Saturn (planeta)
Obsah boxu
Šablona:Infobox planeta Saturn je šestá planeta od Slunce a po Jupiteru druhá největší planeta sluneční soustavy. Patří mezi plynné obry a je pojmenován po římském bohu Saturnovi, protějšku řeckého Krona. Jeho astronomický symbol je stylizovaná podoba božského srpu (♄).
Saturn je nejvíce známý díky svým velkolepým a komplexním prstencům, které jsou složeny převážně z ledových částic a malého množství kamenného materiálu a prachu. Je to planeta s nejnižší průměrnou hustotou ve sluneční soustavě; je dokonce nižší než hustota vody. Kolem planety obíhá více než 140 známých měsíců, z nichž největší je Titan, jediný měsíc ve sluneční soustavě s hustou atmosférou.
📜 Historie pozorování
Saturn je jednou z pěti planet viditelných ze Země pouhým okem a byl znám již starověkým civilizacím. V římské mytologii byl bohem zemědělství a sklizně, od jehož jména je odvozen i název pro den v týdnu – sobota (anglicky Saturday).
🔭 První teleskopická pozorování
Po vynálezu dalekohledu se Saturn stal cílem prvních astronomů. V roce 1610 jej pozoroval Galileo Galilei a byl zmaten tím, co viděl. Kvůli nízkému rozlišení svého dalekohledu mylně interpretoval prstence jako dva velké měsíce nebo "uši" po stranách planety. Zapsal si, že pozoruje trojitou planetu. Když o dva roky později pozoroval Saturn znovu, "uši" zmizely, protože prstence byly k Zemi natočeny hranou.
Skutečnou podstatu prstenců odhalil až Christiaan Huygens v roce 1655 s pomocí výkonnějšího dalekohledu. Správně usoudil, že se jedná o pevný, plochý prstenec, který se nedotýká planety. Huygens také v tomto roce objevil největší Saturnův měsíc, Titan.
V roce 1675 Giovanni Domenico Cassini zjistil, že prstenec není jeden, ale je rozdělen tmavou mezerou, která byla později pojmenována Cassiniho dělení. Objevil také čtyři další měsíce: Iapetus, Rhea, Tethys a Dione.
🛰️ Éra kosmických sond
Moderní výzkum Saturnu je neoddělitelně spjat s kosmickými sondami.
- Pioneer 11: První sonda, která navštívila Saturn v roce 1979. Proletěla blízko prstenců a pořídila první snímky zblízka. Objevila tenký prstenec F.
- Voyager 1 a Voyager 2: Tyto sondy proletěly kolem Saturnu v letech 1980 a 1981. Poskytly detailní snímky planety, jejích prstenců a měsíců. Odhalily komplexní strukturu prstenců, objevily nové měsíce a provedly detailní měření atmosféry a magnetosféry. Voyager 1 provedl blízký průlet kolem Titanu, což potvrdilo jeho hustou atmosféru.
- Cassini-Huygens: Společná mise NASA, ESA a ASI byla dosud nejambicióznějším projektem výzkumu Saturnu. Sonda Cassini dorazila na oběžnou dráhu Saturnu v roce 2004 a studovala systém po dobu 13 let. Její součástí bylo přistávací pouzdro Huygens, které v roce 2005 úspěšně přistálo na povrchu Titanu. Mise Cassini přinesla obrovské množství dat, objevila nové prstence a měsíce, studovala gejzíry na Enceladu a dramaticky zakončila svou pouť řízeným pádem do atmosféry Saturnu v září 2017.
🪐 Fyzikální charakteristiky
Saturn je plynný obr, což znamená, že nemá pevný povrch. Jeho vzhled je charakteristický světlými a tmavými pásy v atmosféře, podobně jako u Jupiteru, i když jsou méně výrazné a širší v oblasti rovníku.
🔄 Rotace a oběžná dráha
Saturn oběhne kolem Slunce jednou za 29,5 pozemského roku. Jeho dráha je mírně eliptická. Planeta se otáčí velmi rychle kolem své osy, což způsobuje její výrazné zploštění na pólech. Den na Saturnu trvá přibližně 10 hodin a 34 minut. Rychlá rotace a nízká hustota z něj činí nejvíce zploštělou planetu ve sluneční soustavě. Sklon rotační osy (26,7°) je podobný sklonu Země, což znamená, že na Saturnu dochází ke střídání ročních období, i když každé trvá přes sedm pozemských let.
🌡️ Vnitřní stavba
Předpokládá se, že Saturn má podobnou vnitřní strukturu jako Jupiter.
- Jádro: V centru se pravděpodobně nachází husté jádro složené z hornin a ledu, jehož hmotnost se odhaduje na 9 až 22násobek hmotnosti Země.
- Vrstva kovového vodíku: Jádro obklopuje rozsáhlá vrstva kovového vodíku. Při extrémním tlaku se vodík stává elektricky vodivým, podobně jako kov. Proudění v této vrstvě generuje silné magnetické pole planety.
- Vnější vrstva: Nad kovovým vodíkem se nachází vrstva molekulárního vodíku a helia, která postupně přechází do plynné atmosféry.
Saturn vyzařuje do vesmíru 2,5krát více energie, než přijímá od Slunce. Tento přebytek tepla je pravděpodobně generován Kelvin-Helmholtzovým mechanismem a také "pršením" helia z vyšších vrstev atmosféry do nitra planety, což uvolňuje energii třením.
☁️ Atmosféra
Atmosféra Saturnu je tvořena přibližně 96 % vodíku a 3 % helia, se stopami methanu, amoniaku, ethanu a dalších plynů. Větry v atmosféře Saturnu patří k nejrychlejším ve sluneční soustavě a mohou dosahovat rychlosti až 1 800 km/h.
V atmosféře se vyskytují obrovské bouře. Periodicky se zde objevuje jev zvaný Velká bílá skvrna (Great White Spot), což je masivní bouře, která vzniká přibližně jednou za 30 let (jeden Saturnův rok) a je viditelná i ze Země. Poslední taková bouře byla pozorována v roce 2010.
🧲 Magnetosféra
Saturn má silné vnitřní magnetické pole, které je však slabší než Jupiterovo, ale stále 578krát silnější než zemské. Jeho nejzajímavější vlastností je téměř dokonalá symetrie s rotační osou planety, což je v rozporu s teoriemi o generování magnetických polí (dynamo efekt). Magnetosféra Saturnu je rozsáhlá oblast, která planetu chrání před slunečním větrem a zachycuje nabité částice.
💍 Prstence Saturnu
Prstence Saturnu jsou nejvýraznějším rysem planety a jedním z nejkrásnějších objektů ve sluneční soustavě. Přestože se zdají být souvislé, jsou tvořeny miliardami částic ledu a kamení o velikosti od prachových zrn po několikametrové balvany.
📜 Objev a pojmenování
Prstence jsou rozděleny do několika hlavních skupin, které jsou označeny písmeny v pořadí jejich objevu. Hlavní prstence jsou A, B a C. Prstenec B je nejjasnější a nejhustší. Mezi prstenci A a B se nachází nejvýraznější mezera, Cassiniho dělení. Další, slabší prstence (D, E, F, G) se nacházejí dále od planety nebo blíže k ní.
⚙️ Složení a struktura
Prstence jsou extrémně tenké. Jejich průměr je asi 282 000 km, ale tloušťka se pohybuje jen od 10 metrů do 1 kilometru. Kdyby se veškerý materiál z prstenců spojil, vytvořil by těleso o průměru pouhých 100 km. Strukturu prstenců ovlivňuje gravitace Saturnových měsíců. Některé malé měsíce, tzv. "pastýřské měsíce" (např. Prometheus a Pandora), obíhají na okrajích prstenců a svou gravitací udržují jejich ostré hrany.
🌌 Původ prstenců
Existují dvě hlavní teorie o původu prstenců: 1. Zničený měsíc: Prstence jsou pozůstatkem měsíce nebo komety, která se přiblížila příliš blízko k Saturnu a byla roztrhána jeho slapovými silami (překročila Rocheovu mez). 2. Pozůstatek z formování planety: Prstence jsou tvořeny původním materiálem z protoplanetárního disku, který se nikdy nespojil do podoby měsíce.
Data ze sondy Cassini naznačují, že prstence jsou geologicky velmi mladé, pravděpodobně jen 10 až 100 milionů let staré, což podporuje teorii o zničeném měsíci.
🌕 Měsíce
K roku 2023 bylo potvrzeno 146 měsíců obíhajících Saturn, což je nejvíce ze všech planet sluneční soustavy. Jejich rozmanitost je obrovská – od obřího Titanu po malé, nepravidelné "ledové balvany".
Titan
Titan je s průměrem 5 149 km druhým největším měsícem ve sluneční soustavě (po Jupiterově Ganymedu) a je větší než planeta Merkur. Je unikátní svou hustou, dusíkatou atmosférou, která je hustší než zemská. Tlak na povrchu je asi 1,5krát vyšší než na Zemi. Atmosféra je neprůhledná a oranžová kvůli přítomnosti komplexních organických molekul (tholinů).
Na povrchu Titanu panují teploty kolem -179 °C. Sonda Huygens a radarová data z Cassini odhalily svět s řekami, jezery a moři tekutého methanu a ethanu, což z něj činí jediné další těleso ve sluneční soustavě s potvrzenými stabilními povrchovými tekutinami.
Enceladus a další ledové měsíce
Enceladus je malý ledový měsíc, který se stal jedním z nejzajímavějších cílů pro hledání mimozemského života. Sonda Cassini objevila na jeho jižním pólu obrovské gejzíry (kryovulkány), které chrlí do vesmíru vodní páru, ledové krystaly a organické molekuly. To je silným důkazem existence globálního oceánu tekuté vody pod jeho ledovou kůrou.
Další významné měsíce:
- Mimas: Známý díky obrovskému kráteru Herschel, který mu dává vzhled "Hvězdy smrti" ze Star Wars.
- Iapetus: Má zvláštní dvoubarevný povrch – jedna polokoule je tmavá jako asfalt, druhá světlá jako sníh.
- Rhea, Dione a Tethys: Velké ledové měsíce pokryté krátery.
🤓 Pro laiky
- Proč by Saturn plaval na vodě? Saturn je obrovský, ale je tvořen hlavně nejlehčími plyny, vodíkem a heliem. Jeho průměrná hustota (0,687 g/cm³) je nižší než hustota vody (1 g/cm³). Kdyby existovala dostatečně velká "vana" s vodou, Saturn by na ní plaval jako obrovská plážová míč.
- Proč má Saturn prstence? Nejpravděpodobnější vysvětlení je, že kdysi dávno se k Saturnu přiblížil ledový měsíc nebo kometa. Obrovská gravitační síla planety toto těleso roztrhala na miliony kousků. Tyto úlomky ledu a kamení pak zůstaly obíhat kolem planety a vytvořily dnešní prstence.
- Co je to kovový vodík? Hluboko uvnitř Saturnu je tlak tak obrovský, že stlačí plynné atomy vodíku k sobě tak těsně, že se jejich elektrony začnou volně pohybovat, podobně jako v kovu. Tato exotická forma vodíku vede elektrický proud a je zodpovědná za vytvoření silného magnetického pole planety.