Naturalne satelity Saturna

Największy z księżyców Saturna - Tytan został po raz pierwszy zaobserwowany już 350 lat temu, w roku 1655, a odkrycia tego dokonał Christiaan Huygens. Jeszcze w XVII wieku zostały odkryte przez włoskiego astronoma, Giovanniego Cassiniego, kolejne cztery księżyce, a pod koniec XVIII wieku William Herschel zaobserwował następne dwa. W ostatnich latach XIX wieku astronomowie rozpoznawali już 9 naturalnych satelitów tej pięknej planety, a wiek XX przyniósł rozpoznanie dalszych 9. Rozwój nauki i techniki, który nastąpił w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat pozwolił na wysłanie w kierunku Saturna bezzałogowej sondy kosmicznej Voyager 2, a następnie sondy Voyager 1, wysiłki te zostały ukoronowane odkryciami kolejnych satelitów tego gazowego olbrzyma. Największy satelita Saturna, Tytan jest znacznie większy od swoich pozostałych towarzyszy. Jest jeszcze jedna rzecz, która wyraźnie odróżnia go od reszty księżyców, nie tylko Saturna, ale występujących w całym układzie planetarnym, a mianowicie jego gęsta atmosfera. Jej obecność przyczynia się do bardzo niewielkich wahań temperatury (rzędu 3 stopni K) na powierzchni satelity. Co jeszcze wiemy o Tytanie? Jego temperatura powierzchniowa osiąga zaledwie 92 stopni K, zatem jest tam stosunkowo chłodno. W składzie jego gęstej atmosfery zauważono obecność przede wszystkim azot (jego zawartość wynosi 94 % całości) oraz metan (w ilości zaledwie 6 %). Z perspektywy naszej planety Tytan to niewielka pomarańczowa kula, wrażenie to jest spowodowane przez grubą warstwę mgieł i obłoków, a także różnych aerozoli, które powodują rozpraszanie światła słonecznego. W sumie Saturna ma aż 50 naturalnych satelitów (wliczając w to oczywiście Tytana), mają one w zasadzie podobną strukturę powierzchniową i występują na nich liczne kratery, będące pozostałościami po zderzeniach z mniejszymi obiektami z naszego Układu Słonecznego. Największy spośród tych uderzeniowych kraterów znajduje się na księżycu Mimas, przy czym średnica satelity dochodzi do 400 kilometrów, podczas gdy rów krateru ma średnicę ponad 100 kilometrów. Można by powiedzieć, że krater ten jest główną atrakcją na Mimasie. Jak już wspomniano, inne księżyce także mają widoczne pamiątki pouderzeniowe, np. na powierzchni satelity Tethys znajdziemy krater, do którego można by zejść na 4-5 kilometrów głębokości a jego średnica ma 100 kilometrów długości, poza tym jest tam także wiele mniejszych dołów. Na księżycu Rhea napotkamy mnóstwo kraterów o niezwykle interesujących i niespotykanych krawędziach. Oprócz kraterów na niektórych satelitach znajdziemy tak zwane czapy biegunowe, np. na Japetosie, na innych zaś białe wstęgi, np. na Dione, a na jeszcze innych pęknięcia struktury globu, w których znajduje się tajemnicza zamarznięta substancja. Jest tylko jeden księżyc o regularnej i gładkiej powierzchni, a jest nim Enkelados.

Saturn i jego pierścienie

Pierścienie otaczające powierzchnię Saturna są niezwykle pięknym zjawiskiem. O ich obecności wiemy jeszcze z 1610 roku dzięki Galileuszowi. Jednak ich właściwą interpretację jako cienkich okręgów występujących w płaszczyźnie równikowej Saturna zawdzięczamy Huygensowi. Stwierdził on ponadto, że pierścienie nie dotykają powierzchni planety. Prowadzone później obserwacje wykazały, iż jest nie jeden, lecz wiele różnych pierścieni. Wysłane sondy poczyniły wiele fotografii, na których widać, że tych pierścieni jest niesłychanie dużo i sięgają one aż do 77000 km powyżej powierzchni Saturna, ich grubość zaś wynosi w przybliżeniu 3 km. W rzeczywistości pierścienie te to kawałki brył różnych rozmiarów w granicach od pojedynczych centymetrów do kilkudziesięciu metrów. Struktura brył jest nieznana, jednak prawdopodobnie są to fragmenty skał i lód. Pierścienie te sklasyfikowane w 7 głównych obręczy i nadano im określone litery alfabetu. Najbliżej powierzchni planety znajduje się pierścień oznaczony literą D i jego średnica osiąga blisko 7,5 tyś kilometrów. Ponad nim jest pierścień C, później B, a następnie A. Pomiędzy ostatnimi dwoma znajduje się charakterystyczna Przerwa Cassiniego o grubości prawie 5000 kilometrów. Za pierścieniem A znajduje się pierścień F, kolejny to G, a ostatnim jest słabo widoczny E. Nieznane jest pochodzenie tych widowiskowych obłoków. Wydaje się, że powstały one z jakiegoś satelity rozerwanego przez planetę. Do takowego zdarzenia mogło dojść w wyniku sił pływowych wywieranych przez Saturna na księżyc o niestabilnej orbicie. Schemat mógł być następujący: satelita krążący wokół planety jest przyciągany do jej powierzchni z różną siłą, w zależności od tego, który fragment jest bliżej planety, tym mocniej działa obustronna grawitacja. W pewnej odległości od planety znajduje się taka orbita, że siły pływowe mają moc by doprowadzić do rozerwania skały. Inna opcja na pochodzenie pierścieni jest taka, iż są one pozostałością materii, tej samej, z jakiej jest zbudowany Saturn i jego 50 księżyców.

Powierzchnia Saturna

Planeta ta zalicza się do grupy planet zwanych gazowymi olbrzymami. Jego struktura jest zatem zupełnie różna od budowy planet podobnych do Ziemi. Nie jest to zwarta struktura skalna. Jądro planety tworzy glinokrzemianowy rdzeń, jest tam też dużo żelaza, a całość utrzymywana jest w bardzo wysokiej temperaturze dochodzącej do kilkudziesięciu tyś. kelwinów. Masa jądra stanowi aż 15% masy planety. Gorące jadro pokrywa także gorący lód występujący pod bardzo wysokim ciśnieniem, a nad nim znajduje się wodór metaliczny w stanie ciekłym. Następna warstwa jest już zaliczana do atmosfery planetarnej, a jest nią wodór cząsteczkowy w postaci gazu. Widzimy zatem, że przejście miedzy warstwami atmosfery a planetą następuje w sposób prawie niezauważalny. I pod tym względem Saturn jest trochę podobny do Jowisza.