Поглеждайки към Сатурн през телескоп ние можем да се насладим на една магическа гледка. Освен красивия пръстен ще видим и самата планета. Тя представлява силно сплеснато кълбо на повърхността, на което се виждат паралелни пояси.
Тя е газов гигант и е втора по големина в Слънчевата система след Юпитер. Сатурн е известен най-вече с пръстените си съставени от лед и космически прах. Сатурн носи името на римския бог на посевите и на земеделието Сатурн, съответствие на бога Кронос в древногръцката митология . Символът на планетата е стилизирано изображение на сърп.
Сатурн притежава голяма система от планетни пръстени, съставени най-вече от лед примесен с малки частици космически прах. Открити са шестдесет естествени спътника около планетата. Титан, най-големият около Сатурн и втори в Слънчевата система (след Ганимед около Юпитер) е по-голям от планета Меркурий и единственият естествен спътник в Слънчевата система притежаващ значителна атмосфера.Планетата Сатурн се разпознава благодарение на характерните седем пръстена.Освен това има 18 дори и повече спътника.Един от тях е Титан, който е наи-големият,както и единственият в Слънчевата система със своята атмосфера.Подобна на тази на Земята.През януари 2005 год. космически модул достигна до повърхността на Титан,която има консинстенция на мокър пясък.
Сатурн е съставен от водород, хелий и следи от други елементи.Вътрешността на планетата е съставена от малко ядро от скали и лед, оградено от тънък слой метален водород, който е ограден от дебел външен слой газове. Скоростта на вятъра на Сатурн може да достигне до 1 800 km/h, много по-бързо от ветровете на Юпитер. Планетата има магнитно поле със средна сила между това на Земята и много по-силното магнитно поле около Юпитер.
Под атмосферата на Сатурн се предполага, че има океан от течен водород, като на 1/2 от радиуса на планетата преминава в метално състояние (т.е не е вече в молекулно състояние поради голямото налягане). В недрата на планета гигант е разположено ядро изградено от скали, желязо и лед.
За сфероидната форма на Сатурн са характерни силното „сплесване“ в областта на полюсите и „издуване“ в зоната на екватора. Разликата между неговия екваториален (120 536 km) и полярен (108 728 km) диаметър е почти 10%.Причина за това е бързото въртене и течното състояние на планетата. Сатурн е единствената планета в Слънчевата система, която е с по-малка плътност от водата — 0,69 g/cm3. Ядрото на планетата обаче е значително по-плътно от леката атмосфера. Сатурн е равен само на 95 земни маси, сравнено с Юпитер, който тежи 318 пъти по масата на Земята,но е само 20% по-голям от Сатурн.
Вътрешността на Сатурн е подобна на тази на Юпитер — скално ядро в центъра покрито със слоеве (отвътре навън) от метализиран водород и молекулярен водород. Има следи от водни и амонячни кристали[6], както и от метан, етан и др.Общата маса на тези елементи се изчислява на около 19 до 31 пъти по-голяма от тази на Земята, с най-голяма концентрация в ядрото.
Температурата във вътрешността достига до 12 000 K; планетата излъчва 2,6 пъти повече топлина, отколкото получава от Слънцето, което е признак за високата температура на ядрото. Смята се, че основният метод за получаване на тази топлина е по механизма на Келвин-Хелмхолц (бавно сгъстяване под действието на гравитацията). Част от топлината може би се получава във вътрешността при „утаяването“ на хелия в предимно водородната среда(хелият е по-тежък от водорода) и отделената енергия вследствие на триенето между атомите
Вътрешността на Сатурн е подобна на тази на Юпитер — скално ядро в центъра покрито със слоеве (отвътре навън) от метализиран водород и молекулярен водород. Има следи от водни и амонячни кристали, както и от метан, етан и др.Общата маса на тези елементи се изчислява на около 19 до 31 пъти по-голяма от тази на Земята, с най-голяма концентрация в ядрото.
Температурата във вътрешността достига до 12 000 K; планетата излъчва 2,6 пъти повече топлина, отколкото получава от Слънцето, което е признак за високата температура на ядрото. Смята се, че основният метод за получаване на тази топлина е по механизма на Келвин-Хелмхолц (бавно сгъстяване под действието на гравитацията). Част от топлината може би се получава във вътрешността при „утаяването“ на хелия в предимно водородната среда(хелият е по-тежък от водорода) и отделената енергия вследствие на триенето между атомите
Сатурн има магнитно поле с проста сферична форма на магнитен дипол. Силата му е 0,2 Гауса (20 µT) на екватора, което е около 1/20 от магнитното поле около Юпитер и малко по-слабо от това на Земята.В резултат магнитосферата му е много по-малка от Юпитеровата и се простира малко отвъд орбитата на Титан.Най-вероятно магнитното поле се създава от метализираният водороден слой (наречен метализирано водородно динамо), подобно на магнитното поле при Юпитер. Както при другите планети и магнитосферата на Сатурн може да отклонява частиците идващи от слънчевият вятър.Спътникът Титан обикаля във външната част на магнитосферата и тя взаимодейства с йонизирани частици от атмосферата на естествения спътник.
Средното разстояние между Сатурн и Слънцето е 1 400 000 000 km (9 AU).Със средна орбитална скорост 9,69 km/s, на Сатурн му трябват около 10 759 земни дни (или около 29½ години) за да направи една обиколка около Слънцето.
Заради ексцентрицитета от 0,056, разстоянието между Сатурн и Слънцето варира с около 155 000 000 km между перихелия и афелия.
Сатурн не се върти като твърдо тяло — определени са два периода на въртене в зависимост от географската ширина: Система I има период на въртене от 10 часа 14 минути и 00 секунди (844,3°/ден) и включва екваториалната зона от северната граница на южния екваториален пояс до южната граница на северния екваториален пояс. Всички други ширини са в Система II за която е определен период на въртене от 10 часа 39 минути и 24 секунди (810,76°/ден). Система III се базира на радионаблюдения на планетата и за нея е определен период на въртене от 10 часа 39 минути 22,4 секунди (810,8°/ден). Понеже периодът на Система III е много близък до този на Система II, то в повечето случаи астрономите използват Система II (виж също въртене на Юпитер).
Приближавайки се към Сатурн през 2004 г., апаратът Касини-Хюйгенс открива, че периодът на Система III се е увеличил до 10 часа 45 минути 45 секунди (при грешка ±36 секунди).Причината за тази промяна засега е неизвестна.
По последна информация базирана на многобройни измервания направени от сондите Касини, Вояджър и Пионер, е обявено през септември 2007 г., че денонощието на Сатурн е 10 часа 32 мин. и 35 сек.
Най-голямата забележителност на Сатурн вероятно са неговите пръстени — сами по себе си уникален обект в Слънчевата система.
Екваториалната част на Сатурн е обхваната от пръстен. Той е едно от най-красивите образувания в Слънчевата система. Бил забелязан още през 1610г. от Галилей, по време на свое телескопично наблюдение. Въпреки, че Галилей пръв е видял пръстена не е знаел какво представлява той. За него планетата се е виждала тройна в зрителната му тръба.
В писмото до своя благодетел, херцогът на Тоскана, Галилей пише:
„Сатурн не е сам, а е съставен от три части, които почти се докосват и не се движат или изменят една спрямо друга. Подредени са на една права, успоредна на зодиака, средната част е Сатурн, който е около три пъти по-голям от страничните части“.
През 1655 г. Кристиян Хюйгенс наблюдава и правилно описва пръстените, използвайки много по-мощен телескоп от този на Галилей. През 1675 г. Джовани Доменико Касини открива, че пръстените се състоят от множество тесни пръстени с пролуки между тях. Най-голямата пролука в пръстените носи неговото име — деление на Касини.
През 1859 г. Джеймс Кларк Максуел доказва, че пръстените не могат да бъдат твърди, защото биха се „счупили“. Той предполага, че пръстените са съставени от множество частици, които обикалят около планетата.През 1895 г. теорията му е потвърдена в обсерваторията Лик.
Вече знаем, че не е правилно да се говори за един пръстен, а за множество концентрични такива вложени един в друг. Те от своя страна са съставени от отделни късове лед (покрити с прах) с различни размери (от частици до няколко метра в диаметър), които се движат с огромна скорост (10 км/сек). През 1675г. италианският астроном Касини наблюдава процеп в пръстена, сега носещ неговото име. По-късно са открити ще четири – на Хюйгенс, на Енке, на Максуел и на Келер. Пръстените са общо седем на брой – D, C, B, A, F, G и Е, като F, G и Е са открити значително по-късно .
Пръстените на Сатурн могат да се наблюдават с обикновен любителски телескоп или с бинокъл с добро увеличение. Те се простират от 6 630 до 120 700 km над екватора на планетата и са съставени от силикатни скали, железен оксид и ледени частици с големина, варираща от песъчинки до малки автомобили.
Две основни теории обясняват произхода на пръстените. Според първата теория, предложена от Едуард Рош, те са останки от спътник, който се е приближил твърде близо до Сатурн и е бил разрушен от приливните сили на планетата.Според вариант на тази теория, спътникът е бил разрушен вследствие на сблъсък с друго небесно тяло — астероид или комета.
Според втората теория пръстените са останки от първичния материал в слънчевата мъглявина. Тази теория не е широко приета поради преобладаващото мнение сред учените, че пръстените на Сатурн не са стабилни в дългосрочен план и следователно са се образували сравнително скоро.
Най-големите пролуки в пръстените като делението на Касини и делението на Енке могат да бъдат наблюдавани от Земята. Апаратите Вояджър разкриват картина от хиляди тънки пролуки, тесни пръстени и спирални вълни за които се смята че са следствие от гравитационното въздействие на множеството спътници на Сатурн. Някои от пролуките биват „разчиствани“ от микроспътници като Пан, някои от които може би все още не са открити. Други са поддържани от гравитационните ефекти на Прометей и Пандора. Трети пък са вследствие на резонанса между орбиталния период на дадена пролука в пръстена с някой от естествените спътници на Сатурн (особено по-масивните). По този начин Мимас поддържа делението на Касини.
Осветената страна на пръстените изглежда различна от неосветената, която е тъмна и пръстен Б е почти черен. Наблюдение на неосветената част от пръстените (подобно на обратната страна на Луната) е възможно само от космически апарати и през 2004 г. апаратът Касини-Хюйгенс ги засне за първи път от 25 години.
Преди 1980 г. се смяташе, че структурата на пръстените на Сатурн е диктувана изцяло от гравитацията. По време на мисиите на апаратите Вояджър бяха наблюдавани тъмни радиални линии по пръстен Б, впоследстие наречени „спици“, чието продължително съществуване и въртене като едно цяло не може да се обясни от орбиталната механика.Предполага се, че те са последица от електромагнитни взаимодействия, тъй като се въртят в почти пълен синхрон с магнитосферата на Сатурн. Точният механизъм на тяхното образуване обаче все още е неизвестен.
Към февруари 2005 г. апаратът Касини-Хюйгенс все още не е открил спици в пръстените, въпреки че е оборудван с по-добри камери от тези на Вояджър. Възможно е те да изчезват и да се появяват в зависимост от сезоните на планетата. Някои учени смятат, че те няма да се появят отново преди 2007 г. Въпреки това екипът изследващ снимките от Касини продължава да следи за спици в пръстените и те се появяват отнова на изображенията изпратени от апарата на 5 септември 2005 г.
Мимас - е най-малкия сред тях (диаметър-390 км). Характерно е за него, че е покрит с множество дълбоки кратери, като диаметърът на най-големия ударен кратер достига до 130 км.
Диона - е открита от Касини през 1684 г. Малко по-голяма е по размер от Тедида (диаметър - 1 120 км). Интересен е факта, че разстоянието между Тетида и Сатурн е приблизително толкова, колкото е това между Луната и Земята (337 000 км.)
Тетида - е един от най-големите спътници на Сатурн (диаметър - 1 050 км). Има много светла повърхност, която е покрита с множество ударни кратери. От едната страна на спътника се намира огромна долини, наречена Итака, а от другата – кратер с диаметър 400 км – Одисей.
Хиперон - е интересен с това, че има неправилна форма (359 км Х 230 км).Той има по-слаба отражателна способност и е покрит с много кратери.
Рея - е един от най-големите спътници на Сатурн (диаметър - 1 530 км). По релеф много напомня Луната и Меркурий.
Феба – това е спътника с най-тъмна повърхност спрямо всички луни. Друго интересно за него е, че се върти обратно на останалите около Сатурн.
Япет - има много заинтригуваща повърхност. При него двете полукълба са с различно албедо ( 10 пъти едното полукълбо има повече отражателна способност от другото). Освен това, странен гребен минава през неговия екватор. Диаметърът на спътника е 1 460 км.
Титан - е открит е през 1655г. от Кристиан Хюйгенс. Той е най-големия спътник на Сатурн – тежи 20 пъти повече от всички останали спътници на планета взети заедно. Това е втория по-големина спътник в Слънчевата система: неговия диаметър е 5 150 км, повече отколкото на Меркурий. Радиуса на орбита му е 1 222 000 км, като една обиколка около Сатурн прави за около 16 земни дни.
Плътността на Титан е 1,88 г/см3. Средната температура на спътника е -179 ºС. Вътрешния му строеж е подобен на този на юпитеровите спътници Ганимед и Калисто, т.е. има каменно ядро и ледена мантия. Уникалното у Титан е това, че той притежава плътна атмосфера (атмосферно налягане 160 кРа) състояща се предимно от азот, метан, други въглеводороди и органични съединения. Това е единствения спътник в Слънчевата система, чиято повърхност е недостъпна за наблюдение с обикновените оптични средства. Цветът на Титан е червеникаво-кафяв.
Според данните събрани от Хюйгенс, на Титан се наблюдават периодични валежи от течен метан и други органични съединения, които се стичат по повърхността образувайки реки и езера.
Сатурн има голям брой естествени спътници (60 известни до момента, изключвайки огромния брой тела съставящи пръстените), 52 от които са именовани. Някои от спътницицте са много малки: 34 са по-малки от 10 km в диаметър, а други 13 по-малки от 50 km в диаметър.Освен това има 3 небесни тела, за които се предполага, че може да са спътници, но може и да са просто големи образувания от прах в пръстените на планетата.
Най-големия спътник е Титан — единственият спътник в Слънчевата система, за който със сигурност се знае че има гъста атмосфера. В сравнение с останалите спътници на Сатурн, Титан е огромен. След Слънцето, осемте планети и Юпитеровия спътник Ганимед, Титан е най-масивният обект в Слънчевата система. Титан съдържа около 90% от масата на материята около Сатурн и пръстените му.
Вторият по-големина спътник на планетата е Рея, за която се предполага, че има разредена система от пръстени.
Пионер 11
Първата Сонда посетила планетата е Пионер 11. През септември 1979 г, тя прелита на височина 20 000 km над горният слой облаци. Апаратът успява да направи снимки с ниска резолюция на планетата, спътниците и пръстените ѝ. Сондата успява да измери температурата на спътника Титан.
Вояджър
През ноември 1980 г. Вояджър 1 прелита над планетата. Сондата заснема първите снимки с висока резолюция на Сатурн и спътниците му. За пръв път са наблюдавани особености от повърхността на по-големите сатурнови спътници. Апаратът прелита близо до Титан и успява да проучи атмосферата му. Вояджър 1 обаче, дoказва, че тя е непроницаема за вълните във видимия спектър и неуспява да заснеме някакви характерни особености. Прелитането променя треакторията на апратът към излизане от Слънчевата система.
Почти година по-късно Вояджър 2 продължава изучаването на системата на Сатурн. Направени са нови открития за неговите пръстени и са открити няколко нови спътника. Вояджър 2 използва гравитацията на Сатурн за да нагоди траекторията си към Уран.
Сатурн е най-отделечената от петте планети, които са лесно видими с невъоръжено око, другите четири са Меркурий, Венера, Марс и Юпитер (Уран и 4 Веста са видими само при много тъмно небе), и е последната планета, която ранните астрономи откриват преди Уран през 1781 г.
Сатурн и неговите пръстени са най-подходящи за наблюдение по време на опозиция (при елонгация от 180°).
Снимки на Сатурн
Планетите в Слънчевата система
