Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


A Szaturnusz

2010.11.03

A Szaturnusz

Szaturnusz A Szaturnusz csillagászati jele
Szaturnusz
Pályaadatok
Aphélium távolsága: 1 503 983 449 km
10,053 508 40 CsE
Perihélium távolsága: 1 349 467 375 km
9,020 632 24 CsE
Fél nagytengely: 1 426 725 413 km
9,537 070 32 CsE
Pálya kerülete: 8,958 Tm
59,879 CsE
Pálya excentricitása: 0,054 150 60
Sziderikus keringési idő: 10 756,1995 nap
(29,46 év)
Szinodikus periódus: 378,10 nap
Min. pályamenti sebesség: 9,137 km/s
Átl. pályamenti sebesség: 9,639 km/s
Max. pályamenti sebesség: 10,183 km/s
Inklináció: 2,484 46°
(5,51° a Nap egyenlítőjéhez képest)
Felszálló csomó hossza: 113,71532811 04°
Holdak: 61[1]
Fizikai tulajdonságok
Egyenlítői sugár: 60 268 km
(a földi 9,449-szerese)
Poláris sugár: 54 364 km
(a földi 8,552-szerese)
Lapultság: 0,097 96
Felszín területe: 4,27×1010 km2
(a földi 83,703-szerese)
Térfogat: 8,27×1014 km3
(a földi 763,59-szerese)
Tömeg: 5,6846×1026 kg
(a földi 95,162-szerese)
Átlagos sűrűség: 0,6873 g/cm3
(kevesebb, mint a vízé)
Felszíni gravitáció: 8,96 m/s2
(0,914 g)
Szökési sebesség: 35,49 km/s
Sziderikus forgásidő: 0,449 375 nap
(10 h 47 min 6 s) [2]
Forgási sebesség: 9,87 km/s,
35 500 km/h
(az egyenlítőnél)
Tengelyferdeség: 26,73°
Az északi pólus rektaszcenziója: 40,59° (2 h 42 min 21 s)
Deklináció: 83,54°
Albedó: 0,47
Felszíni hőm.:
   Felszín
   Felhők teteje
min átl. max
82 K 143 K  
  93 K  
Atmoszféra
Felszíni nyomás: 140 kPa
Összetevők: >93% hidrogén
>5% hélium
0,2% metán
0,1% vízpára
0,01% ammónia
0,0005% etán
0,0001% foszfin

A Szaturnusz a hatodik bolygó a Naptól számítva, a második legnagyobb a Naprendszerben a Jupiter után. Egyike annak az öt bolygónak, ami a Földről szabad szemmel is látható. A Szaturnusznak látványos, jégből és törmelékekből álló gyűrűrendszere van. Szaturnuszról, a római istenről nevezték el. Jele az isten sarlójának stilizált képe (Unicode: ♄).

Tartalomjegyzék

[elrejtés]

Fizikai tulajdonságok [szerkesztés]

A Szaturnusz lapított gömb alakú. Az egyenlítői és sarki átmérő majdnem 10%-kal különbözik (120 536 kilométer ill. 108 728 kilométer). Ez a nagy sebességű forgás eredménye. A többi gázbolygó szintén lapított, de kisebb mértékben. A Szaturnusz a Naprendszer egyetlen bolygója, melynek sűrűsége kisebb a víznél. Bár a Szaturnusz magja sokkal sűrűbb, mint a víz, az átlagos sűrűsége a gáznemű légkör miatt 0,69 g/cm3.

A Szaturnusz belső szerkezete hasonlít a Jupiterhez, egy sziklás mag a központban, felette egy folyékony fémes hidrogénréteg, kívül pedig egy molekuláris hidrogénréteg. A Szaturnusz belsejének hőmérséklete a magnál eléri a 11 700 °C-t, és emiatt a bolygó több energiát sugároz vissza az űrbe, mint amennyit a Naptól kap. Az energiakülönbség legnagyobb részét a Kelvin-Helmholtz folyamat (lassú gravitációs kompresszió) hozza létre, de ez egyedül nem lehet elegendő, hogy megmagyarázza a Szaturnusz teljes hőtermelését. Egy másik elmélet feltételezi, hogy a bolygó belsejében a folyékony hidrogén közegben lassan lesüllyedő hélium hőenergiát szabadít fel.[3][4]

A Szaturnusz légköri sávjai

A Szaturnusz légköre a Jupiterhez hasonló sávos felépítésű, de a Szaturnusz sávjai sokkal halványabbak és sokkal szélesebbek az egyenlítő közelében. A Szaturnusz szelei a Naprendszerben a leggyorsabbak közé tartoznak. A Voyager adatok szerint elérhetik az 500 m/s-ot.[5] A Szaturnusz halványabb felhőmintázatát a Voyager küldetésekig nem láthattuk. Azóta a földi teleszkópok már annyit fejlődtek, hogy rendszeres megfigyeléseket végezhetnek.

A Szaturnusz általában nyugodt légköre néha hosszú életű oválisokat és más jellemzőket mutat. 1990-ben a Hubble űrtávcső egy óriási fehér felhőt figyelt meg az egyenlítő közelében, amely a Voyager megközelítések idején még nem volt meg. Az 1990-es vihar ún. Nagy Fehér Folt volt, egy egyedülálló, de rövid életű jelenség, durván 30 éves periódussal. Nagy Fehér Foltokat korábban 1876-ban, 1903-ban, 1933-ban, és 1960-ban figyeltek meg. A periódust követve egy másik vihar 2020 körül fog kialakulni.[6]

Gyűrűk [szerkesztés]

A Szaturnusz gyűrűi a Cassini űrszonda felvételén

A Szaturnusz főleg a gyűrűrendszeréről ismert, amely az egyik leglátványosabb objektum a Naprendszerben.

Történet [szerkesztés]

A gyűrűket először Galileo Galilei figyelte meg távcsövével 1610-ben, de nem tudta azonosítani őket. Azt írta, "a bolygó nincs egyedül, hanem három részből áll, amelyek majdnem érintik egymást és soha nem mozdulnak el egymáshoz képest". 1612-ben a gyűrűk síkja közvetlenül a Föld felé irányult és a gyűrűk látszólag eltűntek, majd 1613-ban újra megjelentek.[7]

1655-ben Christiaan Huygens volt az első, aki felvetette, hogy a Szaturnuszt egy gyűrű veszi körbe. Egy, a Galileoénál fejlettebb távcsövet használva, Huygens megfigyelte a Szaturnuszt és azt írta: "a Szaturnuszt egy vékony, széles gyűrű veszi körbe, amely sehol nem érinti".[7]

1675-ben Giovanni Domenico Cassini megállapította, hogy a Szaturnusz gyűrűjét valójában több kisebb gyűrű és a köztük lévő rések alkotják; a legnagyobb ilyen rést később Cassini-résnek nevezték el.

1859-ben James Clerk Maxwell bebizonyította, hogy a gyűrűk nem lehetnek egy tömbből, és felvetette, hogy apró részecskéből állnak, melyek egymástól függetlenül keringenek a bolygó körül.[8] Maxwell elméletét 1895-ben bizonyították be a gyűrűkről végzett spektroszkópos megfigyelésekkel, amelyeket James Keeler végzett a Lick Obszervatóriumban.

Fizikai tulajdonságok [szerkesztés]

A gyűrűket alkotó szikladarabok
(fantáziarajz)

A gyűrűket már kisebb távcsővel is meg lehet figyelni. 6630 és 120 700 kilométer magasságban találhatók a Szaturnusz egyenlítője fölött. Vastagságuk mindössze 10 m körüli, helyenként azonban 4 km-es magasságot elérő „hullámok” találhatók benne.[9] Főleg kőzetekből, vas-oxidból és jégrészecskékből állnak, melyek mérete a porszemtől a kisebb személygépkocsiig terjed.

Két fő elmélet létezik a Szaturnusz-gyűrűk eredetének magyarázatára. Az egyik elmélet, amelyet eredetileg a 19. században Édouard Roche javasolt az, hogy a gyűrűk egyszer a Szaturnusz egyik holdját alkották, melynek pályamagassága annyira lecsökkent, hogy a bolygó közelében az árapályerők miatt széthullott (lásd Roche határ). Ennek az elméletnek egy változata, hogy a hold egy nagy üstökössel vagy aszteroidával való ütközés miatt hullott szét. A második elmélet szerint a gyűrűk soha nem képezték egy hold részét, hanem az eredeti csillagközi anyagból maradtak meg, amelyből a Szaturnusz kialakult. Ezt az elméletet széles körben ma már nem fogadják el, mióta a gyűrűkről úgy tudják, néhány millió éves időszakon túl instabilak, tehát viszonylag új eredetűek lehetnek.

Míg a legnagyobb gyűrűrések, mint például a Cassini-rés vagy az Encke-rés, a Földről is megfigyelhetők, a Voyager szondák felfedezték, hogy a gyűrűket több ezer kisebb gyűrű és vékony rések bonyolult szerkezete alkotja. Ez a szerkezet a Szaturnusz-holdak gravitációs vonzásából származik.

A Cassini űrszonda adatai azt mutatják, hogy a Szaturnusz gyűrűi saját légkörrel rendelkeznek. A légkör molekuláris oxigénből (O2) áll, ami a Napból érkező ultraibolya fény és a gyűrűkben lévő vízjég kölcsönhatásából jön létre.

Küllők [szerkesztés]

Küllők a B-gyűrűben

1980-ig a Szaturnusz gyűrűinek szerkezetét kizárólag a gravitációs erők hatásaként magyarázták. A Voyager szondák sugaras alakzatokat találtak a B-gyűrűben, melyeket küllőknek hívunk, és amelyeket ezzel a módszerrel nem magyarázhattak meg. A küllők sötétnek tűnnek a gyűrűk fényesebb része mellett. Feltételezik, hogy elektromágneses kölcsönhatásokhoz kapcsolódnak, mivel a Szaturnusz magnetoszférájával majdnem egyidejűleg keringenek. Mindazonáltal a küllők kialakulásának folyamata egyelőre ismeretlen.

Huszonöt évvel később a Cassini űrszonda megint megfigyelte a küllőket. Úgy tűnik, idényjellegű jelenségek, akkor jelennek meg, mikor a Szaturnusz napéjegyenlőséghez közelít. A Cassini megérkezésekor a küllők nem voltak láthatóak. Néhány tudós az addigi modellek alapján, 2007-re jósolta meg a küllők megjelenését. A Cassini képkezelő csapata ezért állandóan küllőket keresett a gyűrűk képeiben, melyeket végül meg is találtak a 2005. szeptember 5-én készített felvételeken.

Porgyűrű [szerkesztés]

A porgyűrű a Szaturnusz körül
(a bolygó méretarányosan a kép közepén, a kis körben helyezkedik el - tőle jobbra nagyítva látható)

A Spitzer űrteleszkóp infravörös felvételei alapján 2009. október 6-án óriási, az eddig ismertek méretét messze meghaladó, porból és jégszemcsékből álló gyűrűt fedeztek fel a Szaturnusz körül. A gyűrű átmérője körülbelül 300-szorosa, vastagsága pedig mintegy 20-szorosa a bolygó átmérőjének. A látható fény tartományában egyáltalán nem figyelhető meg, ezért maradhatott eddig észrevétlen. Az egész alakzat kiterjedésére jellemző, hogy ha szabad szemmel láthatnánk, a Földről nézve két teliholdnyi átmérőt foglalna el az égbolton. A porgyűrű belső széle a bolygótól körülbelül 6 millió kilométerre található, míg a külső széle durván 12 millió kilométeres távolságig terjed. A porgyűrű mintegy 27 fokos szögben hajlik a fő gyűrűrendszer síkjához.[10]

Az újonnan felfedezett gyűrű messze a legnagyobb az óriásbolygó ismert gyűrűihez képest. Nem rendelkezik éles határokkal. Benne kering a Phoebe nevű hold, amely a feltételezések szerint a gyűrű anyagának forrása. Az égitest minden bizonnyal nem a bolygóval együtt keletkezett, a Szaturnusz később fogta be.

A 2003-ban indított, a Nap körül keringő, 2009-ben a Földtől 107 millió km-re levő Spitzer-űrtávcső a hideg (kb. 80 K hőmérsékletű) por infravörös sugárzását detektálta a Szaturnusz környezetéből.

Az új gyűrű talán egy régi rejtélyre is választ adhat a Szaturnusz rendszerével kapcsolatban. A kétarcú – az egyik oldalán fényes, a másikon sötét – Iapetus hold talán attól néz ki ilyen furcsán, mert kölcsönhatásban áll az óriásgyűrűből származó poranyaggal. Míg a Iapetus, a legtöbb más hold és a belső gyűrűk is egy irányban keringenek, addig a Phoebe és a hozzá kapcsolható új alakzat az ellenkező irányban. A Iapetus egyik felén csapódhat le a gyűrűből befelé jutó por, mint nyári estéken a rovarok az autók szélvédőin.[11]

Holdak [szerkesztés]

A Szaturnusz holdjai

A Szaturnusznak jelenleg 61 ismert és 3 meg nem erősített holdja van. A további holdak besorolása nehézkes. A pontos számukat nem lehet meghatározni, mert nézőpont kérdése, hogy mi számít valódi holdnak, vagy nem más, mint egy gyűrűhöz tartozó szikla vagy jégdarab.

  • Az űrkorszak előtt kilenc ismert holdja volt a Szaturnusznak.
  • 1980-ban a Voyager-1 űrszonda további kilenc holdat fedezett fel.
  • A 2000-ben kezdődött felmérés során 12 új holdat azonosítottak, többnyire kisméretű szikla- és jégdarabokat.
  • 2003-ban a földi teleszkópok felvételei alapján sikerült rátalálni egy új holdra.
  • A Cassini űrszonda 2004-ben érkezett meg a Szaturnuszhoz és még abban az évben 5 újabb holdat fényképezett le.
  • 2004-ben és 2005-ben földi távcsövekkel további 12, külső pályán keringő holdat fedeztek fel:.[12][13]
  • 2006-ban a Cassini űrszonda, a Hubble-űrtávcső és földi teleszkópok felvételei alapján újabb 8 holdat sikerült beazonosítani [14][15]

A holdak közül sok kisméretű van: 57-ből 31 átmérője kevesebb, mint 10 km, és további 13-nak kevesebb, mint 50 km.[16] A holdak közül csak hét elég nagy ahhoz, hogy gömb alakba álljon össze saját gravitációja alatt. A Szaturnusz legfigyelemreméltóbb holdja a Titán, a Naprendszerben az egyetlen hold, amelynek sűrű légköre van.

A Szaturnusz nagy holdjai és a Hold összehasonlítása.
Név Átmérő
(km)
Tömeg
(kg)
Pályasugár (km) Periódus (nap)
Mimas 400
(10% Hold)
0,4×1020
(0,05% Hold)
185 000
(50% Hold)
0,9
(3% Hold)
Enceladus 500
(15% Hold)
1,1×1020
(0,2% Hold)
238 000
(60% Hold)
1,4
(5% Hold)
Tethys 1060
(30% Hold)
6,2×1020
(0,8% Hold)
295 000
(80% Hold)
1,9
(7% Hold)
Dione 1120
(30% Hold)
11×1020
(1,5% Hold)
377 000
(100% Hold)
2,7
(10% Hold)
Rhea 1530
(45% Hold)
23×1020
(3% Hold)
527 000
(140% Hold)
4,5
(20% Hold)
Titán 5150
(150% Hold)
1350×1020
(180% Hold)
1 222 000
(320% Hold)
16
(60% Hold)
Iapetus 1440
(40% Hold)
20×1020
(3% Hold)
3 560 000
(930% Hold)
79
(290% Hold)

Megfigyelés [szerkesztés]

A Szaturnusz nézete a Földről

A Szaturnuszt történelem előtti idők óta ismerik. Ez a legtávolabbi bolygó, amely könnyen észrevehető szabad szemmel. A másik négy a Merkúr, a Vénusz, a Mars és a Jupiter. Az Uránusz csak sötét éjszakákon látható szabad szemmel. A Szaturnusz az éjszakai égbolton fényes, sárgás csillagként jelenik meg, +1 és 0 magnitúdó közötti látszólagos fényességgel. Hozzávetőleg 29,5 év alatt tesz meg egy teljes körforgást az állatövi csillagképekhez viszonyítva. Legalább 20-szoros erősségű optikai segédeszköz szükséges ahhoz, hogy a Szaturnusz gyűrűi megfigyelhetők legyenek.

A Szaturnusz az idő legnagyobb részében látható az éjszakai égbolton, de a bolygót és a gyűrűket legjobban akkor láthatjuk, amikor a bolygó szembenállásban (a bolygó az égbolton a Nappal ellentétes pontban) van. A 2005. január 13-i szembenállás során a Szaturnusz fényesebb volt, mint bármikor lesz 2031-ig, javarészt a gyűrűk Földhöz viszonyított helyzete miatt.

Kutatás [szerkesztés]

Űrszondák [szerkesztés]

Műhold neve Megérkezés Küldetés típusa Távolság (km) Sorsa
Pioneer 11 NASA 1979. szeptember 1. közelrepülés [17] 20 900 A Naprendszert elhagyó pályára állt.
Voyager 1 NASA 1980. november 12. közelrepülés [18] 124 000 A Titánnal való találkozása után, folytatta Naprendszerből kivezető útját.
Voyager 2 NASA 1981. augusztus 25. közelrepülés 100 800 Pályára állt a Uránusz felé.
Cassini Huygens NASA Európai Űrügynökség 2004. július 1. keringőegység - Eredeti küldetése 2008-ban véget ért, a tervek szerint pályán marad 2017-ig.

Pioneer-11 [szerkesztés]

A Pioneer-11 a Szaturnusznál

A Szaturnuszt először a Pioneer–11 látogatta meg 1979 szeptemberében. A bolygó felhőitől 20 000 kilométerre repült el. Kisfelbontású képeket készített a bolygóról és néhány holdról; a képek felbontása nem volt elég jó ahhoz, hogy felszíni alakzatokat lehessen kivenni rajtuk. Az űrszonda tanulmányozta a gyűrűket is; a felfedezések között volt a vékony F-gyűrű és a tény, hogy a sötét rések a gyűrűkben fényesek, mikor a Nap irányába néznek, tehát nem teljesen üresek. Pioneer-11 megmérte a Titán hőmérsékletét is.[19]

Voyager [szerkesztés]

A Voyager-2 szonda a Szaturnusz mellett

1980 novemberében a Voyager-1 űrszonda látogatta meg a Szaturnusz rendszert. Visszaküldte az első nagyfelbontású képeket a bolygóról, a gyűrűkről és holdakról. Először láthattuk a különféle holdak felszíni jellemzőit. A Voyager-1 végrehajtott egy Titán közelrepülést is, amellyel nagyban hozzájárult az óriáshold kutatásához. Bebizonyosodott, hogy Titán légköre látható hullámhosszon áthatolhatatlan, úgyhogy felszíni részletek nem voltak láthatók. A közelrepülés megváltoztatta az űrszonda röppályáját, amely így elhagyhatta a Naprendszer síkját.

A Titán holdról készült közelkép

Majdnem egy évvel később, 1981 augusztusában a Voyager–2 folytatta a Szaturnusz rendszerének tanulmányozását. A Szaturnusz holdjairól, a légkörben és a gyűrűkben végbemenő változásokról több közelkép is készült. Sajnos a közelrepülés idején a szonda mozgatható kameraplatformja néhány napon keresztül beragadt és a tervezett fényképezés egy részét nem tudták elvégezni. A Szaturnusz gravitációját felhasználva az űrszonda röppályáját az Uránusz felé irányították.

A Voyager szondák több új holdat erősítettek meg és fedezték fel a gyűrűk közelében vagy belsejében. Felfedezték a kisebb Maxwell- és Keeler-rést is.

Cassini-Huygens szonda [szerkesztés]

2004. július 1-jén a Cassini űrszonda pályára állt a Szaturnusz körül, de már azelőtt megkezdte a holdrendszer tanulmányozását. 2004 júniusában megközelítette Phoebe holdat, amelyről nagyfelbontású képeket és adatokat küldött vissza.

A Cassini még kétszer közelítette meg a Titánt, mielőtt leválasztották róla 2004. december 25-én a Huygens szondát. A Huygens 2005. január 14-én leereszkedett a Titán felszínére. A légköri ereszkedés közben és a leszállás után is rengeteg adatot küldött. 2005 folyamán a Cassini további közelrepüléseket végzett a Titánnál és más jeges holdaknál.

2006. március 10-én a NASA bejelentette, hogy a Cassini gejzírekben feltörő folyékony vízre utaló bizonyítékot fedezett fel az Enceladus holdon.[20]

2006. szeptember 20-án a Cassini felfedezett egy korábban ismeretlen gyűrűt a fényesebb fő gyűrűkön kívül és a G és E gyűrűkön belül.[21]

2006-tól a szonda négy új holdat fedezett fel és erősített meg, majd 2009-ben egy ötödiket, a G gyűrűben.[22][23] Az elsődleges küldetése 2008-ban ért véget, ekkorra 74 keringést végzett a bolygó körül. A küldetést kétszer is meghosszabbították, először 2010-ig majd 2010 februárjában úgy döntöttek hogy 2017-ig ismét meghosszabbítják az eddig is nagyon sikeres programot

 
 

 

Képgaléria


Utolsó kép


Levelezőlista



Archívum

Naptár
<< Augusztus / 2019 >>


Statisztika

Online: 1
Összes: 32217
Hónap: 282
Nap: 7