee ne ja vetää ne kuin kaksi erittäin suurta kuuta, jotka ympäröivät Saturnusta. . Kirjeessään hän kuvaa planeettaa "ei yhtenä tähtinä, vaan kolmen koostumuksena, jotka melkein koskettavat toisiaan, eivät koskaan liiku suhteellisesti toisiinsa, ja jotka ovat linjassa eläinradan varrella, keskimmäinen on kolme kertaa suurempi kuin kaksi puolta ” .
Vuonna 1612 maapallo, joka kulkee renkaiden tasossa - joka tapahtuu noin kerran 15 vuodessa - katoavat hänen silmästään: tämä yllättää hänet, mutta antaa hänen ymmärtää, että Saturnus on todellisuudessa yksi kappale; hän on myös historian ensimmäinen, joka on havainnut tämän tähtitieteellisen tapahtuman. Hän ei kuitenkaan ymmärrä tämän katoamisen alkuperää, ja jopa kirjoittaa tähden nimen mytologiseen alkuperään viitaten, että Saturnus olisi "syönyt omat lapsensa" . Sitten vuonna 1613 he ilmestyvät uudelleen ilman, että Galileo kykenisi tekemään hypoteesia siitä, mitä hän havaitsi.
Vuonna 1616 hän suunnitteli renkaat uudelleen, tällä kertaa kuin kahvat ympäri maapalloa. Sitten hän kirjoitti: "Kaksi kumppania eivät ole enää pieniä maapalloja, mutta ovat nyt paljon suurempia eivätkä ole enää pyöreitä ... ne ovat puoli-ellipsejä, joiden keskellä ja kuvassa ovat pienet mustat kolmiot ja jotka ovat vieressä Saturnuksen maapallolle, jota pidetään aina pyöreänä ” .
Vuonna 1655 , Christian Huygens , teleskoopin kanssa suurennus 50, löysi lähellä Saturn tähti joka myöhemmin nimeksi Titan . Lisäksi hän olettaa ensimmäistä kertaa, että Saturnusta ympäröisi kiinteä rengas, joka muodostuu "käsistä" . Kolme vuotta myöhemmin hän selittää kirjassaan Systema Saturnium Galileon aiemmin havaitseman renkaiden katoamisen ilmiötä. Vuonna 1660 Jean Chapelain arvelee, että nämä renkaat koostuisivat hyvin suuresta joukosta pieniä satelliitteja, mikä jää huomaamatta, koska suurin osa tähtitieteilijöistä ajattelee renkaan olevan kiinteä.
Vuosina 1671 ja 1672 renkaiden katoamisen aikana Jean Dominique Cassini löysi Iapetuksen ja Rhean , kaksi suurinta Saturnuksen kuuta Titanin jälkeen. Myöhemmin, vuosina 1675 ja 1676, hän päätti, että rengas koostui useista renkaista, jotka oli erotettu ainakin yhdellä jaolla; Suurempi niistä - ja se, jonka hän todennäköisesti havaitsi erottaen A- ja B-renkaat - nimetään myöhemmin Cassinin jaoksi hänen mukaansa. Lopulta vuonna 1684 hän löysi kaksi uutta kuuta: Téthysin ja Dionen . Sitten hän nimesi neljä löydettyä kuuta Sidera Lodoicean ("Louisin tähdet") Ranskan kuninkaan Louis XIV : n kunniaksi .
Muita merkittäviä löytöjä ei ole tehty vuosisadan ajan ennen kuin William Herschel - myös Uranuksen planeetan löytäjä - työskenteli . Vuonna 1780 hän ilmoitti mustasta viivasta B-renkaassa, jako, joka on todennäköisesti sama kuin Johann Franz Encke havaitsi vuonna 1837 ja joka ottaa jälkimmäisen nimen Encken jakoksi . Vuonna 1789, kun renkaat katosivat, hän tunnisti kaksi muuta kuuta: Enceladuksen ja Mimasin . Tämän havainnon avulla hän voi myös vahvistaa, että planeetta on tasoittunut pylväissä, mikä epäiltiin vain aiemmin, ja tehdä ensimmäinen arvio renkaiden paksuudesta noin 500 kilometrillä. Lopuksi vuonna 1790 hän määritti renkaiden pyörimisjaksoksi 10 h 32 min , mikä on hyvin lähellä todellisuutta. Pierre-Simon de Laplace , Keplerin lailla , antaa sitten ensimmäisen arvion planeetan etäisyydestä auringosta 1,4 miljardilla kilometrillä. Myös sen näennäistä , se arvioi halkaisija planeetan 100,000 km: n ja halkaisija renkaat 270000 km: n .
Vuonna 1848 William Cranch Bond ja hänen poikansa George Phillips Bond havaitsivat ensin Hyperionin , satelliitin kiertoradan resonanssissa Titanin kanssa, jonka William Lassell löysi itsenäisesti myös kaksi päivää myöhemmin - kaksi vuotta aiemmin Neptunuksen suurimman kuun , Tritonin, löytäjä . Seuraavana vuonna Edouard Roche ehdottaa, että renkaat olisivat muodostuneet satelliitin lähestyessä Saturnusta ja että se olisi hajonnut vuorovesien vaikutuksesta ; käsite, joka ottaa sitten Rochen rajan nimen .
1850-luvulla isän ja pojan Bondin juuri löytämän C-renkaan kautta tehtiin useita havaintoja , jotka heikensivät kiinteiden renkaiden teoriaa. Vuonna 1859 James Clerk Maxwell julkaisi kirjansa Saturnuksen renkaiden liikkeen vakaudesta, jossa hän väitti, että renkaat koostuvat "määrittelemättömästä määrästä kytkemättömiä hiukkasia" , jotka kaikki kiertävät Saturnusta itsenäisesti; tämä työ voitti hänelle Adams-palkinnon . Tämä teoria on pitkäaikaisesti oikeassa 1895 mennessä spektroskooppinen tutkimukset suoritti James Keeler ja William Campbell on Lick Observatory , jossa he havaitsivat, että sisäosat renkaat kiertävät nopeammin kuin ulko-osat.
Vuonna 1872 Daniel Kirkwood onnistui määrittelemään, että Cassinin ja Encken jako resonoi silloin tunnettujen neljän sisäkuun kanssa: Mimas, Enceladus, Tethys ja Dione.
Toisessa osassa XIX : nnen vuosisadan The valokuva kehittää ja Saturnus on nyt ensisijainen tavoite: monet astrophotographers alkaen Warren Street ja John R. Commons läpi veljekset Paul Henry ja Prosper Henry silloinen ottamaan kuvan, luotto ensimmäistä onnistunut valokuva on jaettu Commonsin ja Henry-veljien kesken.
Vuonna 1899 William Henry Pickering löysi Phoeben , epäsäännöllisen satelliitin, joka ei ollut tahdissa pyörivä ja jolla oli taaksepäin kiertävä kiertorata . Se on ensimmäinen laatuaan löydetty, ja lisäksi se on ainoa Saturnuksen kuu, joka löydettiin maapallon havainnoinnista hyödyntämättä renkaiden katoamista.
Vuonna XX : nnen luvulla ja XXI : nnen luvulla , suurin osa tietoja planeetan sitten tunnetaan läpi eri tehtävät avaruustutkimuksen . Tapahtumia, joissa maa ylittää renkaiden tason, käytetään kuitenkin edelleen maan havainnoinnissa. Esimerkiksi vuonna 1966 Allegheny-observatorio kuvasi sitä, jota myöhemmin kutsutaan E-renkaaksi, ja Janus ja Epimetheus-kuut löydettiin; sitten, vuosina 1979 ja 1980, erilliset tiimit loivat kolme uutta: Télesto , Calypso ja Hélène . Myös Hubble- avaruusteleskooppi seuraa jatkuvasti Saturnus-järjestelmän toimintaa ja palauttaa joskus merkittäviä kuvia, kuten vuonna 2009 havaittu nelinkertainen kauttakulku.
Vuoden viimeisellä neljänneksellä XX : nnen vuosisadan Saturnus on käynyt kolme avaruusluotaimet NASA jotka suorittavat ylikulkusilta sitä: Pioneer 11 vuonna 1979 , Voyager 1 vuonna 1980 ja Voyager 2 in 1981 .
Käytettyään painovoima auttaa alkaen Jupiter , Pioneer 11 kuljettaa ensimmäisen ohilento Saturnuksen syyskuussa 1979 ja vietti noin 21 000 km: n päässä pilven ylärajat planeetan, liukastuminen sisärenkaan ja ylimpiä kerroksia ilmakehän. Avaruusalus ottaa matalan resoluution valokuvia planeetasta ja joistakin sen satelliiteista, vaikka niiden resoluutio on liian pieni erottamaan pinnan yksityiskohdat. Avaruussondi tutkii myös planeetan renkaita paljastaen ohuen F-renkaan ja vahvistaen E-renkaan olemassaolon ; myös se, että renkaiden jakaumat näytetään kirkkaina, kun koetin tarkastelee suurta vaihekulmaa , paljastaa hienon valonsirontamateriaalin läsnäolon ja eivät siksi ole tyhjiä. Lisäksi, Pioneer 11 annetaan runsaasti tietoa Saturnuksen magnetosfääriä ja ilmakehään sekä Titan ensimmäinen lämpötilan mittaus on 80 K (-193 ° C) .
Vuotta myöhemmin, marraskuussa 1980 , Voyager 1 puolestaan vieraili Saturnuksen järjestelmässä. Koetin palauttaa ensimmäiset korkean resoluution kuvat planeetasta, sen renkaista ja kuista, mukaan lukien Dione , Mimas ja Rhéa . Voyager 1 suorittaa myös Titanin ylilennon , mikä lisää tietoa tämän kuun ilmakehästä , mukaan lukien se, että se on läpäisemätön näkyvillä aallonpituuksilla - estäen pintojen yksityiskohtien kuvantamisen - sekä eteenin ja muiden hiilivetyjäämien läsnäolon . Tämän viimeisen lennon seurauksena on muuttaa koettimen liikerataa perusteellisesti ja poistaa se ekliptisen tason tasolta .
Lähes vuotta myöhemmin, elokuussa 1981, Voyager 2 jatkoi tutkimusta. Ohitettu 161 000 km planeetan keskustasta26. elokuuta 1981, se ottaa lähikuvia kuista ja tarjoaa todisteita ilmakehän ja renkaiden kehityksestä aikaisempien koettimien herkempien kameroidensa ansiosta. Valitettavasti ohjattavan kameran alusta jumittuu lennon aikana useiksi päiviksi, mikä tarkoittaa, että joitain valokuvia ei voida ottaa aiotussa kulmassa, mikä johtaa osan menetetyn tiedon menetykseen. Saturnuksen painovoiman apua käytetään lopulta ohjaamaan koetin kohti Uranusta ja sitten kohti Neptunusta , mikä tekee tästä koettimesta ensimmäisen ja ainoan, joka on käynyt näissä kahdessa planeetassa.
Voyager Ohjelma mahdollistaa monia löytöjä kuten useita uusia satelliitteja, jotka kiertävät lähellä tai renkaat planeetan, kuten Atlas ja paimen satelliittien Prometheus ja Pandora (ensimmäinen koskaan löydetty), tai kolme uutta divisioonaa renkaita, niin vastaavasti nimeltään Maxwell , Huygens ja Keeler . Lisäksi G-rengas paljastuu ja B-renkaassa havaitaan "pinnoja" - tummia täpliä .
Koetin | Päivämäärä | Avaruusjärjestö | Etäisyys (km) | Avainsaavutukset |
---|---|---|---|---|
Pioneer 11 | 1. st syyskuu 1979 | NASA | 79000 | Saturnuksen ensimmäinen onnistunut lento.
F-renkaan löytäminen . |
Matkustaminen 1 | 12. marraskuuta 1980 | NASA | 184,300 | Ensimmäiset kuvat suurella tarkkuudella. |
Matkustaminen 2 | 25. elokuuta 1981 | NASA | 161 000 | Saturnuksen painovoiman avulla Uranukseen ja sitten Neptunukseen . |
Cassini-Huygens on tehtävänä tutkia Saturnuksen järjestelmän n NASA yhteistyössä Euroopan avaruusjärjestön ja Italian avaruusjärjestö , integroitu ohjelma lippulaiva . Käynnistettiin15. lokakuuta 1997The avaruusluotain koostuu Cassini luotain , NASA ja Huygens laskeutuja ESAn - vastaavasti nimetty Jean-Dominique Cassini ja Christian Huygensin , kaksi tutkijaa, jotka ovat huomattavasti kehittyneet tietoa planeetan XVII th luvulla. Se asetettiin kiertoradalle Saturnuksen ympärillä heinäkuussa 2004 , laskeutuva laskeutui Titaniin tammikuussa 2005 ja kiertorata jatkoi tutkimustaan - kahden tehtävän jatkamisen jälkeen alun perin suunnitellun neljän vuoden keston lisäksi - kunnes 15. syyskuuta 2017missä se hajoaa Saturnuksen ilmakehässä luonnollisten satelliittien saastumisriskin välttämiseksi .
Huygens kerää tietoa ja tekee valokuvien tulvan laskeutumisen ja laskeutumisensa jälkeen. Huolimatta suunnittelun ongelmia ja menetys viestintäkanavan, laskeutuja onnistui maahan lähelle öljyn järven ottamaan mittauksia.
Cassini kiertää edelleen Saturnuksen ympäri ja jatkaa magnetosfäärin ja Saturnuksen renkaiden tieteellistä tutkimusta hyödyntämällä sen lyhyitä matkoja satelliiteista kerätäkseen niistä yksityiskohtaista tietoa ja saadakseen kuvia Saturnuksen järjestelmän laadusta.
Mitä tulee Saturnuksen kuut , Cassini mahdollistaa tarkentaa tietämystä pinnan Titan - suurine hiilivedyn järvet ja sen lukuisat saaret ja vuoret - sekä kokoonpanosta ilmapiiri , löytää geysirit on Enceladus tehden paikka edistävät elämän ilmestymistä hankkimalla ensimmäiset yksityiskohtaiset kuvat Phœbestä - jonka hän lentää kesäkuussa 2004 - ja löytääkseen kuusi uutta nimettyä kuuta, muun muassa Méthone ja Pollux .
Kiertorata analysoi Saturnuksen renkaiden rakennetta yksityiskohtaisesti , jopa valokuvaamalla aiemmin tuntemattoman uuden, joka sijaitsee E- ja G- renkaiden sisällä , ja havaitsee jättimäisen planeetan ilmakehän hämmästyttäviä muodostelmia napoillaan - kuten Saturnuksen kuusikulmio . Lisäksi Saturnuksen renkaista viimeisillä kiertoradoilla kerätyt tiedot mahdollistavat heidän ikänsä arvioinnin: ne olisivat ilmestyneet alle 100 miljoonaa vuotta sitten ja niiden pitäisi hävitä 100 miljoonan vuoden kuluessa.
Lyhyesti sanottuna Cassinin avaruuskoetin suorittaa tehtävänsä aikana 293 kiertorataa Saturnuksen ympäri ja suorittaa 127 Titanin, 23 Enceladuksen ja 162 muun planeetan kuun olosuhteissa, jotka ovat mahdollistaneet laajan tutkimuksen suorittamisen. Tieteellistä tietoa kerätään 653 gigatavua ja otetaan yli 450 000 valokuvaa. Cassini-Huygens -tehtävä täyttää kaikki tieteelliset tavoitteensa, ja sitä pidetään suurena menestyksenä tuotettujen lukuisien laatutietojen ansiosta.
Etsintä kanssa luotaimen planeetan niinkin kaukana kuin Saturnus on erittäin kallista, koska nopea vaaditaan avaruusaluksen sen saavuttamiseksi, kesto tehtävästä ja tarpeesta turvautua energialähteisiin kykenee kompensoimaan heikomman auringonsäteilyn , kuten erittäin suuret aurinkopaneelit tai radioisotooppien lämpösähkögeneraattori .
Vuonna 2008 NASA ja Euroopan avaruusjärjestö tutkivat Titan Saturn System Mission (TSSM) -operaatiota, joka koostui kiertoradasta sekä laskurista ja kuumailmapallosta, jotka oli tarkoitettu tutkimaan Titania , mutta tämä projekti hylättiin seuraavana vuonna. Harkitaan myös halvempaa tehtävää Discovery- ohjelman puitteissa , Titan Mare Explorer (2011), mutta sitä ei lopulta säilytetä.
Saturnuksen ja sen kuiden (etenkin Titan ja Enceladus, jotka voisivat suojella elämää ) tieteellisen kiinnostuksen edessä ehdotetaan kuitenkin Cassini-Huygensin seuraajia NASA: n New Frontiers -ohjelman puitteissa . Näin ollen 2017, viisi operaatioiden arvioidaan: avaruusaluksen, joka suorittaisi tutkimuksen mukaan sukellus ilmakehään Saturnus ( SPRITE ), kahden operaation jossa arvioidaan täsmällisesti materiaalit ruiskuttaa geyserit on Enceladus lentävät yli tässä kuussa useita kertoja ja määrittäisi elämänmuotojen ( ELSAH ja ELF ) mahdollisen läsnäolon ja lopuksi kaksi tehtävää, joiden tarkoituksena oli tutkia Titania perusteellisesti, ensimmäinen kiertoradalla ( Oceanus ) ja toinen, tekniikan suhteen rohkeampi, avulla drone tehdä lennot useiden kymmenien kilometrien pinnalla kuun hyödyntämällä sen alhainen vakavuuden ja suuri tiheys sen atmosfäärissä ( Dragonfly ). Lopuksi vain Dragonfly- operaatio valitaan vuonna 2019 lähtöä varten vuonna 2026 ja saapumiselle Titanille vuonna 2034.
Saturnus on läsnä monissa tieteiskirjallisuustöissä ja sen esitys on kehittynyt planeettatietojen mukaan. Ensimmäisten Saturnusta herättävien tieteiskirjallisuutta käsittelevien teosten joukossa on erityisesti Voltairen Micromégas (1752) . Tuolloin se oli kaikkein kaikkein kaikkein tunnetuin planeetta auringosta - Uraan löydettiin sitten vuonna 1781 ja Neptune vuonna 1846 - eikä sen kaasumaista rakennetta ollut tiedossa. Siten planeetta kuvataan kiinteäksi ja siinä asuu kahden kilometrin korkeita jättiläisiä , joilla on 72 aistia ja elinajanodote 15 000 vuotta; sihteeri ”Saturnuksen Akatemian” sitten mukana päähenkilön Mikromegas päälle maapallolla . Sata vuotta myöhemmin Hector Servadacissa (1877) Jules Verne saa seikkailijat ohittamaan Saturnuksen lähellä komeetta ratsastamalla . Kirjoittaja kuvaa sitä ja piirtää sen sitten kiviseksi, autiolla kiinteällä pinnalla, jolla on 8 satelliittia ja 3 rengasta.
Kun nykyaikainen tiede on paljastanut, että planeetalla ei ole vankkaa pintaa ja että sen ilmakehä ja lämpötila ovat vihamielisiä ihmisen elämään, sen edustus kehittyy vastaavasti. Lisäksi sen planeettarenkaista ja sen laajasta kuujärjestelmästä tulee yleinen tieteiskirjallisuuden kehys, esimerkiksi Isaac Asimovin La Voie martienne (1952) tai Alain Damasio La Zone du Dehors (2007) . Saturnuksen ilmakehän kelluvia kaupunkeja otetaan myös huomioon, kuten Charles Stross on kirjoittanut Accelerandossa (2005) .
Kun elokuva , se on erityisesti edustettuna Beetlejuice (1988) mukaan Burtonin , jossa se on asuu jättimäinen hiekka matoja , tai toimii taustalla on Interstellarin (2014) mukaan Christopher Nolan , NASA on lähettänyt neljä astronauttia lähellä planeetan tavoite päästä madonreikään .
"Saturn, tuoja vanhuus" on 5 th teos suurille orkesterille planeetat , säveltänyt ja kirjoittanut Gustav Holst välillä 1914 ja 1916. Lisäksi Saturnus on laulu ryhmän kiven amerikkalaisen Sleeping at Last .
Sen symboli ” ♄ ”, antiikin alkuperää, merkitsisi sirppi jumalan Saturnuksen tai olisi peräisin pienet kreikkalainen kirjain kappa , aluksi on antiikin Kreikan Κρόνος ( Kronos ). Kuitenkin Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni suosittaa korvaamalla symboli " ♄ " kanssa lyhenne "S" , joka vastaa Latinalaisen pääoman kirjain S , ensimmäinen kirjain Englanti Saturnuksen .