Saturnus

Saturnus – Inleiding

Saturnus - Aarde

De grootte van Saturnus vergeleken met de Aarde

Saturnus is de zesde planeet geteld vanaf de Zon en de op één na grootste planeet in het zonnestelsel. Saturnus is de Romeinse naam voor Chronos, de heerser van de Titanen uit de Griekse mythologie.

Saturnus is de verste planeet die nog zonder hulpmiddelen door het menselijk oog kan worden gezien. Om de ringen te kunnen zien heb je een telescoop nodig. Ook de planeten Jupiter, Uranus en Neptunus hebben ringen maar in pracht zijn die niet te vergelijken et die van Saturnus.

 

 

Fysische kenmerken

Saturnus is een gasreus die nagenoeg volledig uit waterstof en helium bestaat. Er passen meer dan 760 Aardbollen in de planeet. Saturnus is 95 maal zo zwaar als de Aarde. Echter van alle planeten heeft Saturnus de laagste dichtheid; net wat minder dan die van water en dat betekent dat de planeet zou blijven drijven op water (gesteld dat je een badkuip zou hebben die groot genoeg is).

De gele en goudkleurige banden in de atmosfeer van Saturnus zijn het resultaat van hele snelle winden in de bovenste lagen van de atmosfeer in combinatie met warmte die opstijgt vanuit het binnenste van de planeet. Deze winden kunnen snelheden bereiken van 1800 kilometer per uur aan de evenaar.

Saturnus draait in 10,5 uur om zijn as. Deze snelle rotatie zorgt er voor dat de planeet aan de evenaar uitpuilt en aan de polen wordt afgeplat. Om de evenaar gemeten is Saturnus 13.000 kilometer groter dan gemeten om zijn polen.

Boven de noordpool van Saturnus wordt een gigantische hexagoon waargenomen. De zijden van de hexagoon zijn ongeveer 12.500 kilometer. Er passen bijna vier Aardes in. Thermische opnames hebben laten zien dat de structuur tot 100 kilometer diep in de atmosfeer doordringt maar wetenschappers begrijpen nog helemaal niet hoe deze hexagoon is ontstaan en in stand wordt gehouden.

In de atmosfeer van Saturnus ontstaan eens per Saturnus-jaar (ongeveer 30 Aardse jaren) gigantische stormen die de temperatuur en de winden op de planeet verstoren. Sinds 1876 zijn er zes van dergelijke stormen waargenomen. De Cassini-sonde van de NASA was in 2011 de eerste verkenner die een dergelijke storm van dichtbij kon bestuderen. Net zoals op de andere gasreuzen komt er op Saturnus poollicht voor dat wordt veroorzaakt door geladen deeltjes die van de Zon afkomstig zijn.

Samenstelling en structuur

Samenstelling van de atmosfeer (in volume-%): 96,3% waterstof, 3,25% helium, kleine hoeveelheden methaan, ammoniak, ethaan, ammoniakijs aerosolen, waterijs aerosolen en aerosolen van ammoniumwaterstofsulfide.

Magneetveld: Het magneetveld van Saturnus is 578 keer zo sterk als het Aardse magneetveld.

Chemische samenstelling: Saturnus heeft een massieve binnenkern van ijzer en gesteente die wordt omringd door een buitenkern die vermoedelijk bestaat uit ammoniak, methaan en water. Daarover heen bevindt zich een laag met sterk samengeperste, vloeibare metallisch waterstof gevolgd door een zone bestaande uit viskeus waterstof en helium. Deze laag waterstof en helium wordt gasvormig aan de oppervlakte en versmelt van daaruit met de atmosfeer.

Interne structuur: Saturnus heeft een kern die 10-20 maal zo zwaar is als de Aarde

Omloopbaan en rotatie

Gemiddelde afstand tot de Zon: 1.426.725.400 km). Ter vergelijking: 9,53707 keer zo ver als de Aarde.

Perihelium (dichtste nadering tot de Zon): 1.349.467.000 km. Ter vergelijking: 9,177 keer die van de Aarde.

De manen van Saturnus

Saturnus heeft tenminste 62 manen. Omdat de planeet is vernoemd naar Chronos, de leider van de Titanen uit de Griekse mythologie zijn ook veel manen van Saturnus vernoemd naar andere Titanen, hun nageslacht of naar reuzen uit de Gallische, Inuit en de Noorse mythologie.

Titan is de grootste maan van Saturnus. Deze maan is zelfs een beetje groter dan de planeet Mercurius. Na Ganymedes is het de grootste maan in ons zonnestelsel. Titan is bedekt met een dik wolkendek waar erg veel stikstof in voorkomt. Deze atmosfeer is wellicht vergelijkbaar met de Aardse atmosfeer kort na het ontstaan van het zonnestelsel. De atmosfeer van de Aarde strekt zich uit tot ongeveer 60 kilometer maar de atmosfeer van Titan rekt veel verder, namelijk bijna 600 kilometer. De atmosfeer van Titan bevat koolwaterstoffen. Het regent er methaan. Recent onderzoek heeft ook de aanwezigheid van propyleen in de atmosfeer aangetoond. Propyleen wordt op Aarde gebruikt voor het produceren van kunststoffen.

Enkele manen bezitten aparte kenmerken. Zo hebben de manen Pan en Atlas de vorm van een vliegende schotel. De maan Japetus heeft één zijde zo wit als sneeuw terwijl de andere zijde zo zwart als kool is. Enceladus laat actief ijsvulkanisme zien. Vanaf de zuidpool van de maan spuwen tientallen geisers water en andere chemicaliën de ruimte in. De manen Prometheus en Pandora zijn herdersmaantjes die ringen in stand houden.

De ringen van Saturnus

In 1610 was Galileo Galilei de eerste die door zijn telescoop de ringen van Saturnus zag. Hij herkende ze echter niet als ringen. Het was de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens, die een betere telescoop had als Galileo, die op het idee kwam dat hetgeen hij zag bij Saturnus een dunne platte ring moest zijn.

Met krachtige telescopen hebben astronomen sindsdien vele ringen ontdekt en weten we dat ze zijn opgebouwd uit kleine ijsdeeltjes variërend in grootte van een suikerkorrel tot een huis. De grootste ring heeft een diameter van meer dan 200 maal die van Saturnus. Men denkt dat de ringen de restanten zijn van kometen, asteroïden en verbrijzelde manen. Ofschoon de ringen zich tot duizenden kilometer ver van de planeet uitstrekken zijn ze gemiddeld slechts 10 meter dik. De Cassini-sonde nam verticale vormen waar in sommige ringen met deeltjes die meer dan 3 kilometer omhoog n omlaag sprongen.

De ringen zijn alfabetisch vernoemd in volgorde van ontdekking. Ze bevinden zich dicht bij elkaar met één uitzondering die wordt veroorzaakt door de scheiding van Cassini. Dit is een leegte met een breedte van 4.700 kilometer. De hoofdringen zijn bekend als C, B en A. De Scheiding van Cassini bevindt zich tussen de B-ring en de A-ring. De binnenste ring is de hele zwakke D-ring. De buitenste ring werd pas in 2009 gevonden. Deze zeer zwakke ring bevindt zich zo ver van de planeet af dat er 1 miljard Aardes in passen om de ring helemaal op te vullen.

In de ringen zijn vreemde spaken waargenomen die binnen een paar uur ontstaan en weer verdwijnen. Ze worden vermoedelijk opgewekt door geladen stofdeeltjes die ontstaan als kleine meteoren inslaan in de ringen of door geladen deeltjes die afkomstig zijn van de planeet. Ook de F-ring van Saturnus is een aparte verschijning. Deze ring bestaat uit enkele smalle ringen die in elkaar zijn gedraaid. Veranderingen in de ringen van Saturnus maar ook in de ringen van Jupiter worden veroorzaakt door inslagen van meteoren en kometen.

De invloed van de zwaartekracht van Saturnus op het zonnestelsel

De enorme zwaartekracht van Saturnus heeft een rol gespeeld in het ontstaan van het zonnestelsel. Mogelijk heeft het meegeholpen om Uranus en Neptunus aan de buitenkant van het zonnestelsel te krijgen en mogelijk heeft de zwaartekracht van Saturnus samen met die van Jupiter er voor gezorgd dat er tijdens het ontstaan van het zonnestelsel een spervuur van puin richting de binnenplaneten werd geslingerd.

Onderzoek en verkenning

In 1979 was de Pioneer 11 de eerste ruimtesonde die een bezoek bracht aan Saturnus. Pioneer 11 maakte op 22.000 kilometer een scheervlucht langs de planeet en ontdekte twee van de buitenste ringen alsmede ook het sterke magneetveld van de planeet. De Voyager ontdekte dat de ringen zij opgebouwd uit allemaal afzonderlijke smalle ringetjes en ontdekte 9 manen.

Op dit moment is de Cassini-sonde op verkenning bij Saturnus en zijn manen. De Cassini-sonde is de grootste interplanetaire verkenner die ooit is gebouwd. Cassini ontdekte onder andere de geisers op Enceladus. Ook had de Cassini de Huygens als medepassagier. De Huygens-probe daalde af in de atmosfeer van Titan om op het oppervlak te landen. Cassini is ondertussen ruim tien jaar actief en heeft ons een enorme berg aan gegevens over de planeet en zijn manen opgeleverd.

 

Eerste publicatie: 22 december 2012