Saturn

Saturn bruker 29,42 år på å fullføre et baneomløp rundt Sola. Den gjennomsnittlige avstanden fra Sola er 1427 millioner kilometer, som er 9,5 ganger større enn Jordas avstand til Sola.

Planeten roterer rundt sin egen akse i løpet av 10,23 timer. Saturn er sterkt flattrykt i formen på grunn av den raske rotasjonshastigheten, og det er den mest flattrykte av alle planetene i solsystemet.

Saturns rotasjonsakse har en helning på 26,73 grader. Dette er nesten identisk med Jorda, som har en aksehelning på 23,4 grader. Dette gjør at Saturn har årstidsvariasjoner på samme måte som Jorda.

Saturn har en omkrets rundt ekvator på 378 675 kilometer, mer enn ni ganger så stor som Jorda, og massen er 95 ganger Jordas masse. Saturn er den planeten som har den laveste gjennomsnittlige tettheten (0,7 ganger vannets tetthet).

Vår kjennskap til gassplanetenes oppbygning er basert på beregninger på grunnlag av målinger av atmosfærens sammensetning og planetens størrelse, form, rotasjon, masse, magnetfelt og gravitasjonsfelt.

I dag tror vi at Saturn har en forholdsvis liten, metallrik steinkjerne. Trykket og tettheten er ekstremt høy, og kjernen er sannsynligvis i væskeform. Utenfor kjernen ligger et lag av flytende hydrogen som kan lede elektrisk strøm som et metall, noe som gir Saturn et kraftig magnetfelt. Utenfor dette er det en tykk hydrogen-helium-atmosfære, som i stor dybde uten skarp grense går over fra gass til væske. Foruten hydrogen og helium er det i Saturns atmosfære påvist ammoniakk (NH₃), metan (CH₄), og spor av flere organiske stoffer. Det øverste ugjennomsiktige skylaget, som har en tykkelse på 100 kilometer, består av ammoniakk-krystaller.

Saturn har ingen fast overflate fordi den består av gasser og væsker. Det er derfor ikke et tydelig skille mellom planeten og atmosfæren. For gassplanetene har man definert at bunnen av atmosfæren er der hvor det atmosfæriske trykket er 100 kilopascal (1 bar), som omtrent tilsvarer lufttrykket ved jordoverflaten.

Sett fra Jorda er Saturn en blass gul, nesten strukturløs klode. Fotografier tatt fra romsonder viser imidlertid skyformasjoner i sjatteringer av gult, brunt og grått. Det mest karakteristiske trekket er skybeltene som løper parallelt med ekvator og likner på skybeltene rundt Jupiter, men er mindre tydelige.

Temperaturene på Saturn går fra +12 000 °C nær senteret til cirka −170 °C på toppen av skylaget.

Ved å følge forandringene i skymønsteret har man kartlagt hovedvindsystemene. Mellom 35 grader nordlig og sørlig bredde går én eneste stor jetstrøm mot øst, der hastigheten ved ekvator er oppe i 500 meter per sekund. På høyere og lavere bredder veksler vindretningen mellom vest og øst på en regelmessig måte, og mønsteret er det samme på den nordlige og sørlige halvkule.

I Saturns atmosfære dukker det periodisk opp en hvit storm som har fått kallenavnet «Den store hvite flekk», inspirert av Jupiters store røde flekk. Den dukker gjerne opp på den nordlige halvkule i Saturns sommerhalvår.

På Saturns nordpol blåser en kraftig storm omringet av en sekskantet jetstrøm, kalt Saturns heksagon. I diameter er stormen større enn Jorda. Det finnes ingen lignende storm noe annet sted i solsystemet, og stormens unike form er foreløpig et mysterium.

Saturn er omgitt av et magnetfelt som er mye sterkere enn Jordas. Det er symmetrisk om den magnetiske aksen, som nesten faller sammen med rotasjonsaksen. Planetens strålingsbelte har en tetthet omtrent som Jordas van Allen-belte, det vil si langt mindre intenst enn Jupiters.

Nordlys er observert på Saturn. Men i stedet for at det skyldes partikler fra solvinden, slik som nordlyset på Jorda, blir nordlyset på Saturn dannet av en kombinasjon av partikler fra månene og den raske rotasjonen til magnetfeltet.

Saturn har 146 kjente måner (per 2024). Av disse er 63 bekreftet og navngitt. De øvrige månene er identifisert med midlertidige benevnelser i påvente av at banene deres blir bestemt nøyaktig nok til at de kan få permanente navn.

Månene er fordelt i to grupper; den ene gruppen er meget nær Saturn, og den andre meget fjern med avstander som varierer fra 133 000 til 30 millioner kilometer. Over 20 av månene har retrograd bevegelse (beveger seg i motsatt retning av Saturns rotasjon). Månene er tildekket av kratere.

De sju største månene er kuleformede: Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Thetys, Enceladus og Mimas. De mindre månene er lyssvake og irregulære i formen. De er en blanding av innfangede asteroider og delvis istykkerslåtte store måner.

Av spesiell interesse er Titan og Enceladus. Titan er Saturns største måne og den eneste månen i solsystemet med en tykk atmosfære. Titan er dessuten det eneste stedet i solsystemet unntatt Jorda som har flytende væske på overflaten. På Titan er dette i form av innsjøer av flytende metan. Med unntak av Titan er alle de store månene is-måner.

Enceladus har sannsynligvis et hav av saltvann under sin isdekte overflate. Vann og is spruter ut i verdensrommet gjennom geysirer.

Rundt en tredjedel av månene er oppdaget med bakketeleskoper, de mest lyssvake ved observatoriene på Mauna Kea, Hawaii og La Silla i Chile.

Alle de fire gassplanetene har ringer rundt seg, men Saturns ringsystem er det mest massive, har størst utstrekning og er mest lyssterkt. Ringsystemet strekker seg nesten fra planetens overflate og ut til cirka ti planetradier (600 000 kilometer). Ringplanet faller sammen med Saturns ekvatorplan. Ringsystemet er svært tynt sammenlignet med systemets utstrekning, og har typisk en tykkelse på rundt ti meter.

Ringene består hovedsakelig av vanlig is og er bygd opp av billioner av biter som varierer i størrelse fra mikroskopiske partikler til blokker med diametere fra ti meter eller mer.

Ringsystemet er inndelt i en rekke ringer. I økende avstand fra planeten har ringene benevningene D, C, B, A, F, G, E. Ringene er navngitt alfabetisk i rekkefølge etter når de ble oppdaget. Mye lenger ut ligger den svært lyssvake Phoebe-ringen, som deler bane med månen Phoebe. De tre dominerende ringene er den ytre A-ringen (bredde 15 000 kilometer), den midtre og sterkt lysende B-ringen (bredde 26 000 kilometer) og den indre svake og gjennomsiktige C-ringen eller Flor-ringen (bredde 18 000 kilometer).

Ringene består i virkeligheten av titusener av enkeltringer med forskjellig bredde og klarhet. Denne oppsplittingen skyldes tiltrekningen fra nære måner.

Mellom ringene er det forskjellige gap. A- og B-ringene er atskilt av en om lag 4000 kilometer bred, mørk åpning: Cassinis deling, etter oppdageren Giovanni Cassini (1625–1712). Denne åpningen skyldes resonans med månen Mimas, som setter opp en tyngdekraftbølge som fjerner stoff i åpningen. I A- og C-ringene er det tre smale åpninger kalt Encke-, Keeler- og Maxwell-gapene. Det er riktignok ikke helt tomt i disse gapene og det kan til og med finnes måner der, slik som månen Pan som beveger seg i Encke-gapet.

Ringene trenger påfyll for å vedvare ettersom biter i ringene stadig faller ned på Saturn. Derfor har nok ikke Saturns tydelige ringsystem vært der siden solsystemets begynnelse. Bitene i ringene kan være rester etter kometer, asteroider og måner som er blitt revet i stykker. Noen av ringene får påfyll av materiale fra enkelte av månene ved at månene blir utsatt for kollisjoner hvor støvet fra nedslaget spres ut i verdensrommet, eller geysirer som spruter ispartikler ut i verdensrommet, slik det gjør fra Enceladus.

Saturn oppsto, som de andre planetene, fra støv og gass i en skive som omgav Sola for omtrent 4,5 milliarder år siden. Støvet og gassen klumpet seg sammen og dannet såkalte protoplaneter, som vokste og ble til planeter. Simuleringer har vist at Saturn trolig ble dannet mye nærmere Sola enn der den er i dag, men gravitasjonspåvirkning fra den mye mer massive Jupiter flyttet Saturn gradvis utover til den stabile banen den har nå.

De eldste nedtegnede observasjonene av Saturn stammer fra 700 år fvt.

Galileo Galilei observerte ringene rundt Saturn med teleskop i 1610, men trodde han så at Saturn var et trippel-planetsystem. Christiaan Huygens oppdaget at det var ringer i 1655.

På grunn av ringene varierer Saturns lysstyrke sterkt. Alt etter planetens stilling i banen kan man se på skrå ovenfra eller nedenfra mot ringflaten. Når planeten er i perihel og i opposisjon, er den omtrent dobbelt så klar som stjernen Capella hvis ringen er åpen og vender en stor del av overflaten mot Jorda. Er ringen lukket, er lysstyrken omtrent som stjernen Altair. Når ringene ses direkte fra siden, er de ikke synlige, noe som skjer med tilnærmet 15 års mellomrom.

Saturn blir i dag iblant observert av Hubble-romteleskopet, som går i bane rundt Jorda, og fra ulike bakketeleskoper.

Saturn anses for å være ubeboelig for liv slik vi kjenner det. Temperaturen og trykket på planeten er sannsynligvis for ekstremt for at livsformer kan trives der.

Månene Titan og Enceladus kan derimot ha forhold som ligger til rette for at livsformer kan eksistere der.

Saturn er oppkalt etter den romerske guden Saturn, som forbindes med jordbruk. Han tilsvarer den greske guden Kronos, som var faren til Zevs.

Det astronomiske tegnet for Saturn er ♄.

1) For gassplanetene er «overflaten» der hvor atmosfæren begynner, som er definert til å være der hvor det atmosfæriske trykket er 100 kilopascal (1 bar).

2) Vinkelen mellom rotasjonsaksen og banenormalen

• planeter
• solsystemet

• NASA Solar System Exploration: Saturn