Satürn

Fiziksel özellikler

Satürn basık bir sferoiddir, yani kutuplarda basıktır ve ekvatoru etrafında şişer. Gezegenin ekvator çapı 120,536 km (74,898 mil) iken kutup çapı (kuzey kutbundan güney kutbuna olan mesafe) 108,728 km (67,560 mil); %9'luk bir fark. Satürn, her 10,8 saatte bir olmak üzere çok hızlı dönmesi nedeniyle basık bir şekle sahiptir.

Satürn, Güneş Sistemi'nde sudan daha az yoğun olan tek gezegendir. Gezegenin çekirdeği çok yoğun olmasına rağmen, gaz halinde bir atmosfere sahiptir, bu nedenle gezegenin ortalama özgül yoğunluğu 0,69 g/cm'dir³ . Bu da Satürn'ün büyük bir su havuzuna yerleştirilmesi halinde yüzeceği anlamına gelmektedir.

Atmosfer

Satürn'ün atmosferinin dış kısmı yaklaşık %96 hidrojen, %3 helyum, %0,4 metan ve %0,01 amonyaktan oluşur. Ayrıca çok az miktarda asetilen, etan ve fosfin de bulunmaktadır.

Satürn'ün bulutları, Jüpiter'de görülen bulut bantları gibi bantlı bir desen gösterir. Satürn'ün bulutları çok daha soluktur ve bantlar ekvatorda daha geniştir. Satürn'ün en alt bulut katmanı su buzundan oluşur ve yaklaşık 10 km (6 mil) kalınlığındadır. Buradaki sıcaklık 250 K (-10°F, -23°C) ile oldukça düşüktür. Ancak bilim insanları bu konuda hemfikir değildir. Yaklaşık 77 km (48 mil) kalınlığındaki yukarıdaki katman amonyum hidrosülfür buzundan oluşur ve bunun üzerinde 80 km (50 mil) kalınlığında bir amonyak buz bulutu katmanı vardır. En yüksek katman hidrojen ve helyum gazlarından oluşur ve su bulutu tepelerinin 200 km (124 mil) ile 270 km (168 mil) yukarısına kadar uzanır. Auroraların Satürn'de mezosferde oluştuğu da bilinmektedir. Satürn'ün bulut tepelerindeki sıcaklık 98 K (-283 °F, -175 °C) ile son derece düşüktür. İç katmanlardaki sıcaklıklar, Satürn'ün iç kısmı tarafından üretilen ısı nedeniyle dış katmanlardan çok daha yüksektir. Satürn'ün rüzgarları Güneş Sistemi'ndeki en hızlı rüzgarlardan bazılarıdır ve 1.800 km/saat (1.118 mph) hıza ulaşarak Dünya'daki rüzgarlardan on kat daha hızlıdır.

Fırtınalar ve lekeler

Satürn'ün atmosferinin de Jüpiter'de görülen daha net noktalara benzer şekilde oval şekilli bulutlar oluşturduğu bilinmektedir. Bu oval lekeler siklonik fırtınalardır, tıpkı Dünya'da görülen siklonlar gibi. 1990 yılında Hubble Uzay Teleskobu Satürn'ün ekvatoru yakınlarında çok büyük beyaz bir bulut buldu. 1990'daki gibi fırtınalar Büyük Beyaz Noktalar olarak bilinir. Bu eşsiz fırtınalar sadece kısa bir süre için var olurlar ve her 30 Dünya yılında bir, Kuzey Yarımküre'de yaz gündönümü zamanında meydana gelirler. Büyük Beyaz Noktalar 1876, 1903, 1933 ve 1960 yıllarında da bulunmuştur. Bu döngü devam ederse, yaklaşık 2020 yılında başka bir fırtına oluşacaktır.

Voyager 1 uzay aracı Satürn'ün kuzey kutbu yakınlarında yaklaşık 78°N'de altıgen bir bulut deseni buldu. Cassini-Huygens sondası daha sonra 2006 yılında bunu doğrulamıştır. Kuzey kutbunun aksine, güney kutbunda herhangi bir altıgen bulut özelliği görülmemektedir. Sonda ayrıca güney kutbuna kilitlenmiş ve açıkça bir göz duvarı gösteren kasırga benzeri bir fırtına keşfetti. Bu keşfe kadar, göz çeperleri sadece Dünya'da görülmüştü.

İç Mekan

Satürn'ün iç kısmı Jüpiter'in iç kısmına benzer. Merkezinde yaklaşık Dünya büyüklüğünde küçük kayalık bir çekirdeği vardır. Çok sıcaktır; sıcaklığı 15.000 K'ye (26.540 °F (14.727 °C)) ulaşır. Satürn o kadar sıcaktır ki uzaya Güneş'ten aldığından daha fazla ısı enerjisi verir. Üzerinde yaklaşık 30.000 km (18.641 mil) derinliğinde daha kalın bir metalik hidrojen tabakası vardır. Bu tabakanın üzerinde sıvı hidrojen ve helyum bölgesi bulunur. Çekirdek ağırdır ve Dünya'nın çekirdeğinden yaklaşık 9 ila 22 kat daha fazla kütleye sahiptir.

Manyetik alan

Satürn'ün doğal manyetik alanı Jüpiter'inkinden daha zayıftır. Dünya'nınki gibi Satürn'ün alanı da bir manyetik dipoldür. Satürn'ün alanı, bilinen diğer gezegenlerden farklı olarak mükemmel simetrik olması bakımından benzersizdir. Bu, alanın gezegenin ekseniyle tam olarak aynı hizada olduğu anlamına gelir. Satürn radyo dalgaları üretir, ancak bunlar Dünya'dan tespit edilemeyecek kadar zayıftır. Titan uydusu Satürn'ün manyetik alanının dış kısmında yörüngede dolanır ve Titan'ın atmosferindeki iyonize parçacıklardan alana plazma yayar.

Dünya'nın büyüklüğü ile karşılaştırıldığında Satürn


Robert Hooke tarafından 1666 yılında çizilen Satürn resmi


İlk olarak Voyager 1 ve daha sonra Cassini tarafından bulunan kuzey kutup altıgen bulutu

Dönme ve yörünge

Satürn'ün Güneş'e olan ortalama uzaklığı 1.400.000.000 km'nin (869.000.000 mil) üzerinde olup, Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığın yaklaşık dokuz katıdır. Satürn'ün Güneş etrafındaki yörüngesinde dönmesi 10.759 gün ya da yaklaşık 29,8 yıl sürer. Bu Satürn'ün yörünge periyodu olarak bilinir.

Voyager 1 Satürn'ün dönüşünü ekvatorda 10 saat 14 dakika, kutuplara yakın yerlerde 10 saat 40 dakika ve gezegenin iç kısımları için 10 saat 39 dakika 24 saniye olarak ölçmüştür. Bu onun dönüş periyodu olarak bilinir.

Cassini Satürn'ün dönüşünü 10 saat 45 dakika 45 saniye ± 36 saniye olarak ölçmüştür. Bu, 1980 ve 1981 yıllarında Satürn'ün yakınından geçen Voyager 1 ve Voyager 2 uzay araçları tarafından ölçülen radyo dönüş periyodundan yaklaşık altı dakika ya da yüzde bir daha uzundur.

Satürn'ün dönüş periyodu, gezegen tarafından yayılan radyo dalgalarının dönüş hızıyla hesaplanır. Cassini-Huygens uzay aracı radyo dalgalarının yavaşladığını keşfetti, bu da dönme periyodunun arttığını gösteriyor. Bilim insanları Satürn'ün dönüşünün gerçekten yavaşladığını düşünmediğinden, açıklama radyo dalgalarına neden olan manyetik alanda yatıyor olabilir.

Gezegensel halkalar

Satürn en çok teleskopla kolayca görülebilen gezegen halkalarıyla tanınır. Yedi adet halka vardır; A, B, C, D, E, F ve G halkaları. Bu halkalar keşfedildikleri sıraya göre adlandırılmış olup, gezegendeki sıralarından farklıdır. Gezegenden bakıldığında halkalar şöyledir: D, C, B, A, F, G ve E.

Bilim insanları halkaların bir uydunun parçalanmasından sonra geriye kalan materyal olduğuna inanıyor. Yeni bir görüşe göre bu çok büyük bir uydudur ve büyük bir kısmı gezegene çarpmıştır. Bu da halkaları ve Enceladus gibi buzdan oluştuğu düşünülen bazı uyduları oluşturmak için büyük miktarda buz bıraktı.

Tarih

Halkalar ilk olarak 1610 yılında Galileo Galilei tarafından teleskopu kullanılarak keşfedilmiştir. Galileo'ya halkalar gibi görünmedikleri için onlara "kulplar" adını verdi. Satürn'ün neredeyse birbirine değen üç ayrı gezegen olduğunu düşündü. 1612'de, halkalar Dünya ile karşı karşıya geldiğinde, halkalar kayboldu, sonra 1613'te tekrar ortaya çıktı ve Galileo'nun kafasını daha da karıştırdı. 1655 yılında Christiaan Huygens, Satürn'ün halkalarla çevrili olduğunu fark eden ilk kişi oldu. Galilei'ninkinden çok daha güçlü bir teleskop kullanarak, Satürn'ün "hiçbir yere değmeyen ince, düz bir halka ile çevrili olduğunu..." kaydetti. 1675 yılında Giovanni Domenico Cassini, gezegenin halkalarının aslında boşluklu daha küçük halkacıklardan oluştuğunu keşfetti. En büyük halka boşluğu daha sonra Cassini Bölümü olarak adlandırıldı. 1859'da James Clerk Maxwell, halkaların katı olamayacağını, ancak her biri kendi başına Satürn'ün yörüngesinde dönen küçük parçacıklardan oluştuğunu, aksi takdirde kararsız hale geleceğini veya parçalanacağını gösterdi. James Keeler 1895 yılında Maxwell'in teorisini kanıtlayan bir spektroskop kullanarak halkaları inceledi.

Fiziksel özellikler

Halkalar gezegenin ekvatorundan 6.630 km (4.120 mil) ile 120.700 km (75.000 mil) arasında değişmektedir. Maxwell'in kanıtladığı gibi, halkalar yukarıdan bakıldığında katı ve kırılmamış gibi görünse de, halkalar küçük kaya ve buz parçacıklarından oluşur. Sadece yaklaşık 10 m (33 ft) kalınlığındadırlar; silika kayası, demir oksit ve buz parçacıklarından oluşurlar. En küçük parçacıklar sadece toz zerrecikleri iken en büyükleri bir ev büyüklüğündedir. C ve D halkalarında da sudaki dalgalar gibi bir "dalga" var gibi görünmektedir. Bu büyük dalgalar 500 m (1,640 ft) yüksekliğindedir, ancak her gün yaklaşık 250 m (820 ft) yavaş hareket etmektedir. Bazı bilim insanları bu dalgaların Satürn'ün uydularından kaynaklandığına inanıyor. Bir başka görüş ise dalgaların 1983 ya da 1984 yılında Satürn'e çarpan bir kuyruklu yıldız tarafından oluşturulduğu yönünde.

Halkalardaki en büyük boşluklar, her ikisi de Dünya'dan görülebilen Cassini Bölümü ve Encke Bölümü'dür. Cassini Bölümü 4,800 km (2,983 mil) genişliğiyle en büyük olanıdır. Ancak Voyager uzay araçları 1980 yılında Satürn'ü ziyaret ettiğinde, halkaların binlerce ince boşluk ve halkacıklardan oluşan karmaşık bir yapı olduğunu keşfettiler. Bilim insanları bunun Satürn'ün bazı uydularının çekim gücünden kaynaklandığına inanmaktadır. Küçük ay Pan, Satürn'ün halkaları içinde yörüngede dönerek halkalar içinde bir boşluk yaratıyor. Diğer halkalar ise Prometheus ve Pandora gibi çoban uyduların çekim gücü nedeniyle yapılarını koruyor. Diğer boşluklar ise daha uzaktaki büyük bir uydunun çekim kuvveti nedeniyle oluşur. Mimas uydusu Cassini boşluğunu temizlemekten sorumludur.

Cassini uzay aracından gelen son veriler, halkaların gezegenin atmosferinden bağımsız olarak kendi atmosferlerine sahip olduğunu göstermiştir. Halkaların atmosferi oksijen gazından oluşuyor ve Güneş'in morötesi ışığı halkalardaki su buzunu parçaladığında ortaya çıkıyor. Ultraviyole ışık ve su molekülleri arasında kimyasal reaksiyon da meydana gelerek hidrojen gazı oluşturur. Halkaların etrafındaki oksijen ve hidrojen atmosferleri çok geniş aralıklıdır. Oksijen ve hidrojen gazının yanı sıra halkalar hidroksitten oluşan ince bir atmosfere sahiptir. Bu anyon Hubble Uzay Teleskobu tarafından keşfedilmiştir.

Konuşmacılar

Voyager uzay sondası, jant teli adı verilen ışın şeklindeki özellikleri keşfetti. Bunlar daha sonra Hubble teleskobu tarafından da görüldü. Cassini sondası 2005 yılında jant tellerini fotoğraflamıştır. Güneş ışığı altındayken karanlık, ışıksız tarafa bakıldığında ise aydınlık görünürler. İlk başta jant tellerinin mikroskobik toz parçacıklarından oluştuğu düşünülüyordu ancak yeni kanıtlar bunların buzdan yapıldığını gösteriyor. Gezegenin manyetosferiyle aynı anda dönerler, bu nedenle elektromanyetizma ile bir bağlantıları olduğuna inanılmaktadır. Ancak, jant tellerinin oluşmasına neyin sebep olduğu hala bilinmiyor. Mevsimsel gibi görünmektedirler, gündönümü sırasında kaybolmakta ve ekinoks sırasında tekrar ortaya çıkmaktadırlar.

Voyager 2 tarafından fotoğraflanan Satürn'ün halkalarındaki jant telleri

Aylar

Satürn'ün 53 adet isimlendirilmiş uydusu ve halen incelenmekte olan dokuz uydusu daha vardır. Uyduların çoğu çok küçüktür: 33'ünün çapı 10 km'den (6 mil), 13'ünün çapı ise 50 km'den (31 mil) azdır. Yedi uydu kendi kütle çekimlerinin neden olduğu neredeyse mükemmel bir küre olacak kadar büyüktür. Bu uydular Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus ve Mimas'tır. Titan, Merkür gezegeninden daha büyük olan en büyük uydudur ve Güneş Sistemi'nde kalın, yoğun bir atmosfere sahip olan tek uydudur. Hyperion ve Phoebe, çapları 200 km'den (124 mil) büyük olan bir sonraki en büyük uydulardır.

Aralık 2004 ve Ocak 2005'te Cassini-Huygens sondası adı verilen insan yapımı bir uydu Titan'ın çok sayıda yakın fotoğrafını çekti. Huygens sondası olarak bilinen bu uydunun bir parçası daha sonra Titan'a indi. Adını Hollandalı gökbilimci Christiaan Huygens'ten alan uydu, Güneş Sistemi'nin dışına inen ilk uzay aracıdır. Sonda, sıvıya inmesi ihtimaline karşı yüzecek şekilde tasarlanmıştı. Altıncı en büyük uydu olan Enceladus'un çapı yaklaşık 500 km'dir (311 mil). Volkanik aktivite gösteren az sayıdaki dış güneş sistemi nesnelerinden biridir. 2011 yılında bilim insanları Satürn ve Enceladus arasında bir elektrik bağlantısı keşfettiler. Bunun nedeni küçük uydudaki volkanlardan gelen iyonize parçacıkların Satürn'ün manyetik alanlarıyla etkileşime girmesidir. Benzer etkileşimler Dünya'da kuzey ışıklarına neden olmaktadır.

Keşif

Satürn ilk olarak Eylül 1979'da Pioneer 11 uzay aracı tarafından keşfedilmiştir. Gezegenin bulut tepelerinin 20,000 km (12,427 mil) yakınına kadar uçmuştur. Gezegenin ve uydularından birkaçının fotoğraflarını çekti, ancak çözünürlükleri düşüktü. F halkası adı verilen yeni, ince bir halka keşfetti. Ayrıca karanlık halka boşluklarının Güneş'e doğru bakıldığında parlak göründüğünü keşfetti, bu da boşlukların materyalden boş olmadığını gösteriyor. Uzay aracı Titan uydusunun sıcaklığını ölçtü.

Kasım 1980'de Voyager 1 Satürn'ü ziyaret etti ve gezegenin, halkaların ve uyduların daha yüksek çözünürlüklü fotoğraflarını çekti. Bu fotoğraflar uyduların yüzey özelliklerini gösterebildi. Voyager 1 Titan'a yaklaştı ve atmosferi hakkında birçok bilgi edindi. Ağustos 1981'de Voyager 2 gezegeni incelemeye devam etti. Uzay sondası tarafından çekilen fotoğraflar halkalarda ve atmosferde değişiklikler olduğunu gösterdi. Voyager uzay araçları Satürn'ün halkalarına yakın yörüngede dönen bir dizi uydu keşfetmenin yanı sıra yeni halka boşlukları da keşfetti.

1 Temmuz 2004'te Cassini-Huygens sondası Satürn'ün yörüngesine girdi. Bundan önce Phoebe'ye yakın uçarak yüzeyinin çok yüksek çözünürlüklü fotoğraflarını çekti ve veri topladı. Huygens sondası 25 Aralık 2004'te Cassini sondasından ayrılarak Titan'ın yüzeyine doğru ilerledi ve 14 Ocak 2005'te oraya indi. Kuru bir yüzeye iniş yaptı, ancak ay üzerinde büyük sıvı kütlelerinin bulunduğunu tespit etti. Cassini sondası Titan'dan ve diğer bazı buzlu uydulardan veri toplamaya devam etti. Enceladus uydusunun gayzerlerinden su püskürdüğüne dair kanıtlar buldu. Cassini ayrıca Temmuz 2006'da Titan'ın kuzey kutbu yakınlarında hidrokarbon gölleri olduğunu kanıtladı. Mart 2007'de kuzey kutbu yakınlarında Hazar Denizi büyüklüğünde büyük bir hidrokarbon gölü keşfetti.

Cassini 2005'in başlarından beri Satürn'de meydana gelen yıldırımları gözlemledi. Şimşeklerin gücü Dünya'daki şimşeklerden 1.000 kat daha güçlü olarak ölçülmüştür. Gökbilimciler Satürn'de gözlemlenen şimşeğin şimdiye kadar görülen en güçlü şimşek olduğuna inanıyor.

Satürn 2007 yılında Cassini uzay aracından görüldüğü şekliyle


Satürn yörüngesindeki Cassini'nin çizimi

İlgili sayfalar

• Gezegenlerin listesi