Saturnus

Fotografi Saturn oleh Hubble

Saturnus Ia adalah planet kedua terbesar dalam sistem solar selepas Musytari. Dikenali dengan sistem cincinnya, ia adalah milik planet yang dipanggil Jovianos, yang ditemui selepas tali pinggang asteroid, yang memisahkannya dari planet berbatu.

Dikenali sejak zaman purba, kerana ia adalah salah satu daripada 5 planet yang dapat dilihat dengan mata kasar dan yang paling jauh dari mereka, Galileo adalah yang pertama memerhatikannya dengan teleskop pada tahun 1610. Walaupun dia melihat ubah bentuk yang disebabkan oleh cincin, kekurangan resolusi instrumen itu tidak membenarkannya membezakan bentuknya.

Ia bertahun -tahun kemudian, pada tahun 1659, ketika Christian Huygens betul -betul menggambarkan cincin yang terkenal. Tidak lama kemudian, ahli astronomi Itali Giovanni Cassini menyedari bahawa cincin itu mempunyai bahagian, yang kini dipanggil Bahagian Cassini.

Walaupun ahli astronomi zaman dahulu tidak dapat memperincikan sistem cincin, visi yang luar biasa di planet ini terpaksa menarik perhatian mereka untuk memberikan nama seperti "Alap Sahmas" (Star of the Sun) untuk orang Kasdim, "Phaenon" (cerah seperti sol) untuk orang Yunani atau "khima" (bertanggungjawab untuk banjir sejagat) untuk orang Ibrani.

Orang Rom kuno mengaitkan planet ini dengan tuhan Yunani Cronos, bapa Zeus, yang mereka panggil Saturnus. Sebagai penghormatan kepada dewa ini, mereka disambut pada bulan Disember, pihak -pihak yang dipanggil Saturnal, yang kemudiannya orang Kristian kuno yang dikaitkan dengan Krismas.

Budaya kuno lain seperti Hindu, Cina dan Maya juga mempunyai pemerhatian rekod mereka di planet ini. Bagi Maya, tarikh -tarikh di mana konjungsi Saturnus, Musytari dan Marikh adalah perayaan.

Ciri -ciri umum Saturnus

Planet Sabtu Saturnus, berbanding dengan Bumi, 95 kali kecil

Saturnus tidak sebesar Musytari, ia hanya mempunyai satu pertiga daripada jisimnya, manakala radiusnya lebih rendah 16 %. 

Ia adalah yang paling padat dari planet -planet; Dengan 687 kg/m³ Ia boleh terapung di dalam air jika terdapat lautan yang begitu besar untuk mengandunginya. Ia secara asasnya terdiri daripada hidrogen dan helium, unsur -unsur yang paling ringan diketahui, walaupun ia mengandungi orang lain dalam perkadaran yang lebih rendah.

Saturnus mempunyai medan magnetnya sendiri, kurang sengit daripada Musytari, tetapi lebih banyak daripada daratan, dengan paksi magnet selari dengan paksi putaran. Itulah sebabnya auroras dalam bentuk lingkaran sepusat adalah perkara biasa, tepat di setiap kawasan kutub. Ini dibentuk oleh pergerakan zarah -zarah yang dikenakan elektrik di tengah -tengah medan magnet yang sengit di planet ini.

Satu lagi ciri khas Saturnus adalah haba yang melemparkan ke angkasa, kerana ia memancarkan hampir dua kali tenaga yang diterima dari matahari. Pedalaman Saturnus sangat panas dan saintis percaya bahawa hidrogen cecair pada tekanan tinggi adalah disebabkan oleh pemeluwapan hidrogen cecair.

Tekanan di dalam Saturnus menjadi satu juta kali lebih besar daripada tekanan atmosfera terestrial. Titik hidrogen cecair memperoleh kelajuan ketika mereka berjalan ke arah pusat planet ini, menghasilkan haba.

Hidrogen cecair berkelakuan seperti logam, dan bukan hanya bertanggungjawab untuk haba yang disinari, tetapi kesan dynamo kreatif medan magnet.

Suasana Saturnus menyerupai Jupiter, dengan corak cahaya dan gelap yang serupa. Awan terdiri daripada kristal ammonia, air dan ammonium hidrosulfuro. 

Terdapat angin kencang dan ribut sekali -sekala yang terakhir bulan terestrial. Angin khatulistiwa di Saturn boleh mencapai 500 m/s. 

Ringkasan ciri -ciri fizikal utama planet ini

-Misa: 5.69 x 10²⁶ kg.

-Radio khatulistiwa: 6.0 x 10⁴ km

-Radio kutub: 5.4 x 10⁴ km

-Bentuk: Pelacur.

-Jarak purata ke matahari: 1.4 x 10⁹ km

-Kecenderungan orbit: 2.Ke -5 mengenai ekliptik.

-Suhu: Antara -139 dan -189 ºC.

-Graviti: 10.4 m/s²

-Medan magnet sendiri: Yeah.

-Atmosfera: Ya, kebanyakannya hidrogen.

-Ketumpatan: 687 kg/m³

-Satelit: 82 secara rasmi ditetapkan, banyak bulan kecil lain, tanpa penunjukan.

-Cincin: Ya, sistem yang kompleks.

Cincin Saturnus

Sistem cincin Saturnus unik dalam sistem solar untuk kecantikannya yang luar biasa

Cincin adalah meterai Saturn yang tersendiri, kerana walaupun gergasi gas yang lain juga memilikinya, tanpa ragu -ragu bahawa planet ini adalah yang paling menakjubkan.

Cincin ini terdiri daripada ais dan batu dan dikekalkan dalam bentuk terima kasih kepada tindakan graviti beberapa satelit khusus: Satelit Gembala. 

Ilustrasi cincin Saturnus

Pada mulanya, kerana kekurangan resolusi di teleskop mereka, para ahli astronomi berpendapat bahawa cincin membentuk cakera berterusan perkara di seluruh planet. Dalam apa jua keadaan, ketebalan sistem adalah hina, paling hanya satu kilometer, dapat menjadi meter di beberapa wilayah.

Boleh melayani anda: mampatan: konsep dan formula, pengiraan, contoh, latihan

Ahli Astronomi Itali Giovanni Cassini adalah yang pertama menyedari kewujudan garis pemisah di antara mereka, kira -kira 1675.

Bertahun -tahun kemudian, ahli matematik Perancis Pierre de LaPlace mengatakan bahawa sebenarnya terdapat banyak cincin nipis. Akhirnya, kerani James Maxwell membina model di mana dia mencadangkan bahawa cincin itu terdiri daripada banyak zarah, masing -masing mengikuti orbit bebas.

Ahli astronomi membezakan cincin dengan huruf abjad. Cincin 7 utama dan paling terang adalah A, B, C dan D, manakala E, F dan G lebih pucat.

Terdapat juga beribu -ribu cincin paling lemah. Yang paling pucat dan luaran dikesan dengan teleskop inframerah dan dipanggil Cincin febe.

Perwakilan artistik yang menunjukkan cincin Saturnus dan satelit utama

Bahagian Cassini memisahkan cincin A dari B, tetapi di cincin yang sama A terdapat rantau gelap yang dipanggil Bahagian Encke, dikekalkan oleh salah satu satelit Saturnus: roti. Di rantau ini terdapat juga cincin yang sangat nipis.

Terdapat pelbagai bahagian yang luas, juga dipanggil sebagai penghormatan kepada ahli astronomi terkenal: Colombo, Huygens, Maxwell dan Keeler.

Asal cincin

Cincin terdiri daripada zarah yang saiznya dari sebutir pasir (mikron) hingga batu besar dengan puluhan meter panjang, tetapi ahli astronomi bersetuju bahawa mereka tidak berasal dari masa yang sama dengan planet ini, tetapi baru -baru ini.

Dianggarkan bahawa cincin utama A, B dan C mungkin berusia beberapa ratus juta tahun, dan itu sangat sedikit dari segi astronomi. Para saintis yakin bahawa semua planet sistem solar dibentuk pada masa yang sama, kira -kira 46 bilion tahun yang lalu.

Bahan yang menyusun cincin boleh datang dari layang -layang, meteor atau bulan, berpecah -belah kerana keterukan planet ini. Walau apa pun, bukanlah sisa -sisa pembentukan planet.

Sudah tentu asal usul cincin itu tidak pasti buat masa ini, tetapi konsensus umum adalah bahawa mereka agak tidak stabil, sehingga secepat yang mereka terbentuk, mereka mungkin hilang selama berjuta -juta tahun.

Pergerakan Terjemahan

Orbit Saturn

Saturnus mengambil masa 29 tahun dan 167 hari untuk mengembara orbitnya di sekitar matahari. Menariknya, Saturn dan Musytari masuk Resonans orbital, Oleh kerana terdapat interaksi graviti di antara mereka. Sudah tentu tarikan matahari jauh lebih besar, tetapi Jupiter juga mempengaruhi.

Apabila terdapat resonans orbital antara objek astronomi, tempoh orbit mereka mengekalkan perkadaran tertentu, selalu dengan bilangan kecil. Dalam kes Saturn-Jupiter, yang terakhir bertukar 5 bertukar untuk setiap 2 pusingan Saturnus dan dianggap bahawa resonans ini mempunyai kesan penstabil untuk orbit kedua-dua planet.

Resonans orbital yang berlaku di antara zarah -zarah yang membentuk cincin Saturnus dan satelit yang mengorbit di antara mereka.

Saturnus adalah planet sistem suria dengan satelit yang paling, 6 daripadanya mempunyai tempoh orbit yang berkaitan, mari kita lihat:

-Mimas dan tetis, berhubung 1: 2. Untuk 1 pulangan mimas, tetis bertukar 2 kali.

-Enced dan dione, dalam hubungan 1: 2.

-Hyperion dan Titan, berhubung 4: 3.

Akhirnya, adalah luar biasa bahawa 85 % momentum sudut sistem suria tertumpu di Musytari dan Saturnus, dua planet utama, berbeza dengan matahari, yang walaupun mempunyai peratusan tertinggi jisim mempunyai sedikit momentum sudut.

Momentum sudut sistem adalah magnitud fizikal yang menarik, kerana ia dipelihara tanpa adanya interaksi luaran. Untuk perubahan berlaku, tork bersih dari pedalaman diperlukan.

Data pergerakan Saturnus

Data berikut secara ringkas menggambarkan pergerakan Saturnus:

-Radio sederhana orbit: 1.43 x 109 km

-Kecenderungan orbit: 2.Ke -5 mengenai pesawat ekliptik

-Eksentrik: 0.056

-Kelajuan orbit: 9.6 km/s

-Tempoh Terjemahan: 29.46 tahun

-Tempoh putaran: 10.66 jam

Bila dan bagaimana untuk memerhatikan Saturnus

Planet Saturnus dianggap sebagai planet atas, sebagai orbitnya di luar orbit bumi. Planet atas adalah Musytari, Saturn, Uranus dan Neptunus. Sebaliknya, planet yang orbitnya lebih dekat dengan matahari dipanggil planet yang lebih rendah: Mercury dan Venus.

Masa terbaik untuk memerhatikan planet atas adalah ketika bumi berdiri di antaranya dan matahari. Sebaliknya, lebih sukar untuk dilihat apabila ia bersempena, jauh ke bumi dan berhampiran matahari, yang membingungkannya. Keadaan ini diterangkan secara grafik dalam imej berikut:

Boleh melayani anda: Sistem termodinamik: sifat, jenis, contoh Pembangkang dan konjungsi planet luar. Sumber: Maran, s. Astronomi untuk Dummies.

Sememangnya, salah satu objektif utama pemerhati syurga adalah untuk merenungkan cincin, yang mana teleskop kecil sudah cukup. Tetapi perlu mengambil kira bahawa kadang -kadang cincin menyanyi berkenaan dengan tanah dan oleh itu mereka tidak kelihatan.

Sudut yang mana cincin dilihat berubah lebih dari 30 tahun, yang merupakan tempoh di mana Saturnus mengembara orbitnya di sekitar matahari.

Pembangkang seterusnya Saturnus adalah: 

-2020: 20 Julai

-2021: 2 Ogos

-2022: 14 Ogos

-2023: 27 Ogos 

-2024: 08 September 

-2025: 21 September

Gerakan Rotator

Saturnus mengambil purata kira -kira 10.66 jam untuk melengkapkan giliran paksi putarannya sendiri, walaupun tidak semua kawasannya berpaling pada kadar yang sama. Contohnya, di Ecuador kelajuan putaran ialah 10.25 jam, di dalam planet ini adalah 10.Kira -kira 65 jam.

Fenomena ini dikenali sebagai Putaran pembezaan Dan kerana planet ini tidak kukuh, seperti yang kita katakan. Juga disebabkan sifat cecairnya, planet mengalami ubah bentuk kerana pergerakan putaran, membuat kepahitan di kutub.

Komposisi

Komposisi Saturnus pada asasnya sama seperti Jupiter dan planet gas lain: hidrogen dan helium, hanya di Saturnus perkadaran hidrogen lebih besar, memandangkan kepadatan rendah. 

Sejak Saturnus dibentuk di kawasan luar nebula yang berasal dari sistem suria, planet ini dapat berkembang pesat dan menangkap sejumlah besar hidrogen dan helium yang ada di nebula.

Imej Saturnus dan Cincinnya, yang diambil oleh kapal angkasa Cassini, 2016

Oleh kerana tekanan dan suhu yang besar meningkat apabila hidrogen molekul permukaannya maju dalam hidrogen logam.

Walaupun planet ini gas, terdapat bahagian yang lebih rendah dari unsur -unsur yang lebih berat dalam nukleusnya, yang sekurang -kurangnya sebahagiannya berbatu, seperti magnesium, besi dan silikon. 

Di samping unsur -unsur ini, pelbagai jenis ais berlimpah, seperti ammonia, air dan ais metana, yang cenderung berkumpul ke arah pusat planet ini, yang pada suhu tinggi. Oleh itu, bahan sebenarnya cair, bukan gas.

Awan Saturn terdiri daripada ammonia dan ais air, sementara di atmosfera, sebagai tambahan kepada bahan -bahan ini asetilena, metana, propana dan jejak gas lain telah dikesan.

Struktur dalaman

Struktur dalaman dan luaran Saturnus. Sumber: Kelvinsong/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)

Walaupun dikuasai oleh hidrogen dan helium, dipercayai bahawa Saturnus mengandungi teras alam berbatu. Semasa proses pembentukan planet -planet sistem suria, di sekitar nukleus ini, gas -gas telah dipendekkan, dalam proses yang cepat yang membolehkannya berkembang dengan pesat. 

Inti Saturnus mengandungi, seperti yang telah kita katakan, batu dan unsur -unsur dan sebatian yang tidak menentu, dikelilingi oleh lapisan hidrogen cecair. Saintis menganggarkan bahawa nukleus ini antara 9 dan 22 kali lebih besar daripada bumi: kira -kira 25.000 km radio lebih kurang.

Lapisan hidrogen cecair ini pula dikelilingi oleh lapisan hidrogen dan helium cecair, yang akhirnya menjadi soda di lapisan terluar. Barisan Frenkel adalah sempadan termodinamik yang memisahkan cecair gas dari cecair.

Satelit semula jadi Saturnus

Menurut tuduhan terbaru, Saturnus mempunyai 82 satelit dengan penamaan, dan banyak bulan mini yang masih kekurangan. Ini menjadikan Saturnus planet ini dengan jumlah satelit yang paling besar hingga kini.

Sistem satelit Saturnus sangat kompleks; Sebagai contoh, diketahui bahawa mereka mempunyai tindakan langsung pada cincin: Satelit Gembala. 

Di samping itu, terdapat satelit Trojan, yang kekal di orbit stabil pada 60 ° ke depan atau di belakang satelit lain. Sebagai contoh, bulan -bulan Teat dan Calipso adalah Trojans of Thetys, salah satu satelit utama Saturnus.

Satelit utama Saturnus ialah Titan, Mimas, Encela, Tetis, Dione, Rea, Hyperion, Japoto dan Febe. Satelit ini diketahui sejak sebelum misi ruang, tetapi probe penyelidikan Saturnus telah menemui banyak lagi.

Boleh melayani anda: Musytari (planet) Ke mimas kiri dan kawah kesan yang besar. Di sebelah kanan permukaan Titan. Kedua -dua gambar itu datang dari siasatan Cassini. Sumber: Wikimedia Commons.

Yang terbesar dari semua bulan Saturnus adalah Titan, yang juga mempunyai suasana tersendiri dan merupakan yang kedua terbesar di seluruh sistem suria, selepas Ganymedes, bulan besar Jupiter. Titan lebih besar daripada Mercury.

Sebaliknya, bulan keenam Saturnus dalam saiz, adalah bola salji yang besar dengan kejutan: nukleusnya diliputi oleh lautan cecair dan air panas.

Saturn dan Titan, satelit paling penting mereka

Fakta yang ingin tahu antara bulan -bulan Saturnus adalah bahawa ada satelit yang orbitnya sama, tetapi mereka membuat mereka terkejut. Yang paling ketara dari satelit coorbital ini adalah Janus dan Epimete. 

Tidak semua bulan Saturnus mempunyai bentuk spheroidal, terdapat banyak satelit yang tidak teratur, biasanya kecil dan orbit jauh dari planet ini.

Titan dan atmosferanya

Mosaic of Titan Infrared Images, yang diambil oleh siasatan Cassini pada tahun 2015. Sumber: NASA melalui Wikimedia Commons.

Ini adalah yang paling besar dan paling penting dari satelit Saturnus, dapat dilihat dari bumi sebagai titik cahaya kecil, dengan bantuan teleskop. Ahli astronomi Belanda Christian Huygens adalah yang pertama melihatnya sekitar 1655 dan John Herschel, sudah menjadi tangga baru.

Ketumpatan anggarannya ialah 1.9 g/cm³ Dan walaupun ia mengandungi nukleus berbatu, ia adalah dunia hampir semua yang diperbuat daripada ais.

Titan mempunyai suasana padat di mana nitrogen mendominasi dan peratusan kecil metana, sebagai tambahan kepada jejak hidrokarbon. Ini adalah jarang sekali dalam sistem suria, kerana satelit lain tidak mempunyai suasana mereka sendiri.

Ia juga mempunyai lautan dan hujan, tetapi bukan air, tetapi metana. Kewujudan kompaun ini telah diketahui sejak pertengahan abad ke -dua, berkat spektroskopi yang dilakukan oleh ahli astronomi Gerard Kuiper. Seterusnya siasatan Voyager mengesahkan penemuan ini.

Imej Saturnus dan beberapa satelit semulajadi: Lighter, Epimete, Jano, Mimas, Pandora dan Prometheus

Perkara yang menarik mengenai Titan adalah bahawa banyak sebatian organik telah dikesan di sana, sebagai tambahan kepada metana, yang merupakan prekursor kehidupan. Mekanisme yang mana Titan memperoleh suasana aneh ini masih belum diketahui, tetapi ia adalah minat yang besar, kerana kelimpahan hidrokarbon jauh lebih tinggi daripada bumi.

Sebagai sebahagian daripada misi Cassini ke Saturnus, siasatan Huygens berjaya mendarat di permukaan Titan dan mendapati permukaan beku, tetapi penuh dengan kemalangan geografi. 

Walaupun Titan menikmati pelbagai geologi dan iklim, ia adalah dunia yang sedikit selesa untuk manusia. Atmosferanya sangat dinamik; Sebagai contoh, diketahui bahawa angin pukulan berkelajuan tinggi, jauh lebih tinggi daripada taufan tanah terbesar.

Misi ke Saturnus

Perintis 11

Perintis 11

Ia dilancarkan oleh NASA pada tahun 1973 dan mencapai orbit Saturnus beberapa tahun kemudian, pada tahun 1979. Misi ini menangkap imej -imej resolusi rendah dan juga didapati satelit dan cincin yang tidak diketahui tidak pernah dilihat dari bumi. 

Siasatan itu akhirnya hanyut pada tahun 1995, tetapi membawa plak dengan mesej terkenal yang dicipta oleh Carl Sagan dan Frank Drake, sekiranya pelayar asing tersandung padanya.

Voyager

Voyager 2

Misi ini terdiri daripada melancarkan dua probe: Voyager 1 dan Voyager 2.

Walaupun Voyager 1 dikandung untuk mencapai Musytari dan Saturnus, dia sudah melebihi batas sistem suria, memasuki ruang interstellar pada tahun 2012.  Antara penemuan yang paling penting ialah pengesahan kewujudan suasana Titan, serta data penting dari atmosfera Saturnus dan sistem cincin.

Voyager 2 mengumpulkan maklumat mengenai suasana Saturnus, tekanan suasana dan banyak imej berkualiti tinggi. Selepas melawat Saturnus, siasatan itu tiba di Uranus dan Neptunus, selepas itu dia pergi ke ruang interstellar, seperti siasatan kakak.

Cassini

Perhimpunan Kapal Cassini

Misi Cassini adalah projek bersama antara NASA, Agensi Angkasa Eropah dan Agensi Angkasa Itali. Ia dilancarkan pada tahun 1997 dari Cabo Cañaveral dan matlamatnya adalah untuk mengkaji planet Saturnus dan sistem satelitnya.

Siasatan itu tiba di Saturnus pada tahun 2004 dan berjaya mengorbit 294 kali ke planet ini sehingga 2017, dengan meletihkan bahan bakarnya. Kemudian siasatan itu sengaja tenggelam di Saturnus, untuk mengelakkan terhempas terhadap salah satu satelit dan dengan itu mengelakkan pencemaran radioaktif.

Cassini Membawa Probe Huygens, objek pertama yang dihasilkan oleh Kemanusiaan dalam Pendaratan di Dunia Beyond The Asteroid Belt: Titan, satelit terbesar Saturnus. 

Huygens menyumbang imej landskap Titan, serta struktur cincin. Dia juga memperoleh imej Mimas, satu lagi satelit Saturnus yang Shepherds berdering. Mereka menunjukkan kawah besar Herschel, dengan gunung besar di pusatnya.

Cassini juga mengesahkan kehadiran air di Encama, keenam dan beku bulan Saturnus, diameter 500 km, yang berada dalam resonans orbital dengan Dione. 

Encard, Frost of Saturn's Moon yang menempatkan lautan di dalamnya. Cassini Probe Image

Encard air panas, dan di planet ini terdapat banyak geysers dan fumaroles yang mengusir wap air dan sebatian organik, itulah sebabnya ramai yang percaya bahawa ia dapat menempatkan kehidupan.

Mengenai Japeto, satu lagi satelit hebat Saturnus, imej Cassini mendedahkan sisi gelap, yang asalnya masih belum ditentukan.