Saturn

Saturn
Druhú najväcšiu planétu v slnecnej sústave, Saturn, vidíme volným okom ako jasnú
hviezdu. Už 8 cm dalekohlad nám však zo Saturna urobí jeden z najkrajších objektov
na oblohe. Žltkavý povrch planéty so striedavo jasnejšími a tmavšími pásmi pripomína
povrch Jupitera. Je však menej aktívny a uvidíme na nom menej detailov ako na
Jupiterovi. Zato ho však obopína jedinecný systém prstencov, ktorý utvára na prvý
pohlad zo Saturna neobycajnú planétu. Jasnost Saturna na oblohe kolíše so zmenou
jeho vzdialenosti od Zeme a Slnka ako aj z natocenia prstenca voci nám v intervale od
+1,5m do –0,4m. Dráha Saturna okolo Slnka je eliptická, blízka kruhovej, s
excentricitou 0,0556. Jeden obeh okolo Slnka trvá 29,46 roka. Planéta sa pohybuje v
strednej vzdialenosti 9,5 AU od Slnka rýchlostou 9,65 km/s. Pretože je od nás pomerne
daleko, od 1199 miliónov do 1653 miliónov kilometrov, jej pohyb po oblohe je pomalý.
Každé zo súhvezdí zvieratníka prejde za dva roky. Rovina dráhy Saturna leží takmer v
ekliptike. Je od nej odklonená iba na 2,5°. Rotacná os Saturna zviera s rovinou jeho
dráhy uhol 63,3°. Planéta nerotuje ako tuhé teleso. Rýchlost rotácie smerom od
rovníka k pólom klesá. Kým rovníková cast planéty vykoná jednu otocku za 10 h 14
min, casti vzdialené od rovníka 57° ju vykonajú až za 11 h 7,5 min. Rýchla rotácia
Saturna sploštuje jeho tvar. Preto rovníkový priemer planéty, 120 000 km, je o 13 000
km väcší ako pólový priemer. Saturn je najredšou planétou v slnecnej sústave. Jeho
hustota 0,705 g/cm3 je nižšia ako hustota vody. Teleso planéty tvorí z 2/3 vodík a
zvyšok pripadá na hélium a metán. Velká hmotnost Saturna (95 ráz hmotnejší ako
Zem) a nízka teplota na jeho povrchu (asi –150 °C) sú pascou pre molekuly látky
planéty. Úniková rýchlost 35,53 km/s daleko presahuje tepelnú rýchlost molekúl. Preto
si Saturn uchoval pôvodné chemické zloženie, ktoré nadobudol pri akrécii z
protoplanetárneho oblaku. Jemné pohybujúce sa škvrny v atmosfére Saturna sú mraky
vodíka a metánu. Opticky urcená teplota vonkajších vrstiev oblakov dosahuje –190 °C
až –180 °C. O nieco vyššie hodnoty, -150 °C až -140 °C, poskytujú údaje z
rádioastronomických pozorovaní. Pozorované biele škvrny v atmosfére Saturna sú
pravdepodobne velké výbuchy plynov znútra planéty. Útvary rýchle menia tvar a po
case miznú. V hlbke 500 km pod vrcholmi mrakov je už tekutý vodík, vodíkový oceán,
ktorý s narastajúcou vzdialenostou od povrchu planéty smerom do jej vnútra nadobúda
coraz viac vlastnosti kovu.
Zloženie vnútra Saturna sa podobá zloženiu Jupitera. V centrálnej casti planéty, ktorej
priemer neprevyšuje 25 000 km, predpokladáme hustotu látky až 20 g/cm3, pri tlakoch
približne 11.106 MPa. Podobne ako Jupiter i Saturn má vnútorný zdroj tepla. Do
okolitého priestoru vyžaruje aspon 3 razy viac tepla ako prijíma od Slnka. Saturnove
prstence po prvý raz pozoroval Galilei v roku 1610. Pokladal ich však za dva k planéte
prisadajúce mesiace. Opísal ich až Ch. Huygens v roku 1655 a G. Cassini v roku 1666.
Prstence ležia v rovine Saturnovho rovníka. Už v malom dalekohlade sa rozložia na tri
casti. Vonkajší, stredne jasný prstenec je široký 15 600 km a siaha do vzdialenosti 137
400 km od stredu planéty. Po 4800 km temnej medzere, ktorú nazývame Cassiniho
delenie, nasleduje stredný, velmi jasný prstenec. Jeho šírka je 24 000 km. Na stredný
prstenec nadväzuje vnútorný, málo jasný prstenec. Jeho vonkajšia hranica je
vzdialená 88 800 km od stredu planéty. Prstenec má šírku 16 200 km a jeho vnútorný
okraj je 12 600 km nad mrakmi Saturna. Vnútorný prstenec poznáme od roku 1848.
Dnes vieme, že prstence majú jemnú štruktúru. Skladajú sa z niekolkých stoviek
samostatných prstencov. Prstence Saturna nie sú kompaktné. Spoza nich presvitajú
jasné hviezdy. Zo zmeny jasnosti zakrytej hviezdy možno usudzovat na hustotu castíc
v prstenci. Hrúbka prstencov je velmi malá, iba 2 až 4 km. Prstence sa skladajú z
väcších a menších balvanov ktorých velkost klesá až po meteorický prach. Z 90 % sú
to telesá od niekolkých cm do 200 m. Každá castica obieha okolo Saturna samostatne,
presne podla Keplerových zákonov pohybu. Hmotnost prstencov odhadujeme na 1021
kg, teda si na 1/70 hmotnosti Mesiaca. Hustota telies v prstenci dosahuje zhruba 1
g/cm3. Prstence ležia vnútri Rocheovej medze planéty, v oblasti, v ktorej slapové sily
planéty roztrhnú väcšie teleso na drobné casti. Prstence sú teda bud zvyškový materiál
protoplanetárneho mraku, ktorý sa v blízkosti velmi hmotnej planéty nemohol
sformovat na mesiac, alebo ide o cast mesiaca, ci mesiacov, ktoré Saturn slapovými
silami postupne stahoval a po prekrocení Rocheovej hranice rozdrobil na drobné
úlomky. Medzery medzi prstencami vznikli vzájomným gravitacným úcinkom Saturna a
jeho mesiacov na rozdrobený materiál. Kedže rovina rovníka je sklonená k ekliptike
pod uhlom 26,7° a obežná dráha planéty leží takmer v ekliptike, orientácia prstencov
sa voci nám pocas 29,46 rocnej obežnej dobe Saturna mení. Raz ich vidíme zospodu,
inokedy zvrchu alebo zboku.
Zhruba každých 15 rokov vidíme prstence celkom otvorené, pricom nám zakrývajú
striedavo južnú, alebo severnú pologulu planéty. O 7,5 roka po takomto pohlade sa
dívame na Saturn presne v rovine jeho prstencov. Vtedy miesto prstencov vidíme iba
ich tmavý priemet na kotúci planéty. Okolo Saturna obieha 14 mesiacov. Z nich 12
takmer v rovine rovníka planéty. Až donedávna sme z nich poznali iba 9. Prvý desiaty
mesiac Saturna našiel E. Pickering v roku 1904. Nazval ho Themis. Mesiac sa však viac
nepodarilo pozorovat. Pokladáme ho za stratený. Ešte dalšie dva možné mesiace
Saturna pozorovali zo Zeme A. Dollfus, J. Fountain a S. Larson v roku 1966. Avšak ani
existencia Janusa, ako Dollfus navrhol pomenovat svoj objekt, ani existencia
Fountainovho-Larsonovho objektu v case objavu dostatocne dokázaná. Oba tieto
mesiace s niekolkými dalšími našli astronómovia roku 1980 pri prezeraní snímok z
Voyagera 1. Pät z objavených telies má dráhy urcené s dostatocnou presnostou. Preto
sa nám už nemôžu stratit a roku 1982 sa dostali definitívne do zoznamu mesiacov
Saturna. 3iesty s menom Atlas sa medzi mesiace Saturna oficiálne ešte nedostal. Rhea
obieha okolo Saturna takmer po kruhovej dráhe raz za 4,53 dna vo vzdialenosti 526
800 km. Tento v poradí tretí objavený Saturnov mesiac má priemer 1520 km,
hmotnost 23.1020 kg a strednú hustotu 1,25 g/cm3. Svojou jasnostou 9,7m v opozícii
planéty je druhým najjasnejším mesiacom Saturna. Najväcším a súcasne i najjasnejším
mesiacom Saturna je Titan s priemerom 5840 km. Rozmerom teda daleko prevyšuje
Merkúr. Jasnost mesiaca v opozícii Saturna dosahuje 8,3m. Titan obieha okolo planéty
raz za 15,96 dna vo vzdialenosti 1 222 200 km. Roku 1655 ho objavil Huygens ako
prvý Saturnov mesiac. Atmosféra Titana je z dusíka a metánu. Mraky v atmosfére sa
pohybujú rýchlostou asi 1 m/s. Teplota v horných vrstvách atmosféry dosahuje –200
°C. Povrch mesiaca je pravdepodobne pokrytý ladom z vody a z amoniaka. Titan má
strednú hustotu 1,34 g/cm3. Jeho hmotnost dosahuje 1,4.1023 kg, co je takmer
dvojnásobná hmotnost nášho Mesiaca. Iapetus, druhý najväcší Saturnov mesiac s
priemerom 1440 km, má viazanú rotáciu. Okolo planéty obehne práve za cas, za ktorý
sa otocí okolo svojej osi, za 15,95 dna. Jeho povrch je najtmavší zo všetkých
Saturnových mesiacov. Albedo má premenné a jeho hodnota kolíše od 0,07 do
0,35.Jasnost mesiaca medzi východnou a západnou elongáciou sa zväcší až o 2m, co
svedcí o nepravidelnosti telesa. Na Iapetusovi je zaujímavá velmi jasná južná polárna
ciapka. Iapetus je jedným z dvoch mesiacov Saturna, ktorých dráhy neležia v rovine
rovníka planéty.
Jeho dráha tvorí s rovinou rovníka Saturna uhol 14,7°. Od Saturna je vzdialený 3 558
000 km. Zo všetkých mesiacov Saturna môžeme malým dalekohladom pozorovat iba
dva, Rheu a Titan. Ostatné mesiace sú dostupné len väcšími dalekohladom. Zatmenia
Saturnových mesiacov sú velmi zriedkavé. Vyskytujú sa iba v období, ked sa dívame
na planétu v rovine jej rovníka. Saturnove mesiace dostali mená postáv Titanov z
antickej mytológie. Titani boli synovia a dcéry boha neba urána a bohyne Zeme Gaie.
Neskôr sa k nim pocítali aj niektorí ich potomci. Výnimkou je iba mesiac Janus, ktorý
dostal meno po jednom z najslávnejších rímskych bohov, po bohovi pociatku všetkých
vecí.