SATURNUS: CIRI, KOMPOSISI, ORBIT, STRUKTUR - ARTE - 2026

Saturnus adalah planet kedua terbesar dalam sistem suria selepas Musytari. Dikenal dengan sistem cincinnya, ia tergolong dalam planet yang disebut Jovians, yang terletak selepas tali pinggang asteroid, yang memisahkan mereka dari planet berbatu.

Dikenal sejak zaman kuno, kerana merupakan salah satu dari 5 planet yang dapat dilihat dengan mata kasar dan paling jauh dari mereka, Galileo adalah yang pertama memerhatikannya dengan teleskop pada tahun 1610. Walaupun dia melihat ubah bentuk yang disebabkan oleh cincin, kekurangan instrumen tidak membolehkannya membezakan bentuknya.

Planet Saturnus gas, dibandingkan dengan Bumi, 95 kali lebih kecil. Sumber: Gambar Saturnus: NASA / JPL / Institut Sains Angkasa Imej bumi: NASA / Apollo 17 kru / Domain awam.

Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1659, Christian Huygens dengan tepat menggambarkan cincin yang terkenal. Tidak lama kemudian, ahli astronomi Itali, Giovanni Cassini menyedari bahawa cincin itu mempunyai bahagian, yang kini disebut bahagian Cassini.

Walaupun ahli astronomi kuno tidak dapat memperincikan sistem cincin, pemandangan planet yang sudah mengagumkan ini pasti cukup mengesankan mereka untuk memberi nama seperti "Alap Sahmas" (bintang Matahari) untuk orang Kaldea, "Phaenon" (terang seperti Matahari) untuk orang Yunani atau "Khima" (bertanggung jawab atas banjir sejagat) untuk orang Ibrani.

Orang Rom kuno mengaitkan planet ini dengan dewa Yunani Cronos, bapa Zeus, yang mereka panggil Saturnus. Untuk menghormati dewa ini, perayaan-perayaan yang disebut Saturnalia dirayakan pada bulan Disember, yang kemudian dihubungkan oleh orang Kristian kuno dengan Krismas.

Budaya kuno lain seperti Hindu, Cina dan Maya juga mempunyai pemerhatian planet ini dalam catatan mereka. Bagi orang Maya, tarikh-tarikh penyambungan Saturnus, Musytari dan Marikh berlaku sangat meriah.

Ciri umum Saturnus

Saturnus tidak sebesar Jupiter, hanya satu pertiga dari jisimnya, sedangkan radius 16% lebih kecil.

Ia adalah planet paling padat; pada 687 kg / m ^{3, ia} dapat mengapung di atas air jika ada lautan yang cukup besar untuk menahannya. Ia terdiri terutamanya dari hidrogen dan helium, unsur-unsur paling ringan yang diketahui, walaupun mengandungi unsur-unsur lain dalam perkadaran yang jauh lebih kecil.

Saturnus mempunyai medan magnetnya sendiri, kurang kuat daripada Musytari, tetapi lebih banyak daripada Bumi, dengan paksi magnet yang selari dengan paksi putaran. Itulah sebabnya aura umum dalam bentuk bulatan sepusat, tepat di setiap kawasan kutub. Ini terbentuk oleh pergerakan zarah bermuatan elektrik di tengah-tengah medan magnet planet yang kuat.

Ciri khas Saturnus yang lain adalah panas yang dikeluarkan ke angkasa, memancarkan hampir dua kali tenaga yang diterimanya dari Matahari. Bahagian dalam Saturnus sangat panas dan para saintis percaya bahawa ini disebabkan oleh pemeluwapan hidrogen cair pada tekanan tinggi. .

Tekanan di dalam Saturnus adalah satu juta kali lebih besar daripada tekanan atmosfera Bumi. Titisan hidrogen cair mengambil kelajuan ketika mereka bergerak menuju pusat planet ini, menghasilkan haba.

Hidrogen cair berperilaku seperti logam, dan tidak hanya bertanggungjawab terhadap haba yang terpancar, tetapi untuk kesan dinamo yang mencipta medan magnet.

Suasana Saturnus menyerupai suasana Musytari, dengan corak tali cahaya dan gelap yang serupa. Awan terdiri daripada kristal ammonia, air, dan amonium hidrosulfida.

Terdapat angin kencang dan ribut sekali-sekala yang berlanjutan selama berbulan-bulan di Bumi. Angin khatulistiwa di Saturnus boleh mencapai 500 m / s.

Ringkasan ciri fizikal utama planet ini

-Jisim: 5,69 x 10 ²⁶ kg.

-Radius khatulistiwa: 6.0 x 10 ⁴ km

-Radius kutub : 5.4 x 10 ⁴ km

-Bentuk: diratakan.

-Jarak purata ke Matahari: 1.4 x 10 ⁹ km

- Kecenderungan orbit : 2.5º sehubungan dengan ekliptik.

-Suhu: antara -139 hingga -189 ºC.

-Graviti: 10.4 m / s ²

Medan magnet sendiri: Ya.

- Suasana: Ya, kebanyakannya hidrogen.

-Ketumpatan: 687 kg / m ³

-Satelit: 82 ditetapkan secara rasmi, banyak bulan kecil yang lain, tidak ada sebutan.

-Rings: Ya, sistem yang kompleks.

Cincin Saturnus

Sistem cincin Saturnus unik dalam sistem suria kerana keindahannya yang luar biasa. Sumber: Pixabay.

Cincin itu adalah ciri khas Saturnus, kerana walaupun raksasa gas lain juga memilikinya, tanpa diragukan lagi planet-planet ini adalah yang paling hebat.

Cincin terdiri terutamanya dari ais dan batu dan disimpan dalam bentuk berkat tindakan graviti beberapa satelit khusus: satelit gembala.

Ilustrasi cincin Saturnus

Pada mulanya, kerana ketiadaan resolusi di teleskop mereka, para astronom berpendapat bahawa cincin membentuk cakera jirim berterusan di seluruh planet ini. Walau bagaimanapun, ketebalan sistem boleh diabaikan, paling banyak, hampir satu kilometer, dan mungkin meter di beberapa wilayah.

Ahli astronomi Itali Giovanni Cassini adalah yang pertama menyedari adanya garis pemisah di antara mereka, sekitar tahun 1675.

Bertahun-tahun kemudian, ahli matematik Perancis Pierre de Laplace menunjukkan bahawa sebenarnya terdapat banyak cincin nipis. Akhirnya, James Clerk Maxwell membina sebuah model di mana dia mencadangkan agar cincin terdiri dari banyak zarah, masing-masing mengikuti orbit bebas.

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

Terdapat juga ribuan cincin yang lebih lemah. Yang paling pucat dan paling luar dikesan dengan teleskop inframerah dan disebut cincin Phoebe.

Persembahan artis menunjukkan cincin Saturnus dan satelit yang lebih besar. Sumber: photojournal.jpl.nasa.gov.

Bahagian Cassini memisahkan cincin A dari cincin B, tetapi di gelang A yang sama ada wilayah gelap yang disebut pembagian Encke, dikelola oleh salah satu satelit Saturnus: Pan.Di kawasan ini juga terdapat cincin yang sangat tipis.

Terdapat bahagian dengan lebar yang berbeza, juga dinamai ahli astronomi terkenal: Colombo, Huygens, Maxwell, dan Keeler.

Asal cincin

Cincin terdiri dari zarah-zarah yang berukuran dari sebutir pasir (mikron) hingga batu besar yang panjangnya berpuluh-puluh meter, tetapi para astronom bersetuju bahawa mereka tidak berasal pada masa yang sama dengan planet ini, tetapi baru-baru ini.

Cincin utama A, B dan C dianggarkan berusia beberapa ratus juta tahun, dan dari segi astronomi sangat sedikit. Para saintis yakin bahawa semua planet dalam sistem suria terbentuk pada masa yang sama, kira-kira 4.6 bilion tahun yang lalu.

Bahan yang membentuk cincin bisa berasal dari komet, meteor atau bulan, yang terpecah-pecah kerana graviti planet ini. Bagaimanapun, ia bukanlah sisa-sisa pembentukan planet ini.

Sudah tentu asal cincin tidak dapat dipastikan pada masa ini, tetapi konsensus umum adalah bahawa mereka agak tidak stabil, sehingga secepat mereka terbentuk, mereka akan hilang selama beberapa juta tahun.

Pergerakan terjemahan

Orbit Saturnus. Jarak purata antara Saturnus dan Matahari adalah lebih dari 1,400,000,000 km (9 AU). Dengan kelajuan orbit purata 9.69 km / s, Saturnus memerlukan 10.759 hari Bumi untuk mengelilingi Matahari. Sumber: Todd K. Timberlake pengarang Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses / oleh-sa/3.0)

Saturnus mengambil masa 29 tahun dan 167 hari untuk mengelilingi orbitnya di sekitar Matahari. Anehnya, Saturnus dan Musytari berada dalam resonansi orbit, kerana terdapat interaksi graviti di antara mereka. Sudah tentu tarikan Matahari jauh lebih besar, tetapi tarikan Musytari juga mempengaruhi.

Apabila terdapat resonansi orbit antara objek astronomi, tempoh orbitnya mengekalkan bahagian tertentu, selalu dengan bilangan kecil. Dalam kes Saturnus-Musytari, yang terakhir berpusing 5 putaran untuk setiap 2 putaran Saturnus dan resonans ini dianggap mempunyai kesan penstabilan bagi orbit kedua-dua planet.

Resonans orbital yang berlaku di antara zarah-zarah yang membentuk cincin Saturnus dan satelit yang mengorbit di antara mereka, memberikan kesan kuat pada struktur cincin, misalnya adanya perpecahan Cassini.

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

-Mimas dan Tethys, dalam nisbah 1: 2. Untuk 1 giliran Mimas, Tethys bertukar 2 kali.

-Encélado dan Dione, dalam hubungan 1: 2.

-Hyperion dan Titan, dalam nisbah 4: 3.

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

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

Data gerakan Saturnus

Data berikut menerangkan secara ringkas pergerakan Saturnus:

-Radius orbit min: 1,43 x 109 km

- Kecenderungan orbit : 2.5º berkenaan dengan bidang ekliptik

-Eksentrik: 0.056

- Kelajuan orbit purata : 9.6 km / s

- Tempoh perpindahan : 29.46 tahun

- Tempoh putaran: 10.66 jam

Bila dan bagaimana mengamati Zuhal

Planet Saturnus dianggap sebagai planet yang unggul, kerana orbitnya berada di luar orbit Bumi. Planet yang lebih tinggi adalah Musytari, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Sebaliknya, planet-planet yang orbitnya paling dekat dengan Matahari disebut planet rendah: Mercury dan Venus.

Masa terbaik untuk mengamati planet yang unggul adalah ketika Bumi berada di antara Bumi dan Matahari. Sebaliknya, lebih sukar untuk melihat kapan ia bersambung, kerana ia berada lebih jauh dari Bumi dan dekat dengan Matahari, yang mengaburkannya. Keadaannya dijelaskan secara grafik dalam gambar berikut:

Penentangan dan penyatuan planet luar. Sumber: Maran, S. Astronomi untuk Dummies.

Secara semula jadi, salah satu objektif utama pemerhati langit adalah melihat cincin, yang mana teleskop kecil sudah cukup. Tetapi perlu diperhatikan bahawa kadangkala cincin berada di tepi sehubungan dengan Bumi dan oleh itu tidak dapat dilihat.

Sudut di mana cincin dilihat berubah selama 30 tahun, iaitu waktu Saturnus mengorbit Matahari.

Penentangan Saturnus seterusnya adalah:

-2020 : 20 Julai

-2021 : 2 Ogos

-2022 : 14 Ogos

-2023 : 27 Ogos

-2024 : 08 September

-2025 : 21 September

Gerakan putaran

Saturnus memerlukan purata 10.66 jam untuk menyelesaikan satu revolusi pada paksi putarannya sendiri, walaupun tidak semua zonnya berputar pada kadar yang sama. Sebagai contoh, di khatulistiwa kelajuan putaran adalah 10.25 jam, sementara di dalam planet ini kira-kira 10.65 jam.

Fenomena ini dikenali sebagai putaran pembezaan dan ini disebabkan oleh fakta bahawa planet ini tidak padat, seperti yang telah kita katakan. Juga kerana sifatnya yang cair-gas, planet ini mengalami ubah bentuk akibat pergerakan putaran, menjadi rata pada kutub.

Komposisi

Komposisi Saturnus pada dasarnya sama dengan Musytari dan planet gas lain: hidrogen dan helium, hanya pada Saturnus bahagian hidrogen lebih tinggi, memandangkan kepadatan rendah.

Sejak Saturnus terbentuk di kawasan luar nebula yang berasal dari sistem suria, planet ini dapat tumbuh dengan cepat dan menangkap sejumlah besar hidrogen dan helium yang terdapat di nebula.

Oleh kerana tekanan dan suhu yang luar biasa meningkat ketika anda semakin dalam, hidrogen molekul di permukaan berubah menjadi hidrogen logam.

Walaupun planet ini gas, terdapat bahagian unsur-unsur yang lebih berat dalam intinya yang lebih kecil, yang sekurang-kurangnya sebagian berbatu, seperti magnesium, besi dan silikon.

Sebagai tambahan kepada unsur-unsur ini, pelbagai jenis ais berlimpah, seperti amonia, air dan ais metana, yang cenderung berkumpul menuju pusat planet ini, yang pada suhu tinggi. Atas sebab ini, bahan tersebut sebenarnya cair, bukannya gas.

Awan Saturnus terdiri dari amonia dan ais air, sementara di atmosfer, selain zat 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/licenses/by-sa/3.0)

Walaupun dikuasai oleh hidrogen dan helium, Saturnus dipercayai mengandungi inti berbatu. Semasa proses pembentukan planet-planet sistem suria, gas terkondensasi di sekitar nukleus ini, dalam proses yang cepat yang memungkinkannya tumbuh dengan cepat.

Inti Saturnus mengandung, seperti yang telah kita katakan, batu dan unsur dan sebatian yang mudah menguap, dikelilingi oleh lapisan hidrogen cair. Para saintis menganggarkan bahawa teras ini adalah antara 9 dan 22 kali lebih besar dari Bumi: sekitar 25,000 km dalam radius.

Lapisan hidrogen cair ini dikelilingi oleh lapisan hidrogen cair dan helium, yang akhirnya menjadi gas di lapisan terluar. Garis Frenkel adalah batas termodinamik yang memisahkan cecair gas dari cecair.

Satelit semula jadi Saturnus

Menurut jumlah terbaru, Saturnus memiliki 82 satelit yang ditentukan, dan banyak bulan mini yang masih kekurangannya. Ini menjadikan Saturnus planet dengan satelit paling banyak setakat ini.

Sistem satelit Saturnus sangat kompleks; sebagai contoh, mereka diketahui mempunyai tindakan langsung pada cincin: satelit gembala.

Selain itu, ada satelit Trojan, yang tetap berada di orbit stabil pada 60º di depan atau di belakang satelit lain. Sebagai contoh, bulan Telesto dan Calypso adalah Trojan of Thetys, salah satu satelit utama Saturnus.

Satelit utama Saturnus adalah Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Hyperion, Iapetus dan Phoebe. Satelit ini telah diketahui sejak sebelum misi angkasa lepas, tetapi penyelidikan penyelidikan ke Saturnus telah menemukan banyak lagi.

Di sebelah kiri Mimas dan kawah hentaman besar. Di sebelah kanan permukaan Titan. Kedua-dua gambar berasal dari siasatan Cassini. Sumber: Wikimedia Commons.

Yang terbesar dari semua bulan Saturnus adalah Titan, yang juga mempunyai suasananya sendiri dan merupakan yang kedua terbesar di seluruh sistem suria, setelah Ganymede, bulan besar Musytari. Titan bahkan lebih besar daripada Mercury.

Sebaliknya Enceladus, ukuran bulan keenam Saturnus, adalah bola salji besar dengan kejutan: intinya diliputi oleh lautan air cair panas.

Saturnus dan Titan, satelit terpentingnya

Fakta ingin tahu di antara bulan Saturnus ialah terdapat satelit yang orbitnya sama, tetapi mereka tidak dapat bertembung. Satelit coorbital yang paling terkenal ialah Janus dan Epimetheus.

Tidak semua bulan Saturnus berbentuk bulat, terdapat banyak satelit tidak teratur, umumnya berukuran kecil dan mengorbit agak jauh dari planet ini.

Titan dan suasananya

Mozek gambar inframerah Titan, diambil oleh penyiasat Cassini pada tahun 2015. Sumber: NASA melalui Wikimedia Commons.

Ini adalah satelit Saturnus yang terbesar dan paling penting, yang dapat dilihat dari Bumi sebagai titik cahaya kecil, dengan bantuan teleskop. Ahli astronomi Belanda Christian Huygens adalah yang pertama melihatnya sekitar tahun 1655 dan John Herschel, yang sudah ada pada abad ke-19, menyebutnya Titan.

Ketumpatan anggaran adalah 1.9 g / cm ³ dan walaupun ia mengandungi teras berbatu, ia adalah dunia yang hampir keseluruhannya diperbuat daripada ais.

Titan memiliki atmosfer yang padat yang dikuasai oleh nitrogen dan sebilangan kecil metana, serta jejak hidrokarbon. Ini adalah kelangkaan luar biasa dalam sistem suria, kerana satelit lain tidak memiliki suasana mereka sendiri.

Ia juga memiliki lautan dan curah hujan, tetapi bukan air, tetapi metana. Kewujudan sebatian ini telah diketahui sejak pertengahan abad ke-20, berkat spektroskopi yang dilakukan oleh ahli astronomi Gerard Kuiper. Kemudian siasatan Voyager mengesahkan penemuan ini.

Perkara yang menarik mengenai Titan ialah banyak sebatian organik telah dikesan di sana, selain metana, yang merupakan pendahulu kehidupan. Mekanisme yang digunakan Titan untuk memperoleh atmosfer aneh ini masih belum diketahui, tetapi sangat menarik, kerana banyaknya hidrokarbon jauh lebih besar daripada Bumi.

Sebagai sebahagian daripada misi Cassini ke Saturnus, penyelidikan Huygens berjaya mendarat di permukaan Titan dan menemui permukaan beku, tetapi penuh dengan bentuk muka bumi.

Walaupun Titan menikmati geologi dan iklim yang bervariasi, ini adalah dunia yang tidak disukai oleh manusia. Suasananya sangat dinamik; Contohnya, angin berkelajuan tinggi diketahui bertiup, jauh lebih tinggi daripada taufan darat terbesar.

Misi ke Saturnus

Perintis 11

Ia dilancarkan oleh NASA pada tahun 1973 dan mencapai orbit Saturnus beberapa tahun kemudian, pada tahun 1979. Misi ini menangkap gambar dengan resolusi rendah dan juga menemui satelit dan cincin yang tidak diketahui yang tidak pernah dilihat dari Bumi.

Siasatan itu akhirnya terpaut pada tahun 1995, tetapi membawa plak dengan mesej terkenal yang dibuat oleh Carl Sagan dan Frank Drake, sekiranya pelayar asing menjumpainya.

Pelayaran

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

Walaupun Voyager 1 dirancang untuk mencapai Musytari dan Saturnus, ia sudah melebihi batas sistem suria, memasuki ruang antara bintang pada tahun 2012. Antara penemuan yang paling penting adalah pengesahan adanya atmosfer Titan, serta data penting suasana Saturnus dan sistem cincin.

Voyager 2 mengumpulkan maklumat mengenai suasana Saturnus, tekanan atmosfera, dan banyak gambar berkualiti tinggi. Setelah mengunjungi Saturnus, siasatan itu sampai ke Uranus dan Neptunus, setelah itu memasuki ruang antarbintang, begitu juga dengan penyelidikan saudara perempuan itu.

Cassini

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

Siasatan itu mencapai Saturnus pada tahun 2004 dan berjaya mengorbit planet ini 294 kali hingga 2017, ketika kehabisan bahan bakar. Siasatan itu kemudian sengaja terendam di Saturnus, untuk mencegahnya menabrak salah satu satelit dan dengan itu mengelakkan pencemaran radioaktif.

Cassini membawa siasatan Huygens, objek buatan manusia pertama yang mendarat di dunia di luar tali pinggang asteroid: Titan, satelit terbesar Saturnus.

Huygens menyumbangkan gambar landskap Titan, serta struktur gelang. Ia juga memperoleh gambar Mimas, satelit Saturnus lain yang merumput berdering. Mereka menunjukkan kawah Herschel yang besar, dengan gunung besar di tengahnya.

Cassini juga mengesahkan keberadaan air di Enceladus, bulan berais keenam Saturnus, berdiameter 500 km, yang bersesuaian dengan Dione.

Enceladus, bulan Saturnus yang sejuk yang menempatkan lautan di dalamnya. Gambar probe Cassini. Sumber: Wikimedia Commons. NASA / JPL / Institut Sains Angkasa / Domain awam.

Air Enceladus panas, dan planet ini penuh dengan geyser dan fumarol yang mengusir wap air dan sebatian organik, itulah sebabnya mengapa banyak yang percaya bahawa ia dapat menampung kehidupan.

Mengenai Iapetus, satu lagi satelit besar Saturnus, gambar Cassini menunjukkan sisi gelap, yang asalnya masih belum dapat ditentukan.

Rujukan

1. Langit bulan. Sambungan dan penentangan planet luar. Dipulihkan dari: elcielodelmes.com.
2. Maran, S. Astronomi untuk Dummies.
3. POT. Misi Cassini. Dipulihkan dari: solarsystem.nasa.gov.
4. Powell, M. Planet Mata Telanjang di Langit Malam (dan bagaimana mengenalinya). Dipulihkan dari: nakedeyeplanets.com.
5. Seeds, M. 2011. Sistem Suria. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
6. Wikipedia. Cincin planet. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Saturnus (planet). Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Saturnus (planet). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.