• Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

Saturn

Oprindelige forfattere KLRa og TAEA Seneste forfatter Redaktionen

Saturn. Billede taget af rumsonden Cassini. Ringsystemet og det besynderlige sekskantede felt ved nordpolen ses tydeligt.

Saturn. Billede taget af rumsonden Cassini. Ringsystemet og det besynderlige sekskantede felt ved nordpolen ses tydeligt.

Saturn, Solsystemets næststørste planet (efter Jupiter). Den har ligesom Jupiter en sammensætning meget lig Solens.

Saturn har været kendt siden oldtiden, men først efter kikkertens opfindelse i 1600-t. opdagede man de første af de meget markante ringe, der omgiver Saturn, og som er navngivet fra A til G. Saturn har (2013) 62 måner, hvoraf den største er Titan.

Rumsonderne Pioneer 11 og Voyager 1 og 2 har passeret tæt forbi Saturn og sendt billeder tilbage. I juni 2004 ankom rumsonden Cassini til sit kredsløb om Saturn. Cassini var blevet opsendt fra Kennedy Space Center i 1997 i samarbejde mellem NASA og ESA og medbragte den europæiskbyggede Huygensprobe, som i januar 2005 blev sendt ned på Titans overflade. Under sine første tre år ved Saturn har Cassini fundet en række nye måner, en ring, og indsamlet megen ny viden om planeten.

Annonce

Saturn. Skematisk oversigt over Saturns indre. Der er ingen fast overflade på Saturn; overfladen defineres som den dybde, hvor trykket er 1 atm. Overgangen mellem molekylært brint og metallisk brint er også gradvis, mens overgangen til kernen er skarp.

Saturn. Skematisk oversigt over Saturns indre. Der er ingen fast overflade på Saturn; overfladen defineres som den dybde, hvor trykket er 1 atm. Overgangen mellem molekylært brint og metallisk brint er også gradvis, mens overgangen til kernen er skarp.

Opbygning

Som de andre jovianske planeter er Saturn en gasplanet. Den anslås at indeholde 97% brint, 3% helium og 0,2% methan (CH4). Observerer man Saturn gennem et teleskop, ser man ned i dens atmosfære til et tryk på ca. 1 atm. Her består atmosfæren af molekylær brint (H2). Beregninger viser, at længere nede vil brinten gradvis optræde som en væske. Der er ikke tale om en egentlig væskeoverflade, men en gradvis overgang til en flydende form. Endnu længere nede, ved et tryk på ca. 4 mio. atm og en temperatur på ca. 10.000 K, optræder en helt ny fase: flydende metallisk brint. I denne tilstand er brinten ioniseret og opfører sig som et flydende og elektrisk ledende metal.

Egenskaber
middelafstand til Solen9,54 au
omløbstid (siderisk)29,458 år
banens hældning2,49°
banens excentricitet0,056
rotationsperiode (indre)10,675 h
rotationsperiode (skydække)10,233 h
antal måner62
aksehældning26,73°
radius ved ækvator60.268 km
fladtrykthed0,098
masse5,688·1026 kg
middeldensitet0,69 g/cm3
tyngdeacceleration ved ækvator9,05 m/s2
undvigelseshastighed ved ækvator35,5 km/s
magnetisk moment4,3·1025 Am2
magnetisk feltstyrke ved overfladen0,02 mT
magnetisk aksehældning (i forhold til rotationsaksen)<1°

Inderst har Saturn en fast kerne formodentlig bestående af silikater og jern-nikkel-metal. Trykket på overfladen af denne kerne er ca. 12 mio. atm, og temperaturen ca. 12.000 K.

Fra observationer vides, at Saturn har et heliumindhold, der tilsyneladende er fire gange mindre end i Jupiter og Solen. Det kan skyldes, at det ikke-ioniserede helium ved de relativt lave temperaturer i Saturns indre bliver uopløseligt i den metalliske brint. Dette kan føre til en faseseparation, hvor det hidtil opløste helium regner ud som dråber mod bunden af det hav, som udgøres af den metalliske brint; derved observeres mindre helium i toppen af atmosfæren.

Atmosfære og magnetfelt

Saturn. Nærbillede af ringene, optaget af rumsonden Voyager 1 i 1980 i en afstand af 1,57 mio. km. Yderst ses den tynde F-ring. Derefter kommer A-ringen, hvori Enckes deling ses som en mørk streg. Den bredere Cassinis deling adskiller A- og B-ringen; den består af fire tynde, lyssvage ringe. B-ringen er den klareste af Saturns ringe; materialet i den er visse steder så tæt, at den helt dækker for Saturn tv. Inden for B-ringen ses den svagere C-ring. På Saturns overflade ses skyggen fra ringene. G- og E-ringen, der ligger uden for F-ringen, og D-ringen, der ligger inden for C-ringen, er meget svage og kan ikke ses her.

Saturn. Nærbillede af ringene, optaget af rumsonden Voyager 1 i 1980 i en afstand af 1,57 mio. km. Yderst ses den tynde F-ring. Derefter kommer A-ringen, hvori Enckes deling ses som en mørk streg. Den bredere Cassinis deling adskiller A- og B-ringen; den består af fire tynde, lyssvage ringe. B-ringen er den klareste af Saturns ringe; materialet i den er visse steder så tæt, at den helt dækker for Saturn tv. Inden for B-ringen ses den svagere C-ring. På Saturns overflade ses skyggen fra ringene. G- og E-ringen, der ligger uden for F-ringen, og D-ringen, der ligger inden for C-ringen, er meget svage og kan ikke ses her.

Saturns atmosfære er ligesom Jupiters opdelt i synlige bælter. Atmosfæren er meget turbulent, og der er målt vindhastigheder helt op til 500 m/s. Vindene blæser i samme retning som planetens egenrotation, men hurtigere end dens indre rotationsperiode. Saturn udstråler ligesom Jupiter mere varmestråling, end den modtager fra Solen.

Saturn har et betydelig svagere magnetfelt end Jupiter (36 gange svagere). Magnetosfæren strækker sig omtrent ud til 20 saturnradier, hvor månen Titan befinder sig.

Måner

Saturn er omgivet af otte større og mere end 50 mindre måner. De større er Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Hyperion og Iapetus; de mindre er Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Calypso, Telesto, Helene og Phoebe. De mindste har en uregelmæssig form og er formentlig alle indfangne asteroider, mens de store måner, på nær Hyperion, er dannet samtidig med Saturn.

Ringe

Saturn. Vore synsindtryk bestemmes hovedsagelig af fysiske påvirkninger, men det, vi mener at se, er også et resultat af perceptuel forarbejdning og indlæring, hvorfor det således også reflekterer vores viden og fordomme. Tegningerne viser, hvordan Galileo 1, P. Gassendi 2 og de italienske astronomer F. Fontana 3 og P.G. Riccioli 4 i 1600-t. så Saturn gennem kikkert. Først da Christiaan Huygens 5 fik den ide, at Saturn var omgivet af en ring, blev det klart, at det forholdt sig sådan. Nederst 6 ses et fotografi optaget af rumsonden Voyager 1 i 1980.

Saturn. Vore synsindtryk bestemmes hovedsagelig af fysiske påvirkninger, men det, vi mener at se, er også et resultat af perceptuel forarbejdning og indlæring, hvorfor det således også reflekterer vores viden og fordomme. Tegningerne viser, hvordan Galileo 1, P. Gassendi 2 og de italienske astronomer F. Fontana 3 og P.G. Riccioli 4 i 1600-t. så Saturn gennem kikkert. Først da Christiaan Huygens 5 fik den ide, at Saturn var omgivet af en ring, blev det klart, at det forholdt sig sådan. Nederst 6 ses et fotografi optaget af rumsonden Voyager 1 i 1980.

Saturn har det mest spektakulære og omfattende ringsystem af alle planeter i Solsystemet. Ringene, der ligger i Saturns ækvatorplan, hælder ca. 27° i forhold til Saturns bane, og deres synlighed fra Jorden varierer derfor i løbet af et Saturnomløb på 29,5 år; når ringene ses direkte fra siden, er de næsten usynlige.

Fra 1610 og frem observerede Galilei og flere andre ringene i kikkert og noterede deres varierende udseende, men tolkede dem som faste legemer. Den korrekte tolkning som tynde ringe blev givet af Christiaan Huygens i 1650'erne. Ringene består af is-, sten- og metalpartikler af størrelse fra få mikrometer til flere meter. De tyndeste af ringene er kun ca. 200 m tykke. Ringene befinder sig mellem 0,11 og ca. syv Saturnradier fra Saturns overflade. Der er syv ringe, navngivet indefra D, C, B, A, F, G og E. Mellem ringene er der gab, hvor der kun findes få partikler. Gabet mellem de to største ringe, A og B, kaldes Cassinis deling og blev opdaget i 1600-t.; flere andre gab er navngivet, bl.a. Enckes deling i A-ringen. De mange gab formodes at opstå ved resonans med saturnmånernes omløbstider.

Materialet i ringene stammer formodentlig fra iturevne måner, som er kommet inden for Roche-grænsen og derved er blevet knust af tidekræfterne fra Saturn. Materialet kan dog også tænkes at være skabt ved kollisioner mellem måner og meteorider.

De mindste ringpartikler løftes til tider ud af ringplanet af Saturns magnetfelt, og de ses da som "eger", især i B-ringen. Den tynde F-ring er til tider bulet pga. tyngdepåvirkninger fra de to nærliggende måner Pandora og Prometheus, der bevæger sig hhv. inden for og uden for ringen. Disse måner kaldes hyrdemåner, idet deres tyngdefelter er med til at holde det mellemliggende ringmateriale sammen.

Ringenes alder kendes ikke med sikkerhed. Nogle forskere mener, at de er lige så gamle som Solsystemet (ca. 4,5 mia. år), specielt de ringe, hvis dynamik er styret af hyrdemåner. De fleste mener dog, at ringene er langt yngre, helt ned til ca. 5 mio. år.

Hjemmeside om rumsonden Cassini

Referér til denne tekst ved at skrive:
Kaare Lund Rasmussen, Thomas A.E. Andersen: Saturn i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 28. marts 2017 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=155851