header sterren

Totaal bezoekers:
Totaal pagevieuws:
Online bezoekers:
 
 
 
   


 maak van deze website uw startpagina !

WorldwideBase
Alle wwbase pagina's

 

Saturnus

 
   

Is de (van de zon uit gerekend) zesde planeet van het zonnestelsel, de derde van de buitenplaneten, de verst verwijderde planeet die nog met het blote oog zichtbaar is. Saturnus is zeer helder en heeft een matgele kleur. Reeds in de oudheid was Saturnus bekend en in een kijker is hij een van de meest interessante objecten ten gevolge van de aanwezigheid van een ringenstelsel. Onze huidige kennis van de planeet berust vooral op de resultaten van de Amerikaanse ruimtevoertuigen Voyager-1 en -2, die Saturnus resp. op 13 nov. 1980 en 26 aug. 1981 op resp. 142.200 km en 161.100 km passeerden.

Saturn

1. Baan
De gemiddelde afstand tot de zon is 1427 miljoen km (9, 5 maal de halve as van de aardbaan); omdat de excentriciteit van de baan 0,056 bedraagt, kan de afstand tot de zon van aphelium tot perihelium variėren met 160 miljoen km. De helling van de baan ten opzichte van de ecliptica is 2°29¢; de lengte van de klimmende knoop bedraagt ongeveer 113°. De siderische omlooptijd is 29 jaar 167 dagen en de synodische 378 dagen.

2. Massa
De massa is te bepalen uit de bewegingen van de satellieten van Saturnus, maar ook uit de storingen die Saturnus teweegbrengt op de baan van passerende ruimtevaartuigen. Deze methoden leiden tot een waarde van 95,181 maal de aardmassa en een gemiddelde relatieve dichtheid van slechts 0,69.

3. Oppervlak
De aanwezigheid van de ringen maakt het moeilijk de juiste helderheid van Saturnus vast te stellen. De albedo bedraagt ca. 0, 45. Het planeetoppervlak lijkt op dat van Jupiter, behalve dat de donkere banden veel minder duidelijk zichtbaar zijn ten gevolge van een nevellaag boven de wolkentoppen, die bij Jupiter in veel minder uitgesproken vorm aanwezig is. Het equatoriale gebied is heldergeel en het oppervlak wordt iets groenachtig in de richting van de polen. Men kijkt bij Saturnus, evenals bij Jupiter, tegen een wolkendek aan dat bestaat uit gassen in gecondenseerde toestand, zoals ammoniakkristallen.
3.1 Rotatie
Saturnus vertoont een duidelijke aswenteling om zijn kleinste middellijn. Uit waarnemingen van de bewegingen en de omwentelingstijd van witte vlekken, die een enkele maal plotseling op het oppervlak verschijnen (zoals in 1876, 1903, 1933, 1960 en 1990), heeft men de duur van de aswenteling bepaald. Deze schommelt tussen 10h 14min en 10h 38min al naargelang de vlek dichter bij of verder van de equator af ligt. Deze variatie in omwentelingstijd is bevestigd door spectroscopische waarnemingen. Uit de waarneming van radiostraling heeft men een omwentelingstijd van 10!h 39!min 26!s gevonden voor de vaste kern en magnetosfeer van Saturnus.

4. Atmosfeer en magnetosfeer
De atmosfeer van Saturnus is in grote lijnen gelijk aan die van Jupiter. De windsnelheden zijn echter vier- tot vijfmaal zo hoog als in Jupiters dampkring (tot 1500 km/u) en zijn het grootst nabij de evenaar. Ook op Saturnus treden noorderlichten op, en vermoedelijk ook zeer intensieve bliksems. Evenals Jupiter straalt Saturnus meer energie uit dan hij van de zon ontvangt. De temperatuur aan de top van de wolkenbanden varieert van -187 °C tot -181 °C. Temperatuur en druk nemen naar het inwendige snel toe. Waarschijnlijk bestaat ook Saturnus uit een rotsachtige kern, met daaromheen een laag vloeibare waterstof, omgeven door een zeer dichte en diepe dampkring. De dampkring bestaat grotendeels uit waterstof, met 7% (massapercentage) helium. Het zijn verontreinigingen als methaan, ammoniak en andere verbindingen die de dampkring zijn tekening en kleur geven.
In 1975 werd het bestaan van een magnetisch veld om Saturnus vastgesteld met behulp van radiowaarnemingen. Pioneer-11 passeerde in 1979 de grens daarvan en nam waar dat de veldsterkte ongeveer even groot was als die van de Aarde. De polariteit van het veld is gelijk aan die van Jupiter, maar de magnetische as valt nagenoeg samen met de rotatieas. De Voyagers hebben het bestaan van het veld bevestigd en de juiste grenzen van de magnetosfeer verder afgebakend.

5. Afplatting
De planeet vertoont zich in de kijker als een sterk afgeplatte schijf (afplatting ca. 9%), waarvan de grootste en de kleinste middellijn resp. 120.500 en 108.700 km zijn. Geen enkele andere planeet is zo sterk afgeplat. Uit de massa en de straal volgt, dat de versnelling van de zwaartekracht aan de evenaar ongeveer 10% groter is dan aan het aardoppervlak en aan de polen is die zelfs 30% hoger (aan de bovenkant van het wolkendek gemeten).

6. Ringensysteem
De 'ring' van Saturnus is een merkwaardig en uniek verschijnsel. Het is een platte, zeer dunne en cirkelvormige ring, die zich concentrisch met de planeet zelf in het equatoriale vlak uitstrekt. De straal van de buitenste en van de binnenste rand is resp. 2,25 en 1,15 maal zo groot als de equatoriale straal van de planeet. Hoewel Galileo Galilei de ring reeds in 1610 waarnam, realiseerde hij zich de juiste betekenis van zijn waarnemingen niet; hij hield het lichtverschijnsel voor twee mannen aan weerszijden van de planeet. Pas in 1655 herkende Christiaan Huygens de ware aard van het verschijnsel. In 1675 zag Domenico Cassini dat de 'ring' uit twee delen bestond, gescheiden door een donkere concentrische streep, de Cassini-scheiding, met een breedte van ca. 5000 km. In 1838 bleek dat ook de binnenste van deze twee delen gesplitst is.
6.1 Indeling
Zo onderscheidt men van binnen naar buiten drie ringen, die resp. met C, B en A worden aangegeven. De C-ring, de floersring, is veel minder helder dan de beide andere. In de A-ring bevindt zich de opvallende, 300 km brede Encke-scheiding. Daar het equatorvlak van Saturnus een hoek van 27° maakt met het vlak van de aardbaan, wordt de ring op verschillende tijden onder zeer verschillende hoeken gezien. Ten tijde van zijn grootste opening draagt hij voor ongeveer 50% bij tot de helderheid van de planeet. Gedurende perioden waarin de aarde zich in het vlak van de ring bevindt (1966, 1995), is de ring zelfs in zeer grote kijkers onzichtbaar. Men kijkt dan tegen de scherpe rand aan; deze heeft een buitengewoon geringe dikte van slechts enkele kilometers. Kort voor of na zo'n verdwijning bevinden de zon en de aarde zich aan verschillende zijden van het vlak van de ring. De waarnemer ziet dan de van de zon afgekeerde kant van de ring in een zwak licht, waaruit volgt dat de ring enigszins doorzichtig is. Dit was reeds geconstateerd bij het verdwijnen van sterren achter de ring.
6.2 Roche-limiet
E. Roche heeft in 1844 aangetoond dat binnen een bepaalde afstand van een planeet zich geen satelliet kan bevinden. De ring van Saturnus ligt binnen deze limiet van Roche. Het ontstaan van de ring werd toegeschreven aan het uiteenvallen van satellieten die binnen de limiet van Roche kwamen. Men moet zich daarom de ring denken als een zwerm van grotere en kleinere brokstukken die banen om de planeet beschrijven. Spectroscopische bepalingen van de snelheid in verschillende punten van de ring hebben deze opvatting bevestigd. Volgens spectroscopische onderzoekingen van G.P. Kuiper zou de ring bestaan uit deeltjes waterijs, wat later door radarwaarnemingen werd bevestigd.
6.3 Voyager-waarnemingen
De waarnemingen van de Voyager-1 en -2 hebben vooral het ringenbeeld drastisch gewijzigd. Elke vanaf de aarde gevonden ring bleek uit vele 'subringen' te bestaan, zodat men nu weet dat Saturnus niet door enkele ringen, maar door duizenden ringen omgeven wordt, gegroepeerd in enkele dozijnen zones. Verschillen tussen individuele ringen en zones komen waarschijnlijk voort uit verschillen in de grootte en samenstelling van de brokstukken die samen een ring vormen. Ook heeft men spaakachtige structuren waargenomen, terwijl een nieuw ontdekte ring (de F-ring) een vreemde, gevlochten structuur heeft. De eigenschappen van het zeer gecompliceerde ringensysteem hebben geleid tot omverwerping van alle bestaande (relatief eenvoudige) theorieėn omtrent zijn aard; sedert de waarnemingen van de Voyagers 1 en 2 tast men dan ook vrijwel volstrekt in het duister over het hoe en waardoor van dit voor het zonnestelsel unieke verschijnsel. In 1984 werd ontdekt dat er nog tot 20 maal de straal van de planeet ringmateriaal aanwezig moet zijn.
6.4 Satellietresonanties
De invloed van satellieten op de ringen is aantoonbaar; zo worden de binnen- en buitengrens van de F-ring bepaald door twee maantjes, de satellieten S 13 en S 14 aan resp. de buiten- en de binnenkant van de ring. De buitenkant van de A-ringzone wordt bepaald door de herdermaan S 15 en Mimas houdt de Cassini-scheiding 'leeg'. De 'gemiddelde' afmeting van brokstukken in de C-ring is 2 m, in de A-ring 10 m en in de (niet geheel lege) scheiding van Cassini 10 m. In de ringen werken behalve de zwaartekracht van Saturnus en de satellieten ook elektrostatische krachten. Uit de Voyagerwaarnemingen is gebleken dat de dikte van de ring niet meer dan enkele tientallen meters bedraagt.

7. Satellietenstelsel
Saturnus bezit 18 manen en maantjes (nog afgezien van de miljoenen objecten die de ringen vormen). Hoewel de banen van de grootste manen in het equatorvlak van de planeet liggen, is de regelmaat die het satellietensysteem van Jupiter kenmerkt, ver te zoeken. De grootste maan, Titan (in 1655 door Chr. Huygens ontdekt), is groter en zwaarder dan onze Maan. Titan heeft een dichte dampkring. Het oppervlak is door die dampkring niet zichtbaar; de luchtdruk aan het oppervlak is 1-6 bar, bij een temperatuur van -180 °C. De dampkring bestaat grotendeels uit stikstof, verontreinigd met methaan dat onder Titanische omstandigheden in gasvormige, vaste en vloeibare vorm kan voorkomen (zoals water op aarde). Op Titan vinden vermoedelijk fotochemische processen plaats, waarbij uit methaan ook ethaan, acetyleen, ethyleen en waterstofcyanide gevormd zijn. Met deze karakteristieken is Titan een natuurlijk en uitermate belangrijk pre-biologisch laboratorium.
Wat betreft de overige manen: Mimas, Tethys, Dione en Rhea zijn alle vrijwel zuiver rond en dicht bekraterd. Enceladus vertoont een glad oppervlak. Mimas bezit een reusachtige krater die bijna eenderde van zijn oppervlak bedekt, terwijl Tethys op zijn oppervlak een gapende breukvallei heeft van 750 km lengte en 60 km breedte. De manen Dione en Rhea vertonen aanwijzingen voor het optreden van dezelfde geiserachtige activiteit die de Jupitermaan Io kenmerkt. Hun oppervlak is geologisch gezien van recente ouderdom. De lage soortelijke massa's van de manen wijzen erop dat ze vermoedelijk grotendeels uit waterijs bestaan met misschien een rotsachtige kern. Japetus is uitzonderlijk, omdat hij een zeer helder en een zeer donker halfrond heeft (verschil van een factor 5 in reflecterend vermogen). De donkere kant is de voorkant, bij de beweging van Japetus om Saturnus. De maan Phoebe beweegt retrograad, dwz. tegengesteld aan de normale bewegingsrichting.
7.1 Minimaantjes
Verscheidene nieuwe, kleinere manen zijn op Voyageropnamen gevonden. Behalve de twee eerder genoemde 'herdermaantjes' en de wachter van de A-ring zijn er nog twee manen (S 10 en S 11) gevonden in vrijwel exact dezelfde baan, en een maan (S 12 ofwel Dione B) die in dezelfde baan als Dione in een 'Trojanenpunt' om Saturnus beweegt. In 1990 werd een satelliet (S13) ontdekt in de Encke-scheiding; zijn bestaan was enkele jaren eerder al vermoed op grond van golfpatronen aan de randen van deze scheiding.

 
   

Footer worldwidebase



uw eigen startpagina


© copyright WorldwideBase 2005-2009