Saturnus

Tooid met duizenden prachtige ringen is Saturnus uniek onder de planeten. Alle vier gasreuzenplaneten hebben ringen – gemaakt van brokken ijs en gesteente – maar geen enkele is zo spectaculair of ingewikkeld als die van Saturnus. Net als de andere gasreuzen is Saturnus grotendeels een massieve bal van waterstof en helium.

Saturnus was de verste van de vijf planeten die de ouden kenden. In 1610 was de Italiaanse astronoom Galileo Galilei de eerste die Saturnus door een telescoop bekeek. Tot zijn verbazing zag hij een paar objecten aan weerszijden van de planeet. Hij schetste ze als afzonderlijke bollen en dacht dat Saturnus drie gezichten had. Galileo zette zijn observaties in de volgende jaren voort en tekende de zijlichamen als armen of handvaten die aan Saturnus vastzaten. In 1659 stelde de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens, die een krachtigere telescoop dan die van Galileo gebruikte, voor dat Saturnus omgeven was door een dunne, platte ring. In 1675 ontdekte de in Italië geboren astronoom Jean-Dominique Cassini een scheiding tussen wat nu de A- en de B-ring wordt genoemd. Het is nu bekend dat de zwaartekracht van Saturnus’ maan Mimas verantwoordelijk is voor de Cassini-deling, die 4.800 km breed is.

Zaturnus bestaat net als Jupiter voor het grootste deel uit waterstof en helium. Zijn volume is 755 keer zo groot als dat van de aarde. De wind in de bovenste atmosfeer bereikt in het equatoriale gebied een hoogte van 500 meter per seconde. (De krachtigste orkaanwinden op aarde bereiken daarentegen een maximum van ongeveer 110 m, of 360 voet per seconde). Deze supersnelle winden, gecombineerd met hitte die opstijgt uit het binnenste van de planeet, veroorzaken de gele en gouden banden die zichtbaar zijn in de atmosfeer.

In het begin van de jaren tachtig onthulden NASA’s Voyager 1 en Voyager 2 ruimtevaartuigen dat de ringen van Saturnus voornamelijk uit waterijs bestaan, en zij brachten “gevlochten” ringen, ringlets en “spaken” in beeld – donkere kenmerken in de ringen die met een andere snelheid dan die van het omringende ringmateriaal om de planeet cirkelen. Het ringenstelsel van Saturnus strekt zich uit over honderdduizenden kilometers van de planeet, maar de verticale diepte is meestal ongeveer 10 meter in de hoofdringen. Tijdens de nachtevening van Saturnus in de herfst van 2009, toen het zonlicht de ringen frontaal verlichtte, toonden beelden van het Cassini ruimtevaartuig verticale formaties in sommige van de ringen; de deeltjes lijken zich op te hopen in bulten of richels van meer dan 3 km hoog.

De grootste maan van Saturnus, Titan, is iets groter dan de planeet Mercurius. (Titan is de op één na grootste maan in het zonnestelsel; alleen Jupiters maan Ganymedes is groter). Titan is gehuld in een dikke, stikstofrijke atmosfeer die wellicht lijkt op hoe die van de aarde er lang geleden uitzag. Verdere studie van deze maan belooft veel te onthullen over de vorming van planeten en misschien ook over de begindagen van de Aarde. Saturnus heeft ook veel kleinere ijzige satellieten. Van Enceladus, die bewijzen vertoont van recente (en voortdurende) veranderingen aan het oppervlak, tot Iapetus, waarvan het ene halfrond donkerder is dan asfalt en het andere zo helder als sneeuw, is elk van Saturnus’ satellieten uniek.

Hoewel het magnetisch veld van Saturnus niet zo enorm is als dat van Jupiter, is het toch 578 keer zo krachtig als dat van de Aarde. Saturnus, zijn ringen en veel van zijn satellieten liggen volledig binnen Saturnus’ eigen enorme magnetosfeer – het gebied van de ruimte waarin het gedrag van elektrisch geladen deeltjes meer wordt beïnvloed door Saturnus’ magnetisch veld dan door de zonnewind. De Hubble-ruimtetelescoop heeft het poollicht van Saturnus in het ultraviolet afgebeeld, maar het Cassini-ruimtevaartuig heeft ontdekt dat Saturnus een uniek secundair poollicht aan de noordpool heeft, dat in 2008 in het infrarood is afgebeeld. Poollicht ontstaat wanneer geladen deeltjes in een spiraal langs magnetische veldlijnen de atmosfeer van een planeet binnenkomen. Op aarde zijn deze geladen deeltjes afkomstig van de zonnewind. Cassini heeft laten zien dat tenminste enkele aurora’s van Saturnus lijken op die van Jupiter en grotendeels onaangetast zijn door de zonnewind.

Het volgende hoofdstuk in onze kennis van Saturnus wordt op dit moment geschreven door de Cassini-missie, die Europa’s Huygens-sonde naar Saturnus heeft gebracht. De Huygens-sonde daalde in januari 2005 af door de atmosfeer van Titan en verzamelde gegevens over de atmosfeer en het oppervlak. Het Cassini ruimtevaartuig, dat sinds 2004 in een baan rond Saturnus draait, blijft de planeet en zijn manen, ringen en magnetosfeer onderzoeken. In juli 2009 had Cassini meer dan 200.000 beelden teruggestuurd. De Cassini Equinox-missie bestudeert de ringen tijdens de herfstequinox van Saturnus, wanneer de zon rechtstreeks op Saturnus’ evenaar schijnt. In deze tijd van het jaar zijn driedimensionale kenmerken in de ringen zichtbaar, zoals maantjes die boven en onder het ringvlak uitsteken en schaduwen werpen, waardoor hun afmetingen en vormen zichtbaar worden.

Ontdekt door		Bekend bij de ouden
Ontdekkingsdatum		Onbekend
Orbitgrootte rond zon (halvehoofdas)		Metrisch: 1.426.666.422 km Engels: 886.489.415 mijl Wetenschappelijke notatie: 1,4266664 x 109 km (9,53667594 A.U.) Ter vergelijking: 9.537 x Aarde
Perihelium (dichtstbij)		Metriek: 1.349.823.615 km Engels: 838.741.509 mijl Wetenschappelijke notatie: 1,34982 x 109 km (9,023 A.U.) Ter vergelijking: 9.176 x Aarde
Aphelium (verste)		Metriek: 1.503.509.229 km Engels: 934.237.322 mijl Wetenschappelijke notatie: 1,50351 x 109 km (1,005 x 101 A.U.) Ter vergelijking: 9.885 x aarde
Siderische omlooptijd (lengte van jaar)		29.447498 Aardse jaren 10.755.70 Aardse dagen Ter vergelijking: 29.447 x Aarde
Orbit Circumference		Metrisch: 8.957.504.604 km Engels: 5.565.935.315 mijl Wetenschappelijke notatie: 8,958 x 109 km Ter vergelijking: 9.530 x aarde
Gemiddelde omloopsnelheid		Metrisch: 34.701 km/h Engels: 21.562 mph Wetenschappelijke notatie: 9.6391 x 104 m/s Ter vergelijking: 0,324 x Aarde
		Orbit Eccentricity		0.05386179 Ter vergelijking: 3,223 x Aarde
		Orbit Inclination		2.49 graden
Equatoriale inclinatie t.o.v. de baan		26.7 graden
Gemiddelde Straal		Metrisch: 58.232 km Engels: 36.183,7 mijl Wetenschappelijke notatie: 5,8232 x 104 km Ter vergelijking: 9.1402 x aarde
Equatoriale omtrek		Metrisch: 365.882.4 km Engels: 227,348.8 mijl Wetenschappelijke notatie: 3,65882 x 105 km Ter vergelijking: 9.1402 x aarde
Volume		Metrisch: 827.129.915.150.897 km3 Engels: 198.439.019.647.006 mi3 Wetenschappelijke notatie: 8,2713 x 1014 km3 Ter vergelijking: 763.594 x Aarde
		Massa		Metrisch: 568.319.000.000.000.000.000.000.000 kg Wetenschappelijke notatie: 5,6832 x 1026 kg Ter vergelijking: 95.161 x aarde
Dichtheid		Metrisch: 0.687 g/cm3 Ter vergelijking: 0.125 x Aarde
Oppervlakte		In metrische: 42.612.133.285 km2 Engels: 16.452.636.641 vierkante mijl Wetenschappelijke notatie: 4,2612 x 1010 km2 Ter vergelijking: 83.543 x Aarde
		Zwaartekracht aan het oppervlak		Metrisch: 10.4* m/s2 Engels: 34,3 ft/s2 Ter vergelijking: Als je op aarde 100 pond weegt, zou je op Saturnus (aan de evenaar) ongeveer 107 pond wegen. *Geconcludeerd uit een straal van 1 bar van 60.268 km.
Ontsporingssnelheid		Metrisch: 129.924 km/h Engels: 80.731 mph Wetenschappelijke notatie: 3,609 x 104 m/s Ter vergelijking: Ontsnappingssnelheid van de aarde is 25.030 mph.
Sidereal Rotation Period (lengte van de dag)		0.444 Aardse dagen 10,656 uur Ter vergelijking: 0.445 x aarde
Effectieve temperatuur		Metrisch: -178 °C Engels: -288 °F Wetenschappelijke notatie: 95 K
Atmosferische bestanddelen		Waterstof, Helium Wetenschappelijke notatie: H2, He Ter vergelijking: De atmosfeer van de aarde bestaat voornamelijk uit N2 en O2.