Astronomija 11-12 klasei

Saturnas



Įvadas


Dangaus kūnų mechanika


Planetos

Merkurijus

Venera

Žemė

Marsas

Jupiteris

Saturnas


Uranas

Neptūnas

Testai


Mažieji Saulės sistemos kūnai


Žvaigždės


Visata


Kosmoso tyrimas ir kosminės kelionės


Literatūra


Saturnas (lietuviai jį vadino Saulės dukra Sėlija) yra šeštoji pagal nuotolį nuo Saulės planeta. Atstumas tarp jų kinta nuo 1,35 mlrd. km iki 1,51 mlrd. km. Saulę apskrieja per 29,5 metų. Tai antra pagal dydį Saulės sistemos planeta. Jos skersmuo didesnis negu Žemės 10 kartų, o masė — 95 kartus. Vidutinis tankis 0,7 g/cm3. Taigi Saturnas vidutiniškai yra lengvesnis už vandenį.

Opozicijų metu planeta spindi kaip gelsva nulinio ryškio žvaigždė. Kai Saturnas yra priešingoje Saulei orbitos pusėje, jo spindesys susilpnėja iki 1,3 ryškio. Pro teleskopą opozicijos metu Saturnas atrodo kaip 15-20" dydžio skritulėlis, apsuptas gražaus žiedo. Dėl greito sukimosi apie savo ašį (periodas 10,6 h) Saturnas smarkiai susiplojęs — jo pusiaujo skersmuo 1,12 karto didesnis už ašigalinį. Pro stipresnį žiūroną matomas ir didžiausias Saturno palydovas Titanas, kurio ryškis 8,3.

Pro teleskopą Saturno paviršiuje nesimato jokių detalių. Gerais teleskopais darytos nuotraukos rodo kelias tamsesnes ir šviesesnes juostas. Nuotraukose, gautose iš praskriejančių pro planetą kosminių stočių ("Pioneer-11" 1979 m., "Voyager-1" 1980 m., "Voyager-2" 1981 m.), aptinkama daug panašumo tarp Saturno ir Jupiterio debesų struktūrų.

Saturną ir jo palydovus
tyrusios stotys

Saturne irgi matosi šviesios ir tamsios lygiagrečios pusiaujui juostos, sūkuriai. Tačiau jo debesų detalės ne tokios spalvingos ir kontrastingos. Debesų temperatūra irgi gerokai žemesnė — vos 95 K (-178oC). Atmosferą, kurios storis apie 300 km, sudaro molekulinis vandenilis (88%), helis (11%), amoniakas, metanas, etanas, acetilenas, vandens garai ir snaigės. Ties pusiauju vėjas pastoviai pučia iš vakarų į rytus, o jo greitis siekia 500 m/s.

Saturnas, kaip ir Jupiteris, neturi kieto paviršiaus. Kelių šimtų kilometrų gylyje, skaičiuojant nuo viršutinių debesų, prasideda skysto molekulinio vandenilio vandenynas. Jo gylis 32 000 km. Po juo yra metališkojo vandenilio 12 000 km storio sluoksnis ir pagaliau centre — 16 000 km spindulio branduolys, sudarytas iš silikatų, taip pat vandens, amoniako bei metano ledų. Centre temperatūra turi būti 20 000 K, tankis — 13,5 g/cm3. Saturno magnetinis laukas kelis kartus stipresnis negu Žemės. Jo ašis sutampa su sukimosi ašimi.

Saturnas turi plačius žiedus, kuriuos sudaro įvairaus dydžio (nuo kelių mikrometrų iki 10 m) ledo gabalėliai, kietos dalelės ir uolos, skriejančios aplink Saturną jo pusiaujo plokštumoje. Kiekvienas iš septynių žiedų sudarytas iš tūkstančių dar plonesnių koncentrinių žiedelių. Bendras žiedų plotis yra daugiau kaip 400 000 km, o storis — vos 1 km. Pro teleskopą matomi tik ryškiausi trys žiedai, kurių bendras plotis apie 70 000 km. Pagal nuotolį nuo Saturno žiedai išsidėstę taip:
D žiedas (67—73 tūkst. km nuo Saturno centro),
C žiedas (73—90 tūkst. km),
B žiedas (91,9—117,4 tūkst. km),
A žiedas (121,9—136,6 tūkst. km),
F žiedas (~140,5 tūkst. km, plotis ~100 km),
G žiedas (~170 tūkst. km),
E žiedas (180—480 tūkst. km).
Tarp A ir B žiedų yra ~4500 km pločio Kasinio tarpas. Tarp B ir C žiedų tarpo beveik nėra. Tarp A ir F žiedų yra ~4000 km pločio "Pionieriaus" tarpas. Žiedų storis <1 km. Per teleskopą iš Žemės matomi tik šviesūs A ir B žiedai (jie atspindi ~99% visos žiedų atspindimos Saulės šviesos) ir blankus C, arba krepinis, žiedas. Žiedai susideda iš siauresnių koncentrinių žiedų; pvz., A, B ir C žieduose jų priskaičiuojama ~1000. Saturno žiedus 1610 pastebėjo G. Galilėjas, bet palaikė juos palydovais. 1656 K. Huigensas įrodė, kad tai žiedai. C žiedą 1848 atrado Dž. F. ir V. K. Bondai, F žiedą — 1979 JAV tarppl. stotis "Pioneer"-11, D ir G žiedus — 1980 JAV tarppl. stotis "Voyager-1", E žiedą — 1981 "Voyager-2".

Aplink Saturną skrieja šie palydovai: Panas, Atlantas, Prometėjas, Pandora, Epimetėjas, Janas, Mimas, Enceladas, Tetija, Telesta, Kalipsė, Dionė, Elenė, Rėja, Titanas, Hiperionas, Japetas, Febė. Didžiausias jų yra Titanas, pusantro karto didesnis už Mėnulį.
Titanas
Titanas
Enceladas
Enceladas
Japetas
Japetas
Dionė
Dionė
Tetija
Tetija
Rėja
Rėja

Titaną supa gana tanki atmosfera, sudaryta iš azoto (85 %), argono (12 %), metano, etano, acetileno, etileno, ciano ir kitų anglies junginių. Paviršius niekada nematomas, nes jį nuolatos dengia debesys. Manoma, kad jame tyvuliuoja ištisinis skysto metano vandenynas su metano ledynais.

Orbitos charakteristikos
Vid. atstumas nuo Saulės1 427 mln. km
9,537 070 32 av
Perihelis1 348 mln. km
Afelis1 506 mln. km
Ekscentricitetas0,0556
Apskriejimo periodas29,46 m.
Sinodinis periodas378,10 d.
Greitis orbitoje, km/sminvid max
9,1379,639 10,138


Fizikinės charakteristikos
Pusiaujo skersmuo120 660 km
Paviršiaus plotas4,27·1010 km2
Tūris8,27·1014 km3
Masė5,684·1026 kg
Vidutinis tankis0,7 g/cm3
Laisvojo kritimo pagreitis9,28 m/s2
Pabėgimo greitis33,4 km/s
Apsisukimo apie ašį periodas10,66 h
Sukimosi greitis9,87 km/s
Pusiaujo posvyris į orbitos plokštumą26,73o
Paviršiaus temperatūra, Kminvid max
82143
Palydovų skaičius47


Atmosferos charakteristikos
Atmosferos slėgis, MPa0,14
Atmosferos tankis
Vandenilis>93%
Helis>5%
Metanas0,2%
Vandens garai0,1%
Amoniakas (NH3)0,01%
Etanas (C2H6)0,0005%
Fosfinas (PH3)0,0001%