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Saturn
ist der sechste Planet von der Sonne aus und
der zweitgrößte:
Umlaufbahn: 1.429.400.000 km (9,54 AE) von der Sonne entfernt
Durchmesser: 120.536 km (äquatorial)
Masse: 5,68·1026 kg
In der römischen Mythologie
ist Saturn der Gott des Ackerbaus. Der entsprechende griechische
Gott, Chronos,
war Sohn von Uranus und Gaia und Vater des Zeus (Jupiter). Saturn ist
Ursprung des englischen Wortes „Saturday“ (für
Samstag, siehe Anhang 4).
Saturn ist seit prähistorischen Zeiten bekannt. Galileo war 1610 der erste, der ihn durch ein Teleskop beobachtete; er bemerkte seine seltsame Erscheinung, war davon aber verwirrt. Frühe Beobachtungen des Saturn waren kompliziert, weil die Erde die Ebene der Saturnringe alle paar Jahre schneidet. Ein Bild mit niedriger Auflösung ändert sich daher drastisch. Es geschah nicht vor 1659, als Christiaan Huygens die korrekte Geometrie der Ringe entdeckte. Die Saturnringe blieben einmalig im bekannten Sonnensystem, bis 1977 sehr feine Ringe um Uranus entdeckt wurden und kurz darauf auch um Jupiter und Neptun.
Saturn
wurde zuerst 1979 von Pioneer 11
und später von Voyager 1
und Voyager 2 besucht.
Cassini, jetzt gerade auf dem
Wege, wird ihn 2004 erreichen.
Saturn ist sichtbar abgeflacht, wenn man ihn durch ein kleines Teleskop betrachtet; sein äquatorialer und sein polarer Durchmesser unterscheiden sich um fast 10% (120.536 km zu 108.728 km). Dies ist das Resultat seiner rapiden Rotation und seines fließenden Zustands. Auch die anderen Gasplaneten sind abgeflacht, aber nicht derartig stark.
Saturn ist der am wenigsten dichte Planet; sein spezifisches Gewicht (0,7) ist geringer als das von Wasser.
Wie Jupiter besteht Saturn aus ungefähr 75% Wasserstoff und 25% Helium mit Spuren von Wasser, Methan, Ammoniak und „Felsen“, ähnlich der Zusammensetzung des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem das Sonnensystem entstand.
Saturns Inneres ist dem des Jupiter, bestehend aus einem felsigen Kern, einer Schicht flüssig metallischen Wasserstoffs und einer Schicht aus molekularem Wasserstoff, sehr ähnlich. Spuren verschiedener Eisarten sind ebenfalls vorhanden.
Saturns Inneres ist heiß (12.000 K im Kern), und Saturn strahlt mehr Energie in das Weltall als er von der Sonne empfängt. Der Großteil dieser zusätzlichen Energie entsteht durch den Kelvin-Helmholtz-Mechanismus wie auf Jupiter. Dies dürfte aber nicht ausreichen, um hinreichend Saturns Helligkeit zu erklären; manch zusätzlicher Mechanismus muß am Werk sein, vielleicht das „Abregnen“ von Helium tief in Saturns Innerem.
Die
Streifen, die auf Jupiter so
deutlich hervortreten, sind auf Saturn viel feiner. Sie
sind außerdem in der Nähe des Äquators viel weiter.
Details in den obersten Wolkenschichten sind von der Erde aus
unsichtbar, so daß es bis zur Annäherung durch Voyager
unmöglich war, Studien über die Zirkulationen in Saturns
Atmosphäre anzustellen. Auch Saturn zeigt langlebige Ovale (der
rote Punkt in der Mitte des Bildes rechts) sowie andere Merkmale, wie
sie von Jupiter bekannt sind. 1990 beobachtete HST
eine gewaltige weiße Wolke in der Nähe von Saturns
Äquator, die nicht da war, als sich Voyager angenähert
hatte; 1994 wurde ein anderer, kleiner Sturm beobachtet (links).
Zwei deutliche Ringe (A und B) sowie ein feinerer (C) sind von der Erde aus sichtbar. Die Lücke zwischen dem A- und dem B-Ring ist als Cassinispalte bekannt. Die viel feinere Lücke am äußeren Rand des A-Rings nennt man die Encke-Spalte (aber das ist wohl eine Fehlbenennung, weil sie höchstwahrscheinlich von Encke nie gesehen wurde). Die Voyagerbilder zeigen vier weitere feine Ringe. Die Saturnringe sind, im Gegensatz zu den Ringen der anderen Planeten, sehr hell (Albedo 0,2 - 0,6).
Obwohl sie von der Erde aus durchgehend aussehen, bestehen die Ringe tatsächlich aus unzähligen kleinen Partikeln, jedes in einer eigenen Umlaufbahn. Ihre Größe reicht von ungefähr einem Zentimeter bis zu mehreren Metern. Ein paar kilometergroße Objekte kommen wahrscheinlich auch vor.
Saturns Ringe sind außerordentlich dünn: obwohl sie 250.000 km oder noch mehr Durchmesser haben, sind sie weniger als einen Kilometer dick. Trotz ihrer eindrucksvollen Erscheinung bestehen sie doch nur aus wenig Material -- wären die Ringe auf einen einzelnen Körper verdichtet, hätte dieser einen Durchmesser von höchstens 100 km.
Die Ringpartikel scheinen hauptsächlich aus Wasser zu bestehen, es könnte sich aber auch um Felsenstückchen handeln, die mit einer Eisschicht überzogen sind.
Voyager
bestätigte die Existenz von verblüffenden radialen
Unregelmäßigkeiten innerhalb der Ringe, genannt „Spokes“ (Speichen),
von denen zunächst Amateurastronomen berichteten (links). Ihre
Natur bleibt mysteriös, aber es könnte etwas mit Saturns
Magnetfeld zu tun haben.
Saturns
äußerster Ring, der F-Ring, ist eine komplexe Struktur aus
mehreren kleineren Ringen, deren „Knoten“ sichtbar sind.
Wissenschaftler spekulieren, daß diese Knoten Klumpen des
Ringmaterials sein könnten, oder einfach Minimonde. Die seltsame
verflochtene Erscheinung auf Voyager-1-Bildern (rechts) tauchen nicht
auf Bildern der Voyager 2 auf, möglicherweise, weil Voyager 2
die Aufnahmen von Regionen gemacht hat, wo diese Teilringe grob
parallel verlaufen.
Es gibt komplexe gezeitliche Kopplungen zwischen manchen der Saturnmonde und dem Ringsystem: mache der Monde, die sogenannten „hütenden Monde“ (auch „Schäfermonde“ genannt) (das sind Atlas, Prometheus und Pandora), sind evident wichtig, um die Ringe in ihrer Position zu halten; Mimas scheint die Verantwortung für den Mangel an Materials in der Cassini-Spalte zu tragen, die wiederum den Kirkwoodlücken im Planetoiden- oder Asteroidenhauptgürtel sehr ähnelt; Pan befindet sich innerhalb der Enckespalte. Das ganze System ist sehr komplex und kaum verstanden.
Der
Ursprung der Ringe des Saturn (und anderer Gasplaneten) ist
unbekannt. Obwohl sie ihre Ringe vielleicht schon seit ihrer
Entstehung besitzen, sind die Ringsysteme keineswegs stabil und
müssen daher ständig von andauernden Prozesse regeneriert
werden, möglicherweise durch den Zusammenbruch größerer
Satelliten.
Wie die anderen jovianischen Planeten besitzt auch Saturn ein signifikantes Magnetfeld.
Wenn er sich am Nachthimmel aufhält, ist Saturn mit bloßem Auge leicht erkennbar. Obwohl er nicht so hell wie Jupiter ist, läßt er sich doch einfach als Planet identifizieren, weil er nicht wie die Sterne „blinkt“. Die Ringe und die größeren Satelliten sind mit einem kleinen, astronomischen Teleskop zu sehen. Es gibt verschiedene Websites, die die aktuelle Position des Saturn (und der anderen Planeten) am Himmel zeigen. Genauere und umgänglichere Karten können mit einem Planetariumprogramm wie Starry Night erstellt werden.
Saturn besitzt 18 benannte sowie zwölf kürzlich entdeckte und bislang unbenannte Satelliten.
Abstand Radius Masse Satellit (000 km) (km) (kg) Entdecker Jahr -------- -------- ------ -------- --------- ----- Pan 134 10 ? Showalter 1990 Atlas 138 14 ? Terrile 1980 Prometheus 139 46 2,70·1017 Collins 1980 Pandora 142 46 2,20·1017 Collins 1980 Epimetheus 151 57 5,60·1017 Walker 1980 Janus 151 89 2,01·1018 Dollfus 1966 Mimas 186 196 3,80·1019 Herschel 1789 Enceladus 238 260 8,40·1019 Herschel 1789 Tethys 295 530 7,55·1020 Cassini 1684 Telesto 295 15 ? Reitsema 1980 Calypso 295 13 ? Pascu 1980 Dione 377 560 1,05·1021 Cassini 1684 Helene 377 16 ? Laques 1980 Rhea 527 765 2,49·1021 Cassini 1672 Titan 1.222 2575 1,35·1023 Huygens 1655 Hyperion 1.481 143 1,77·1019 Bond 1848 Iapetus 3.561 730 1,88·1021 Cassini 1671 Phoebe 12.952 110 4,00·1018 Pickering 1898
Radius Radius annäh. annäh.
Name innen außen Weite Position Masse (kg)
---- ------ ------ ----- -------- ---------
D-Ring 67.000 74.500 7.500 (Ring)
Guerinspalte
C-Ring 74.500 92.000 17.500 (Ring) 1,1·1018
Maxwellspalte 87.500 88.000 500 (Teilng)
B-Ring 92.000 117.500 25.500 (Ring) 2,8·1019
Cassinispalte 115.800 120.600 4.800 (Teilng)
Huygenslücke 117.680 (n/a) 285-440 (Untert)
A-Ring 122.200 136.800 14.600 (Ring) 6,2·1018
Encke Minima 126.430 129.940 3.500 29%-53%
Enckespalte 133.580 325 78%
F-Ring 140.210 30-500 (Ring)
G-Ring 165.800 173.800 8.000 (Ring) 1·107?
E-Ring 180.000 480.000 300.000 (Ring)
Anmerkungen:
* Abstand bezeichnet Kilometer ab Saturns Mittelpunkt
* die Bezeichnungen für die Zwischenräume zwischen den Ringen können von denen abweichen,
die offiziell benutzt werden; siehe auch diese Anmerkung
Diese Einteilung ist in der Tat irreführend, weil die Dichte der Partikel wesentlich komplizierter variiert: es gibt Abweichungen innerhalb der Ringe; die Lücken sind nicht vollständig leer; die Ringe sind nicht genau kreisförmig.
... Sonne
... Jupiter
... Sinope
... Saturn
... Pan
... Uranus
... Daten
