Saturn – gospodar prstenova

Ah, the rings…

Galileo Galilei je još 1610. godine usmjerio svoj teleskop prema Saturnu i otkrio šesti planet u sunčevu sustavu. Saturn spada u “plinovite divove” našeg sustava, a prepoznatljiv je najviše po svojim prstenovima. Ti planetarni prstenovi kruže oko Saturna u skupinama od 7 pojasa, a između njih kruže prirodni sateliti kojih je do sada otkriveno 62. Broj satelita vjerojatno nije potpun jer Saturnovi prstenovi smetaju u njihovom otkrivanju sa Zemlje.

Saturn je spljošten na polovima i proširen na ekvatoru pa ima oblik elipsoida. Jedan Saturnov obilazak oko Sunca traje 29,35 godina, dok jedan okretaj oko osi traje u prosjeku 10 sati, 39 minuta i 25 sekundi. Saturnova atmosfera uglavnom se sastoji od vodika (93%) I helija (5%), uz nešto ostalih spojeva.

Vjetrovi na ekvatoru pušu prema istoku, a dosežu brzine od 500 m/s. Brzina vjetrova opada s približavanjem polovima, pa na širinama iznad 35° vjetrovi pušu u oba smjera. Sloj u kojem pušu vjetrovi debeo je najmanje 2000 km, a simetrija koja je uočena između sjeverne i južne polutke sugerira da bi se vjetrovi mogli spajati negdje u unutrašnjosti.

Saturnova unutrašnjost je slična Jupiterovoj i sastoji se od kameno-ledene jezgre, 20 puta veće mase od Zemljine. Na jezgru se nastavlja sloj metalnog vodika iznad kojeg je sloj molekularnog vodika. Metalni vodik, nazvan tako zbog svojstava koje vodik poprima pri velikom tlaku, je mnogo dublje nego što je to slučaj kod masivnijeg Jupitera.

Saturn je po sastavu 75% vodik i 25% helij, s tragovima vode, metana I amonijaka. Taj sastav približno odgovara sastavu prvotnog oblaka od kojeg je i nastao Sunčev sustav.

Saturn, kao i ostali plinoviti divovi, ima jako magnetsko polje koje se proteže do udaljenosti oko 20 do 35 Saturnovih polumjera. Ipak, Saturnovo polje je neusporedivo slabije od Jupiterovog prvenstveno zbog manje količine vodljivog materijala (“metalni” vodik je mnogo dublje), pa je na rubovima planeta po jačini otprilike jednako magnetskom polju na površini Zemlje. Kao i na Zemlji, međudjelovanje magnetosfere, atmosfere i sunčevog vjetra stvara veličanstveno polarno svjetlo.

Saturn je karakterističan po svojim prstenovima, koji su lako vidljivi i kroz mali teleskop. Poznati su još od vremena kad je Galileo Galilei prvi upotrijebio teleskop u astronomske svrhe. Prstenovi su označavani slovima abecede, prema redoslijedu otkrivanja. Sastoje se od silikatnih stijena, željeznog oksida i leda. Prostiru se od 6 630 km do 120 700 km iznad Saturnovog ekvatora.

Prstenovi nisu jedno tijelo. Još je James Clerk Maxwell 1857. godine dokazao da prstenovi ne mogu biti jedno tijelo, već bezbroj samostalnih čestica, što je kasnije dokazano spektroskopskim mjerenjima. Pomoću Dopplerovog efekta  je potvrđeno da se čestice bliže Saturnu gibaju brže od onih daljih. Čestice prstenova su raznih veličina: od 100-metarskih tijela do mikrometarske prašine.

Kroz teleskop se najbolje vide prstenovi A, B i C. Pukotina između dva najizraženija prstena (A i B) se zove Cassinijeva pukotina,  a mnogo slabije izražena pukotina na vanjskom rubu A-prstena je dobila ime Enckeova pukotina. Dolazak Voyagera 1 i 2 donio je nove spoznaje o prstenovima. Fotografije ovih dvaju letjelica su pokazale da se prstenovi sastoje od čak stotinjak tisuća manjih prstenčića. Čak su u Cassinijevoj pukotini pronađena 4 prstenčića. Otkrivena su i četiri nova veća prstena: slabašan prsten unutar prstena C nazvan je D prsten dok je prstenu iza prstena A pridruženo slovo F. Iza F prstena su pronađena još dva slabija prstena: G i E.

Postoji veza između saturnovih prstenova i satelita. Neki od satelita su “pastirski”, t.j. čuvaju prstenove, a neki su odgovorni za nastanak pukotina u prstenovima. Atlas, Prometej (Prometheus) i Pandora su pastirski sateliti. Pandora i Prometej “čuvaju” prsten F, a Pan se nalazi u Enckeovoj pukotini.

Voyager je otkrio heksagonalni uzorak na sjevernoj polutki planetove atmosfere, na otprilike 78° Sjeverno. Ravne stranice heksagona su svaka oko 13.800 km dugačke, što je veće od promjera Zemlje.

Cijela struktura se rotira unutar 10h, 39m i 24s, što je isti period kao i planetarni radio-valovi, što se pretpostavlja da je jednako unutarnjoj rotaciji Saturna. Podrijetlo uzorka heksagona je tema mnogih rasprava, još nije poznat pravi uzrok koji ga čini.