Hoe lang duurt een jaar op Saturnus?

Saturnus en enkele van zijn grote manen
Saturnus en enkele van zijn grote manen

Iedere planeet in het zonnestelsel heeft een bepaalde tijd nodig om eenmaal om de Zon te draaien. Hier op Aarde duurt die periode 365,25 dagen en die periode noemen we een jaar. We gebruiken deze meting om de baanperiode van andere planeten te bepalen. We weten dat op verschillende planeten, afhankelijk van hun afstand tot de Zon, een jaar erg lang kan duren.

Neem nu Saturnus. Deze planeet draait op een afstand van 9,5 Astronomische Eenheden om de Zon. Dat is gelijk aan 9,5 * de gemiddelde afstand tussen de Zon en de Aarde. Door deze grote afstand draait Saturnus ook aanzienlijk langzamer. Hier door duurt een gemiddeld jaar op Saturnus gemiddeld ongeveer 29,5 jaar en gedurende deze tijd zijn er interessante veranderingen in de weersystemen op de planeet te zien.

Baanperiode

Saturnus draait op een gemiddelde afstand van 1,429 miljard kilometer (9,5549 AE) om de Zon. Omdat de baan elliptisch is, met een excentriciteit van 0,05555, varieert de afstand tot de Zon tussen 135 miljard kilometer (9,024 AE) in het perihelium tot 1,509 miljard kilometer (10,086 AE) in het aphelium.

Met een gemiddelde baansnelheid van 9,69 kilometer per seconde duurt een jaar op Saturnus 29,5 aardse jaren. Saturnus draait echter in slechts 10 uur en 33 minuten om zijn as en dat betekent dat een jaar op Saturnus overeenkomt met 24.491 Saturniaanse zonnedagen.

Als gevolg hiervan kunnen we de ringen van Saturnus vanaf de Aarde in de loop van de tijd zien veranderen. In een deel van zijn baan kunnen we de ringen van Saturnus zien als ze helemaal zijn geopend maar tijdens de reis om de Zon neem de hoek van de ringen af tot we er van de zijkant tegenaan kijken en we ze nauwelijks meer kunnen zien. Een paar jaar later neemt die hoek weer toe en openen de ringen zich weer voor ons.

Baaninclinatie en ashelling

Een ander interessant feit over Saturnus is dat de rotatieas is gekanteld ten opzichte van het baanvlak. De baan van Saturnus wijkt 2,48° af ten opzichte van het baanvlak van de Aarde en de rotatieas maakt een hoek van 26,73°. Die hoek is vergelijkbaar met de ashelling van de Aarde, die bedraagt namelijk 23,5°. Het resultaat hiervan is dat Saturnus, net als de Aarde, seizoenen kent.

Seizoenen

Het hexagon aan de noordpool van Saturnus
Het hexagon aan de noordpool van Saturnus. Credit: NASA/JPL-Caltech

Het noordelijk halfrond krijgt de helft van de baan meer zonlicht dan het zuidelijk halfrond. De andere helft van de baan is de situatie omgekeerd. Hierdoor ontstaan er grote stormsystemen die gigantische veranderingen kunnen ondergaan afhankelijk van het deel van de baan waar Saturnus zich in bevindt.

In de bovenste delen van de atmosfeer rond de evenaar komen windsnelheden tot 500 meter per seconde voor. In de atmosfeer van Saturnus komen grote ovalen voor die lang blijven bestaan. Ze zijn vergelijkbaar met wat we op Jupiter waarnemen. Zoals Jupiter zijn Grote Rode Vlek heeft kennen we op Saturnus de Grote Witte Vlek

Dit unieke maar kortlevende fenomeen kunnen we ieder Saturnusjaar zo omstreeks de tijd van het zomersolstice op het noordelijk halfrond, waarnemen. De witte vlekken kunnen doorsnedes van vele duizenden kilometers bereiken en ze zijn in het verleden al vaak waargenomen. Bijvoorbeeld in 1876, 1903, 1933, 1960 en 1990.

Sinds 2010 is er een grote band van witte wolken zichtbaar die de Noordelijke Elektrostatische Verstoring wordt genoemd. Deze band is waargenomen door de Cassini ruimtesonde. Uitgaande van de periodiciteit van deze stormen kunnen we de volgende verwachten in 2010 want dan is het weer zomer op het noordelijk halfrond van de planeet.

De grote witte vlek op Saturnus
De grote witte vlek op Saturnus. Opname gemaakt in 2011 door de Cassini-ruimtesonde. Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Ook de weerpatronen aan de zuidpool en noordpool van Saturnus voelen de invloed van de seizoenen. Aan de noordpool komt een enorm hexagonaal patroon voor met een doorsnede van ongeveer 30.000 kilometer met zijden van 13.800 kilometer. In deze permanente storm worden windsnelheden van ongeveer 320 kilometer per uur bereikt.

De Cassini-sonde heeft deze storm tussen 2012 en 216 uitgebreid bestudeerd en we weten nu dat de kleur van veranderen van een blauwachtige waas tot goudbruin. De kleurveranderingen vallen samen met de nadering van de zomer. De kleurveranderingen worden toegeschreven aan een toename in de productie van fotochemische stoffen in de atmosfeer die op gang komt als er meer zonlicht beschikbaar is.

De Hubble Space Telescope heeft op het zuidelijk halfrond een grote straalstroom gevonden. Deze storm lijkt vanuit een baan om de planeet op een grote orkaan met een duidelijk gedefinieerd oog. In deze orkaan zijn windsnelheden tot 550 kilometer per uur gemeten. Net als de hexagonale storm op aan de noordpool verandert ook de zuidelijke straalstroom als er meer zonlicht opvalt.

In 2007 heeft de Cassini-sonde de zuidpool van Saturnus kunnen bestuderen. Dit was aan het einde van de herfst op het zuidelijk halfrond. In deze periode werd het poolgebied heel erg mistig terwijl het noordpoolgebied heel erg helder werd. Men denkt dat de afname van het zonlicht er voor zorgt dat er methaan aerosolen worden gevormd die een dik wolkendek veroorzaken.

Men vermoedt dat de poolgebieden bedekt worden door methaanwolken als het desbetreffende halfrond de winter nadert en weer helder worden als het betreffende halfrond de zomer bereikt.

Veel van wat we weten over Saturnus heeft te maken met de grote afstand van de planeet tot de Zon. Slechts een paar missies hebben de planeet uitgebreid kunnen bestuderen en de lengte van het jaar zorgt er voor dat een ruimtesonde lastig alle seizoenen van dichtbij kan waarnemen. Maar wat we ondertussen weten is indrukwekkend.

 

Eerste publicatie: 7 mei 2017
Bron: UniverseToday