Saturnus (planeet)

Saturnus is de zesde planeet van de Zon in het Zonnestelsel. Het is de tweede grootste planeet in het Zonnestelsel, na Jupiter. Saturnus is één van de vier gasreuzenplaneten, samen met Jupiter, Uranus en Neptunus.

Binnenin Saturnus bevindt zich waarschijnlijk een kern van ijzer-, nikkel-, silicium- en zuurstofverbindingen, omgeven door een diepe laag metallische waterstof, vervolgens een laag vloeibare waterstof en vloeibaar helium en ten slotte een buitenste gasvormige laag.

Saturnus heeft 82 bekende manen in een baan om de planeet. 53 zijn officieel vernoemd en 29 wachten op een naam. De grootste maan is Titan, die groter is in volume dan de planeet Mercurius. Titan is de op één na grootste maan in het Zonnestelsel. De grootste maan is de maan van Jupiter, Ganymedes. Er is ook een zeer groot systeem van ringen rond Saturnus. Deze ringen zijn gemaakt van ijs met kleinere hoeveelheden rotsen en stof. Sommige mensen geloven dat de ringen veroorzaakt zijn door een maaninslag of andere gebeurtenis. Saturnus ligt ongeveer 1.400.000.000 km (869.000.000 mi) van de Zon. Saturnus heeft 29,6 jaar nodig om rond de Zon te draaien.

Saturnus werd genoemd naar de Romeinse god Saturnus (in de Griekse mythologie Kronos genoemd). Het symbool van Saturnus is ♄, het symbool van de sikkel van Saturnus.



Fysieke kenmerken

Saturnus is een afgeplatte sferoïde, wat betekent dat hij aan de polen is afgeplat, en hij zwelt op rond zijn evenaar. De equatoriale diameter van de planeet is 120.536 km (74.898 mi), terwijl de pooldiameter (de afstand van de noordpool tot de zuidpool) 108.728 km (67.560 mi) is; een verschil van 9%. Saturnus heeft een afgeplatte vorm door zijn zeer snelle rotatie, eens in de 10,8 uur.

Saturnus is de enige planeet in het Zonnestelsel die minder dicht is dan water. Hoewel de kern van de planeet zeer dicht is, heeft hij een gasvormige atmosfeer, dus de gemiddelde specifieke dichtheid van de planeet is 0,69 g/cm3. Dit betekent dat als Saturnus in een grote plas water geplaatst zou kunnen worden, hij zou drijven.

Sfeer

Het buitenste deel van de atmosfeer van Saturnus bestaat uit ongeveer 96% waterstof, 3% helium, 0,4% methaan en 0,01% ammoniak. Er zijn ook zeer kleine hoeveelheden acetyleen, ethaan en fosfine.

De wolken van Saturnus laten een streepjespatroon zien, zoals de wolkenbanden die op Jupiter te zien zijn. De wolken van Saturnus zijn veel vager en de banden zijn breder aan de evenaar. De onderste wolkenlaag van Saturnus bestaat uit waterijs en is ongeveer 10 km dik. De temperatuur is hier vrij laag, op 250 K (-10°F, -23°C). Wetenschappers zijn het hier echter niet mee eens. De laag daarboven, ongeveer 77 km dik, bestaat uit ammoniumhydrosulfide-ijs, en daarboven is een laag ammoniak-ijswolken van 80 km dik. De hoogste laag bestaat uit waterstof- en heliumgassen, die zich tussen 200 km (124 mi) en 270 km (168 mi) boven de top van de waterwolk uitstrekt. Van poollicht is ook bekend dat het zich in Saturnus in de mesosfeer vormt. De temperatuur op de wolkentoppen van Saturnus is extreem laag, op 98 K (-283 °F, -175 °C). De temperatuur in de binnenste lagen is veel hoger dan in de buitenste lagen vanwege de warmte die door het binnenste van Saturnus wordt geproduceerd. De winden van Saturnus behoren tot de snelste in het Zonnestelsel en bereiken 1.800 km/u, tien keer sneller dan de winden op aarde.

Stormen en stormen

De sfeer van Saturnus staat er ook om bekend dat hij ovale wolken vormt, vergelijkbaar met de duidelijkere vlekken die in Jupiter te zien zijn. Deze ovale vlekken zijn cyclonale stormen, hetzelfde als cyclonen op aarde. In 1990 vond de Hubble-ruimtetelescoop een zeer grote witte wolk bij de evenaar van Saturnus. Stormen zoals die in 1990 stonden bekend als Grote Witte Vlekken. Deze unieke stormen bestaan slechts kortstondig en komen slechts om de 30 aardjaren voor, ten tijde van de zomerzonnewende op het noordelijk halfrond. Grote Witte Vlekken werden ook gevonden in 1876, 1903, 1933 en 1960. Als deze cyclus doorgaat, zal er rond 2020 weer een storm ontstaan.

Het Voyager1-ruimteschip vond een zeshoekig wolkenpatroon bij de noordpool van Saturnus op ongeveer 78°N. De Cassini-Huygens sonde bevestigde het later in 2006. In tegenstelling tot de noordpool vertoont de zuidpool geen zeshoekig wolkenpatroon. De sonde ontdekte ook een orkaanachtige storm die vastzat aan de zuidpool en die duidelijk een oogwand vertoonde. Tot deze ontdekking waren er alleen oogwanden op aarde gezien.

Interieur

Het interieur van Saturnus is vergelijkbaar met dat van Jupiter. Het heeft een kleine rotsachtige kern ter grootte van de aarde in het midden. Het is erg heet; de temperatuur bereikt 15.000 K (26.540 °F (14.727 °C)). Saturnus is zo heet dat hij meer warmte-energie in de ruimte afgeeft dan hij van de zon krijgt. Daarboven ligt een dikkere laag metallische waterstof, ongeveer 30.000 km (18.641 mi) diep. Boven die laag is een gebied van vloeibare waterstof en helium. De kern is zwaar, met ongeveer 9 tot 22 keer meer massa dan de kern van de Aarde.

Magnetisch veld

Saturnus heeft een natuurlijk magnetisch veld dat zwakker is dan dat van Jupiter. Net als de Aarde is het veld van Saturnus een magnetische dipool. Het veld van Saturnus is uniek omdat het perfect symmetrisch is, in tegenstelling tot elke andere bekende planeet. Dit betekent dat het veld precies in lijn is met de as van de planeet. Saturnus genereert radiogolven, maar ze zijn te zwak om vanaf de aarde gedetecteerd te worden. De maan Titan draait in het buitenste deel van het magnetische veld van Saturnus en geeft plasma uit de geïoniseerde deeltjes in de atmosfeer van Titan aan het veld.



Saturnus vergeleken met de grootte van de Aarde
Saturnus vergeleken met de grootte van de Aarde

Tekening van Saturnus door Robert Hooke in 1666
Tekening van Saturnus door Robert Hooke in 1666

De noordpolaire zeshoekige wolk werd eerst gevonden door Voyager 1 en later door Cassini...
De noordpolaire zeshoekige wolk werd eerst gevonden door Voyager 1 en later door Cassini...

Rotatie en baan

De gemiddelde afstand van Saturnus tot de Zon is meer dan 1.400.000.000 km (869.000.000 mi), ongeveer negen keer de afstand van de Aarde tot de Zon. Het duurt 10.759 dagen, of ongeveer 29,8 jaar, voordat Saturnus rond de Zon draait. Dit staat bekend als de baanperiode van Saturnus.

Voyager 1 heeft de rotatie van Saturnus gemeten als zijnde 10 uur 14 minuten op de evenaar, 10 uur 40 minuten dichter bij de polen, en 10 uur 39 minuten 24 seconden voor het binnenland van de planeet. Dit staat bekend als de rotatieperiode.

Cassini heeft de rotatie van Saturnus gemeten als zijnde 10 uur 45 minuten 45 seconden ± 36 seconden. Dat is ongeveer zes minuten, of één procent, langer dan de radiorotatieperiode gemeten door de Voyager 1 en Voyager 2, die in 1980 en 1981 door Saturnus vlogen.

De rotatieperiode van Saturnus wordt berekend door de rotatiesnelheid van de radiogolven die de planeet vrijgeeft. Het Cassini-Huygens ruimtevaartuig ontdekte dat de radiogolven vertraagden, wat suggereert dat de draaiperiode toenam. Aangezien de wetenschappers niet denken dat de rotatie van Saturnus daadwerkelijk vertraagt, kan de verklaring liggen in het magnetische veld dat de radiogolven veroorzaakt.



Planetaire ringen

Saturnus is het meest bekend om zijn planetaire ringen die gemakkelijk te zien zijn met een telescoop. Er zijn zeven genoemde ringen; A, B, C, D, E, F en G ringen. Ze werden genoemd in de volgorde waarin ze werden ontdekt, wat anders is dan hun volgorde van de planeet. Van de planeet zijn de ringen: D, C, B, A, F, G en E.

Wetenschappers geloven dat de ringen materiaal zijn dat overblijft nadat een maan uit elkaar is gevallen. Een nieuw idee zegt dat het een zeer grote maan was, die voor het grootste deel op de planeet is neergestort. Dit liet een grote hoeveelheid ijs achter om de ringen te vormen, en ook enkele van de manen, zoals Enceladus, die verondersteld worden van ijs te zijn gemaakt.

Geschiedenis

De ringen werden voor het eerst ontdekt door Galileo Galilei in 1610, met behulp van zijn telescoop. Ze zagen er voor Galileo niet uit als ringen, dus hij noemde ze "handvatten". Hij dacht dat Saturnus drie afzonderlijke planeten was die elkaar bijna raakten. In 1612, toen de ringen op de rand van de aarde stonden, verdwenen de ringen en kwamen ze in 1613 weer tevoorschijn, waardoor Galileo nog meer in de war raakte. In 1655 herkende Christiaan Huygens als eerste Saturnus, die door ringen werd omringd. Met behulp van een veel krachtiger telescoop dan die van Galilei merkte hij op dat Saturnus "omgeven is door een dunne, platte ring, nergens aan te raken...". In 1675 ontdekte Giovanni Domenico Cassini dat de ringen van de planeet in feite gemaakt waren van kleinere ringen met gaten. De grootste ringspleet werd later de Cassini Division genoemd. In 1859 toonde James Clerk Maxwell aan dat de ringen niet vast kunnen zijn, maar gemaakt zijn van kleine deeltjes, die elk op zich in een baan om Saturnus draaien, anders zou het onstabiel worden of uit elkaar vallen. James Keeler bestudeerde de ringen met behulp van een spectroscoop in 1895, wat de theorie van Maxwell bewees.

Fysieke kenmerken

De ringen variëren van 6.630 km (4.120 mi) tot 120.700 km (75.000 mi) boven de evenaar van de planeet. Zoals Maxwell heeft bewezen, zijn de ringen, ook al lijken ze van bovenaf gezien solide en ononderbroken, gemaakt van kleine deeltjes steen en ijs. Ze zijn slechts ongeveer 10 m dik; gemaakt van kiezelsteen, ijzeroxide en ijsdeeltjes. De kleinste deeltjes zijn slechts vlekken van stof, terwijl de grootste de grootte van een huis hebben. De C- en D-ringen lijken ook een "golf" in zich te hebben, zoals golven in water. Deze grote golven zijn 500 m hoog, maar bewegen slechts langzaam op ongeveer 250 m per dag. Sommige wetenschappers geloven dat de golf wordt veroorzaakt door de manen van Saturnus. Een ander idee is dat de golven werden gemaakt door een komeet die Saturnus raakte in 1983 of 1984.

De grootste gaten in de ringen zijn de Cassini Division en de Encke Division, beide zichtbaar vanaf de aarde. De Cassini Division is de grootste, met een breedte van 4.800 km (2.983 mi). Toen de Voyager-ruimtevaartuigen in 1980 Saturnus bezochten, ontdekten ze echter dat de ringen een complexe structuur zijn, gemaakt van duizenden dunne spleten en ringlets. Wetenschappers geloven dat dit wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van sommige manen van Saturnus. De kleine maan Pan draait in de ringen van Saturnus, waardoor er een gat in de ringen ontstaat. Andere pijpenkrullen behouden hun structuur door de zwaartekracht van herderssatellieten, zoals Prometheus en Pandora. Andere gaten ontstaan door de zwaartekracht van een grote maan verder weg. De maan Mimas is verantwoordelijk voor het opruimen van de Cassini-spleet.

Recente gegevens van het Cassini-ruimteschip hebben aangetoond dat de ringen een eigen atmosfeer hebben, vrij van de atmosfeer van de planeet. De atmosfeer van de ringen is gemaakt van zuurstofgas, en het wordt geproduceerd wanneer het ultraviolette licht van de zon het waterijs in de ringen afbreekt. Er vindt ook een chemische reactie plaats tussen het ultraviolette licht en de watermoleculen, waardoor waterstofgas ontstaat. De zuurstof- en waterstofatmosferen rond de ringen zijn zeer wijd verspreid. Naast zuurstof en waterstofgas hebben de ringen een dunne atmosfeer van hydroxide. Dit anion is ontdekt door de Hubble-ruimtetelescoop.

Spaken

De Voyager-ruimtesonde ontdekte kenmerken in de vorm van stralen, spaken genaamd. Deze werden later ook gezien door de Hubble-telescoop. De Cassini sonde fotografeerde de spaken in 2005. Ze worden als donker gezien als ze in het zonlicht staan, en lijken licht als ze tegen de onverlichte kant aanliggen. Aanvankelijk werd gedacht dat de spaken gemaakt waren van microscopisch kleine stofdeeltjes, maar nieuw bewijs toont aan dat ze gemaakt zijn van ijs. Ze draaien tegelijkertijd met de magnetosfeer van de planeet, daarom wordt aangenomen dat ze een verband hebben met elektromagnetisme. Maar wat de oorzaak is van de vorming van de spaken is nog onbekend. Ze lijken seizoensgebonden te zijn, te verdwijnen tijdens de zonnewende en weer te verschijnen tijdens de equinox.



De spaken in de ringen van Saturnus, gefotografeerd door Voyager 2
De spaken in de ringen van Saturnus, gefotografeerd door Voyager 2

Manen

Saturnus heeft 53 genoemde manen, en nog eens negen die nog steeds worden bestudeerd. Veel van de manen zijn erg klein: 33 zijn minder dan 10 km (6 mi) in diameter en 13 manen zijn minder dan 50 km (31 mi). Zeven manen zijn groot genoeg om een bijna perfecte bol te zijn, veroorzaakt door hun eigen zwaartekracht. Deze manen zijn Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus en Mimas. Titan is de grootste maan, groter dan de planeet Mercurius, en het is de enige maan in het Zonnestelsel die een dikke, dichte atmosfeer heeft. Hyperion en Phoebe zijn de volgende grootste manen, groter dan 200 km (124 mi) in diameter.

In december 2004 en januari 2005 heeft een door de mens gemaakte satelliet, de Cassini-Huygens-sonde, veel foto's van Titan gemaakt. Een deel van deze satelliet, bekend als de Huygens-sonde, landde toen op Titan. Vernoemd naar de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens, was het het eerste ruimteschip dat in het buitenste deel van het zonnestelsel landde. De sonde was ontworpen om te drijven voor het geval het in vloeistof zou landen. Enceladus, de zesde grootste maan, heeft een diameter van ongeveer 500 km. Het is een van de weinige objecten in het buitenste zonnestelsel die vulkanische activiteit vertoont. In 2011 ontdekten wetenschappers een elektrische verbinding tussen Saturnus en Enceladus. Dit wordt veroorzaakt door geïoniseerde deeltjes van vulkanen op de kleine maan die in wisselwerking staan met de magnetische velden van Saturnus. Vergelijkbare interacties veroorzaken het noorderlicht op aarde.



Verkenning

Saturnus werd voor het eerst verkend door het Pioneer 11-ruimtevaartuig in september 1979. Het vloog zo dicht als 20.000 km (12.427 mi) boven de wolkentoppen van de planeet. Het nam foto's van de planeet en een paar van zijn manen, maar waren laag in resolutie. Hij ontdekte een nieuwe, dunne ring, de F-ring. Hij ontdekte ook dat de donkere ringgaten helder lijken als je ze in de richting van de zon bekijkt, wat aantoont dat de gaten niet leeg zijn. Het ruimteschip heeft de temperatuur van de maan Titan gemeten.

In november 1980 bezocht Voyager 1 Saturnus en maakte foto's met een hogere resolutie van de planeet, ringen en manen. Deze foto's konden de oppervlaktekenmerken van de manen laten zien. Voyager 1 kwam dicht bij Titan en kreeg veel informatie over de atmosfeer. In augustus 1981 ging Voyager 2 verder met het bestuderen van de planeet. Foto's genomen door de ruimtesonde toonden aan dat er veranderingen plaatsvonden in de ringen en de atmosfeer. De Voyager-ruimtevaartuigen ontdekten een aantal manen die dicht bij de ringen van Saturnus ronddraaiden, en ontdekten nieuwe ringen.

Op 1 juli 2004 is de Cassini-Huygens-sonde in een baan rond Saturnus gekomen. Voor die tijd vloog hij dicht bij Phoebe en maakte hij foto's met een zeer hoge resolutie van zijn oppervlak en verzamelde hij gegevens. Op 25 december 2004 scheidde de Huygens-sonde zich af van de Cassini-sonde alvorens naar het oppervlak van Titan te gaan en landde daar op 14 januari 2005. Hij landde op een droog oppervlak, maar vond dat er grote hoeveelheden vloeistof op de maan lagen. De Cassini sonde bleef gegevens verzamelen van Titan en een aantal van de ijzige manen. Hij vond bewijs dat de maan Enceladus water uit zijn geisers liet uitbarsten. Cassini bewees ook, in juli 2006, dat Titan koolwaterstofmeren had, gelegen in de buurt van zijn noordpool. In maart 2007 ontdekte hij een groot koolwaterstofmeer ter grootte van de Kaspische Zee bij zijn noordpool.

Cassini heeft sinds begin 2005 bliksem waargenomen in Saturnus. De kracht van de bliksem werd gemeten als 1.000 keer krachtiger dan de bliksem op aarde. Astronomen geloven dat de bliksem die in Saturnus is waargenomen, de sterkste is die ooit is waargenomen.



Saturnus, gezien vanaf het Cassini-ruimteschip in 2007
Saturnus, gezien vanaf het Cassini-ruimteschip in 2007

Tekening van Cassini in een baan rond Saturnus
Tekening van Cassini in een baan rond Saturnus

Gerelateerde pagina's

  • Lijst van planeten




AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3