Satürn

SATÜRN

Satürn, sistemin 6 gezegenidir ve Jupiter'den sonra, 119,000 km ekvatoryal çevresiyle en büyük 2 gezegendir
R oma mitolojisinde Satürn tarım tanrısıdır, Satürn'ün Yunan mitolojisindeki karşılığı Cronus, Uranüs ve Gaia'nın oğlu ve Zeus'un babasıdır
S atürn Tarih öncesi çağlardan beri bilinmektedir Teleskopla ilk kez 1610'da Galileo gözlemiş, halkaları nedeniyle garip olan görüntüsünü not etmiş, ancak kafası birhayli karışmıştır

Birkaç yılda bir dünyanın yörüngesi, Satürn'ün halkalarının bulunduğu düzlemden geçer, bu da Satürn'ün dünyadan görüntüsünü dramatik ölçüde etkiler 1695'da Chistian Huygens'in, halkaların geometrisini açıklamasına kadar bu görünüm değişikliklerinin nedeni açıklanamamıştır 1977' de Uranüs'ün, kısa bir süre sonra da Jupiter ve Neptün'ün halkaları keşfedilene kadar, halkaların sadece Satürn'e özel olduğu sanılmaktaydı Satürn'ü ilk kez 1979'da Pioneer11 ziyaret etmiş, bunu Voyager1 ve Voyager2 takibetmiştir Cassini uzay aracı halen yoldadır ve Satürn'e 2004'de varacaktır

Satürn yoğunluğu en az olan gezegendir (069 gm/cm3 ile sudan az) Kutupları belirgin şekilde basık olup oblik bir görünüm sunar Bunun nedeni, kendi çevresindeki dönüşünün çok hızlı olması ve bir gaz gezegeni olmasından kaynaklanır Diğer gaz gezegenleri de (Satürn kadar olmasa da) oblikdirler

Jupiter gibi Satürn de %75 hidrojen, %25 helyum ve eser oranlarda su, metan, amonyak ve kayadan oluşmuştur Satürn'ün iç yapısı da aynen Jupitere benzer (kaya bir nüve üzerinde sıvı metalik hidrojen katmanı ve sıvıdan gaza doğru değişen moleküler hidrojen katmanı Çekirdekte sıcaklık 12,000 Kelvin kadardır ve Satürn de güneşten aldığından daha fazla enerjiyi çevreye yayar Bu enerji Jupiter'de olduğu gibi Kelvin-Helmholtz mekanizmasıyla oluşur Ancak bu mekanizma Satürn'ün parlaklığını açıklamak için yeterli değildir Başka ek mekanizmalar belki de Satürn'ün derinliklerinde helyumun dışa doğru yağması buna neden olmaktadır


Jupiter'de çok belirgin olan bantlar, Satürn'de de vardır ancak daha silik ve ekvatoryal bölgede daha kalındırlar Bulut hareketleri ve üst atmosferin detaylarını dünyadan gözlemek mümkün olamamıştır, bu nedenle Voyager'ın ziyaretine kadar Satürn'ün atmosferik sirkülasyonu hakkında bilgi edinilememiştir Jupiter'deki kırmızı noktaya benzer oluşumlar , Satürn'de de saptanmıştır Hubble Uzay teleskopu 1990'da, Vovager'ın ziyareti sırasında mevcut olmayan, ekvator bölgesindeöok büyük bir beyaz bulut oluşumu saptamıştır1994'de de daha küçük çapta bir fırtına görülmüştür

Satürn'ün en belirgin özelliği halkalarıdır Parlak halkalardan ikisi A ve B, ve daha soluk halkalardan C dünyadan gözlemlenebilir A ve B halkaları arasındaki boşluk Cassini bölgesi, A halkasının dışındaki belirsiz boşluk ise Encke bölgesi olarak isimlendirilir Voyagerin gönderdiği resimlerde Bu halkalara ek 4 halka daha saptanmıştır Halkalar dünyadan tek parça halinde görünseler de, bağımsız yörüngelere sahip sayısız küçük cisimden (kayalar ve buz kütleleri) oluşmuşlardır Cisimlerin boyutu genelde santimetreden birkaç metreye kadar değişir, ancak daha nadir olsa da kilometre boyutunda cisimler de söz konusudur

Satürn halkaları olağanüstü incedirler, çapları 250,000 km'ye varırken kalınlıkları ancak 1 km kadardır
İlk kez amatör astronomlar tarafından bildirilen, halkalardaki radyal çizgiler (inhomojeniteler), Vovager uzay aracı tarafından da tespit edilmiştir Satürn'ün manyetik alanının halkalar üzerindeki etkisi olarak değerlendirilmektedir

Satürn'ün en dış halkası olan F halkasının yapısı birhayli karmaşıktır Birden fazla halkanın yeryer biribiriyle düğüm yaptığı, bazı yerlerde birbirine sarılarak bir sarmal oluşturduğu Voyager1 aracı tarafından izlenmiştir (solda) Ancak bu durum Voyager2 aracının gönderdiği resimlerde saptanamamıştır Voyager2'nin izlediği F halkası bölümlerinde halkalar birbirine paraleldir Voyager2'nin gönderdiği sağdaki resim özel bilgisayar teknikleriyle suni olarak renklendirilmiştir Renk farkları, halkaların bir bölümünden diğerine kimyasal kompozisyon farklılıklarını göstermektedirC halkasının ve Cassini bölgesinin önceden bilinen mavi rengine ek olarak, B halkasının iç ve dış bölgeleri farklı renklerde görülmekte, Bu iki bölge arasında radyal çizgiler gözlenebilmekte ve A halkası
bambaşka bir renkte görülmektedir

Satürn'ün aylarıyla halkaları arasında komplex gel-git rezonansları vardır Çobanlık yapan uydular da denen (shepherding sattelites) Atlas, Promete ve Pandora, halkaların yerlerini muhafaza edebilmeleri için son derece önemlidirUydulardan Mimas, Cassini bölgesinin boş kalmasından sorumludur Diğer uyduların da halkalar üzerinde önemli etkileri vardır Halkalar ve uydular sistemi çok karmaşık olup henüz tam anlamıyla anlaşılamamıştır
Satürn ve diğer Jovian gezegenlerin halkalarının orijini bilinmemektedir Başlangıçtan beri var olabilecekleri gibi, uyduların parçalanmasıyla da oluşmuş olabilirler

Diğer Jovian gezegenler gibi Satürn'ün de belirgin bir manyetik alanı vardır Soldaki resim Hubble Uzay Teleskop'u tarafından elde edilmiş Ultraviole Satürn fotografıdır Kuzey kutbunda manyetik alan sonucu oluşmus Aurora perdesi görülmektedirBulutlardan 2000 km yükseğe kadar ulaşan bu aurora Hubble'ın gözlediği iki saat boyunca hem büyüklük hem de parlaklık değişiklikleri göstermiştir Satürn gazları uzak-ultraviole dalgalarında ışıdıklarından, bu dalga boyları da dünya atmosferince absorbe edildiğinden Satürn Aurora'sı sadece uzaydan gözlenebilmektedir

Voyager1 Satürn'le buluşup, onu terk ettikten sonra 5,000,000 km kadar uzaktan bu fotografı çekmiştir Bu dünyadan hiçbir zaman göremiyeceğimiz bir Satürn'dür Satürn'e göre her zaman güneşe çok daha yakın olduğumuzdan Satürn'ün sadece aydınlık yüzünü görebilmekteyiz Satürn'ün karanlık yüzü ve özellikle halkalar üzerindeki gölgesi pek hoş değil mi?

Gece gökyüzünde Satürn çıplak gözle kolayca görülür Küçük bir teleskopla halkalarını da görmek mümkündür
Satürn'ün 18 tane isimlendirilmiş ve yakın zamanda bulunmuş ve henüz resmen isimlendirilmemiş 12 uydusu, toplam 30 uydusu vardır


Satürn Sayısal Değerler Kütle (kg) 5688e+26 Kütle (Dünya = 1) 95181e+01 Ekvatoryal yarıçap (km) 60,268 Ekvatoryal yarıçap (Dünya = 1) 94494e+00 Ort Yoğunluk (gm/cm^3) 069 Ort Güneşden uzaklık (km) 1,429,400,000 Ort Güneşden uzaklık (Dünya = 1) 95388 Rotasyon süresi (saat) 10233 Orbital periyod (yıl) 29458 Ort Orbital hız (km/sn) 967 Orbital eksantriklik 00560 Eksen eğimi (derece) 2533 Orbital eğim (derece) 2488 Ekvatoryal yer çekimi (m/sn^2) 905 Ekvatoryal kaçış hızı (km/sn) 3549 Görünür geometrik beyazlık 047 Magnitude (Vo) 067 Ort bulut ısısı -125°C Atmosferik basınç (bar) 14 Atmosferik bileşimi Hidrojen Helyum
97%
3%

Güneş çevresinde dolanan dokuz büyük gezegenden Güneş'e uzaklık bakımından altıncı sırada yer alanıdır Sekendiz olarak da adlandırılan bu gezegenin adı, Eski Romalılar'ca tarım tanrısı ve eski tanrıların ilk yöneticisi olarak kabul edilen Saturnus' tan gelir Satürn eski astronomi bilginlerince keşfedilen beşinci yıldız olmuş ve Güneş sisteminin en dış gezegeni olarak kabul edilmiştir





Satürn, Dünya'dan çıplak gözle bakıldığında sarımtırak renkli ve yıldızların çoğundan daha parlak bir gökcismi olarak gözükür Orta çapta bir teleskopla bakıldığında ise, son derece ilginç halka sistemi seçilebilir Bu halkaları ilk gözlemleyen 1610'da Galileo Galilei oldu, ama bunun gerçek bir halka sistemi olarak kabul edilmesi ancak 1650'lerde Hollandalı astronom Christiaan Huygens'in yaptığı incelemelerden sonra gerçekleşti O zamandan günümüze Satürn'ün halkaları gözlemcileri büyülemektedir
1970'lere kadar, halkaları olan tek gezegenin Satürn olduğu sanılırdı; ama son zamanlarda uzay araçlarıyla yapılan araştırmalar, bu gezegeninki kadar görkemli olmamakla birlikte, Jüpiter ve Uranüs'ün de böylesi halkaları olduğunu ortaya çıkarmıştır Bu halkalar yandan bakıldığında çok zor fark edilir

Satürn, Güneş sisteminde Jüpiter'den sonra en büyük gezegendir Kütlesi Dünya'nınki nin 95 katı kadardır; hacmi ise Dünya'nın hacminin 750 katından daha büyüktür Satürn'ün kutupları belirgin bir biçimde basıktır Bu nedenle de ekvatorunda ölçülen çapı, kutuplarında ölçülen çapından yaklaşık yüzde 12 daha uzundur Dünya'nınkinin neredeyse 9 Vı katı kadar olan ekvator çapı 120660 kilometredir Güneş'e 1472 milyon km uzakta olan Satürn'ün Güneş çevresindeki dolanım süresi yaklaşık 29 yıldır
Satürn'ün yapısı Jüpiter'inkine çok benzer Uzmanlar, bu gezegenin çeşitli kayaç türleri ile demirden oluşan bir çekirdeğinin bulunduğunu ve bu çekirdeğin ince bir sıvı hidrojen katmanıyla çevrili olduğunu sanmaktadırlar Ayrıca, bu yapıyı çevreleyen ve temel olarak hidrojen ve helyumdan oluşan binlerce kilometre kalınlığında yoğun bir atmosfer bulunmaktadır Dünya'dan bakıldığında Satürn'ün yüzeyi olarak görülen, bu derin atmosferin bulut kuşakları ve burgaçlarla belirginleşen en dıştaki yüzeyidir Jüpiter gibi Satürn'ün magnetik alanı ve ışınım kuşakları vardı ; ayrıca gezegenin yaydığı enerji, Güneş'ten aldığı enerjiden daha çoktur

SATÜRN'E İLİŞKİN BİLGİLER

GÜNEŞTEN ORTALAMA UZAKLIK: 1472 milyon km

YIL UZUNLUĞU: 29,46 Dünya yılı

GÜN UZUNLUĞU: 10 saat 39,4 dakika

EKVATORUNDA ÇAPI: 120660 km

KUTUPLARINDA ÇAPI: 108000 km

KÜTLE: 95,26 (Dünya=1)

ÖZGÜL AĞIRLIK: 0,7 (su = 1; Satürn suyun üstünde yüzebilir) DIŞ ATMOSFERİNDE ORTALAMA SICAKLIK: -180°C UYDU SAYISI: En az 21

Satürn'ün Halkaları




Satürn'ün ekvator düzleminde, gezegeni kuşatan yedi ayrı yassı halka vardır Halkalar çok küçük taneciklerden küçük gezegen iriliğine kadar değişen boyutlardaki toz ve buz parçalarından oluşur (bak KÜÇÜK Gezegen) Satürn'ün çevresinde dolanan bu "uy ducuklar"ın sayısı buz ve toz taneciklerinden daha azdır ve bunların kütleçekimi etkisiyle daha küçük parçacıklar bir arada tutulur, halkalar dağılmaz Bu nedenledir ki, bu uyducuklara genellikle "çoban" denir

Bazı bilginler halkaların Satürn ile birlikte aynı buluttan, bu bulutun yoğunlaşması sıra
sında oluştuklarını, ama bunların gezegene çok yakın olmaları nedeniyle tam bir uydu haline gelemediklerini düşünmektedir Bazı astronomlar ise bu halkaların oluşan bir uydunun Satürn'ün çekimiyle sürüklenerek parçalanması sonucunda ortaya çıkan kalıntıları olduğunu sanmaktadır

Satürn'ün Uyduları




Satürn'ün çevresinde dolanan en az 21 uydusu vardır En küçüğünün çapı 80 km kadardır En büyükleri olan Titan'ın çapı ise yaklaşık 5100 kilometredir Titan, Merkür gezegeninden daha büyüktür ve Güneş sisteminde atmosferi olan tek uydudur Atmosferi temel olarak azottan, bir miktar da metan ve siyanürden oluşur Titan'ın yüzeyinin tümüyle ya da bir bölümüyle sıvı metan deniziy le kaplı olduğu sanılmaktadır Titan'ın Satürn'ün merkezinden ortalama uzaklığı 1200000 kilometredir ve gezegenin çevresindeki dolanma süresi 16 gündür Satürn'ün bütün öbür uydularının gövdeleri buzlarla kaplıdır ve bunların çoğu meteoritlerin (göktaşlarının) çarpmasıyla açılmış kraterlerin izleriyle doludur En dışta kalan uydu olan Phoebe, öbürlerine göre ters yönde dolanır

Phoebe'nin Satürn'ün çekim alanına yakalanan bir küçük gezegen olduğu sanılmaktadır (Ayrıca bak Uydu)

Gezegenler - Satürn

Satürn Güneş sisteminin güneşten uzaklık sırasına göre 6 gezegenidir Türkçesi Sekendizdir Büyüklük açısından Jüpiter'den sonra ikinci sırada gelir Adını Roma tarım tanrısı Saturnus'tan alır Arapça kökenli Zühal adı Türkçe'de giderek daha az kullanılmaktadır Sekendiz olarak da bilinir Çıplak gözle izlenebilen 5 gezegenden biri (diğerleri, Merkür, Venüs, Mars, ve Jüpiter) olarak eski çağlardan beri insanoğlunun dikkatini çekmiştir Büyük ölçüde hidrojen ve helyumdan oluşmakta ve gaz devleri sınıfına girmektedir


Fiziksel özellikler

Satürn, tüm gezegenler arasında yoğunluğu en düşük olanıdır Su yoğunluğu ile karşılaştırıldığında 069 olan bu değer, Yerküre'nin yoğunluğunun % 12'si kadardır Düşük yoğunluk, gezegenin akışkan yapısı ve kendi çevresindeki dönüş hızının yüksekliği ile birleşerek, Satürn'e ekvatorda geniş, kutuplarda basık elipsoid görüntüsünü vermektedir Beyazlık derecesi (albedo) 047 olan gezegen, böylece yüzeyine düşen güneş ışığının yarıya yakınını görünür tayfta yansıtmaktadır Ancak kızılötesi alandaki ışınım ölçüldüğünde, Satürn'ün Güneş'ten aldığı enerjinin 3 kat fazlasını dışarı yaydığı görülür Bu nedenle gezegen, Güneş'e olan uzaklığına göre hesaplanan 71K' den (-202°C) çok daha yüksek bir etkin sıcaklığa sahiptir ve 95K (-178°C) sıcaklığında bir kara cisim gibi ışır Satürn'ün kendi içinde yarattığı bu enerji fazlası, gezegenin yerçekiminin etkisi ile yavaşca kendisi üzerine çökerek küçülmesi sırasında dönüştürülen potansiyel enerji ile açıklanmaktadır Kelvin-Helmholtz mekanizması olarak adlandırılan ve daha sınırlı ölçüde Jüpiter'de de gözlenen bu olgu Satürn'ün yarattığı ısıl enerji fazlasını tek başına açıklamaya yeterli değildir Ek bir mekanizma olarak, gezegenin yüzeye yakın katmanlarında hidrojen ile karışım halinde bulunan helyumun ağırlığı nedeniyle merkeze doğru süzülerek göç etmesi sırasında potansiyel enerjisinin bir kısmını açığa çıkarması önerilmektedir

İç yapı

Gaz devleri, içerdikleri elementlerin oranlarına göre iki alt gruba ayrılırlar UranüsNeptün 'buz' ve 'kaya' oranı daha yüksek Uranian gezegenler grubundadır Satürn ise Jüpiter ile birlikte, adını yine Jüpiter'den alan Jovian gezegenler grubu içindedir Jovian gezegenlerin kabaca Güneş'i ve benzer yıldızları oluşturan maddeleri bu yıldızlardakine yakın oranlarda içerdiği düşünülür 20 yüzyıl başlarından itibaren, gezegenlerin çap, kütle, yoğunluk, kendi etrafında dönme hızları, uydularının davranışları gibi verilerden yola çıkılarak iç yapıları hakkında ortaya atılan görüşler, daha sonra tayfölçümsel çalışmalarla ve son otuz yıl içinde gerçekleştirilen birçok uzay aracı araştırması ile zenginleştirilmiş ve günümüzde oldukça tatminkar modeller geliştirilmiştir ve
Bu bilgiler çerçevesinde, Güneş sisteminin ilksel bileşenlerine paralel biçimde Satürn'ün kütlesinin büyük kısmını hidrojen ve helyumun oluşturduğu varsayılır Hidrojen/Helyum kütle oranı 75/25 civarındadır Daha ağır elementlerin Güneş Bulutsusu içindeki toplam payı %1 iken, hafif bir zenginleşme ile Satürn'de %3-5 arasında olabileceği hesaplanmaktadır Bu yapı taşları özgül ağırlıklarına göre tabakalanmış durumdadır:

• Satürn'ün merkezinde demir ve ağır metallerle birlikte bunları çevreleyen daha hafif elementlerin oluşturduğu bir 'buz' ve 'kaya' tabakasından oluşan bir çekirdek bulunur Gezegenin ileri derecedeki basıklığının nedeni olarak büyük ve yoğun bir çekirdek varlığı gösterilmektedir Bazı hesaplamalar, gözlenen basıklık oranını sağlayabilmek için çekirdeğin gezegen kütlesinin dörtte biri kadar büyük bir kısmını oluşturması gerektiği sonucuna ulaşmaktadır Bu, 25 Yer kütlesine sahip ve yarıçapı 10000 kilometreyi aşan bir kaya, buz ve metal kütlesi anlamına gelir ve Satürn'ün ağır elementler açısından tahmin edilenden daha da zengin olabileceğini gösterir Satürn‘ün merkezinde sıcaklığın 12000K, basıncın 10 megabar (10 milyon atmosfer) üzerinde olduğu tahmin edilir
• Çekirdeği çevreleyen alanda metalik hidrojenden oluşmuş manto tabakası yer alır Hidrojen 3 ila 4 Mbar'dan daha yüksek basınçlarda devreye giren van der Waals kuvvetlerinin etkisi ile moleküler yapısını kaybederek metalik özellikler kazanır, ısıl ve elektriksel iletkenliği çok artar Jüpiter'de olduğu kadar büyük olmayan bu katmanın, yaklaşık 20000 kmlik bir kalınlıkla çekirdekten gezegen yarıçapının yarısı kadar bir uzaklığa yayıldığı sanılır
• En dışta, gezegenin hacminin %90'ını oluşturan en az 30000 km kalınlığında moleküler hidrojen(H2) tabakası bulunur Gezegenin yüzeyine yaklaşıldıkça basınç, ısı ve yoğunluk düşer, hidrojen sıvıdan gaza dönüşür ve giderek atmosfer olarak adlandırılabilecek ortama geçilir

Bu şemada helyumun konumu çok iyi aydınlatılabilmiş değildir Satürn atmosfer ve dış tabakalarında helyum oranının beklenenden çok daha az olduğu gözlenmiştir Buna, Jüpiter'e oranla daha soğuk olan gezegende, helyumun en dıştan başlayarak yoğunlaşıp bir süperakışkan şeklinde gezegenin içine doğru yağdığı ve gezegen yüzeyindeki oranının gittikçe düştüğü şeklinde bir açıklama getirilmiştir Bu olasılığın geçerli olması durumunda helyumun sıvı hidrojen tabakaları içinden geçerek manto ve çekirdek arasında ayrı bir katman oluşturması beklenir Bugün, metalik hidrojen katmanının da sıvı nitelikte olduğu görüşü yaygın olarak kabul edilmektedir Katı fazdaki bir manto tabakasının Satürn'ün ürettiği büyük ısıyı dışarı iletemeyeceği ve bu aktarım için madde akımına (konveksiyon) olanak sağlayan sıvı bir ortamın gerekli olduğu düşünülmektedir Konveksiyon akımlarının katmanlar arasında ne ölçüde madde alışverişine izin verdiği bilinmemektedir Güçlü yerçekiminin ve akışkan yapının sonuçta ağır elementleri sürekli olarak merkeze doğru çökmeye zorlayacağı tahmin edilmekle birlikte, buz ve kaya oluşturan bileşiklerin tümünün çekirdeğe hapsolmuş durumda olmayabileceği, bir kısmının metalik ve moleküler hidrojen katmanlarında eriyik halinde ya da askıda bulunabileceği varsayılabilir

Atmosfer

Gaz Oran Hidrojen
H2 <094 Helyum
He <006 Metan
CH4 0002 Su
H2O 0001 Amonyak
NH3 00001 Etan
C2H6 5x10-6 Hidrojen sülfid
H2S 1x10-6 Hidrojen fosfür
PH3 1x10-6 Asetilen
C2H2 1x10-7 Satürn kalın ve karmaşık bir atmosfer tabakası ile çevrilidir Atmosferin temel bileşeni, bir gaz deviGüneş Bulutsusu’nun içeriğine benzer olarak, hidrojen gazıdır Ancak, Jüpiter'in atmosferinden farklı olarak, helyum oranının beklenenden düşük olduğu gözlenirBu olgunun, helyumun kütleçekimi etkisi ile gezegenin daha derinlerine doğru çökmesi ile ilişkili olabileceği düşünülür Satürn atmosferi %94 hidrojen ve %6 helyumdan oluşmaktadır Bunları %0,2 oranla metan (CH4), %0,1 oranla su buharı (H2O), ve %0,01 oranla amonyak3) izler Azot, hidrojen, karbon, oksijen, kükürt, fosfor ve diğer elementleri içeren çeşitli bileşiklere milyonda bir düzeyini geçmeyen oranlarda rastlanır gezegenden bekleneceği gibi, (NH
Aslında gaz devlerinin belirli bir yüzeyi olduğu söylenemez, gezegenden atmosfer olarak adlandırılabilecek en dış gaz tabakasına doğru kesintisiz, yumuşak bir geçiş sözkonusudur Bu tür gezegenlerin çapları hesaplanırken 1 bar (yaklaşık 1 atmosfer) sınırının dışında kalan kısım dikkate alınmaz, basıncın 1 barı aştığı noktadan itibaren tüm hacim gezegenin sınırları içinde kabul edilir Ancak çoğu zaman, atmosfer olarak adlandırılan alan, hidrojen gazı yoğunluğunun sıvı hidrojen yoğunluğu düzeyine çıktığı 10000 bar basınç sınırına yani gezegenin binlerce kilometre içine dek genişletilir

Satürn’ün daha zayıf çekim gücü nedeniyle, atmosferi gezegenin merkezinden uzaklık bakımından daha geniş bir alana yayılmıştır; derinlikle ısı ve basınç artışı Jüpiter’e oranla daha sınırlıdır Bu nedenle, atmosferin alt sınırı olarak kabul edilebilecek fizik koşullara çok daha derinlerde ulaşılır Aynı şekilde, atmosferin çeşitli yükseltilerinde görülen değişik bileşiklerin yoğunlaşmasından oluşmuş bulutlar Jüpiter’e oranla birbirinden daha aralıklı yer alırlar En yüksek bulutlar, tropopoz düzeyinin yaklaşık 100 km altında amonyak, 200 km altında amonyum hidrosülfid ve 300 km altında su buzundan oluşmuş bulutlardır

Bulutlar ve atmosfer akımları

Jüpiter’dekine benzer ekvatora paralel bulut kuşakları Satürn atmosferinde de gözlenir, ancak kuşaklar arasındaki renk ve kontrast farkı aynı derecede çarpıcı değildir Bu silik görünümün nedeni bulut katmanlarının daha geniş bir yükselti aralığına dağılmış ve kalın bir atmosfer kütlesi ile örtülmüş olmalarıdır Birbirine komşu kuşaklarda bulutların zıt yönde ve büyük bir hızla ilerledikleri görülür Kuşakların dağılım ve hareketleri kuzey ve güney yarımkürelerde Jüpiter’e oranla daha simetriktir

Batıdan doğuya doğru 1800 km/saat hızında kesintisiz bir akımın gözlendiği ekvator kuşağı, kuzey ve güney yönünde 35 enlem derecelerine kadar uzanarak gezegenin en büyük meteorolojik yapısını oluşturur
Yeryüzünden yapılan gözlemlerde bazıları devasa boyutlara ulaşan 'beyaz leke'ler gözlenmiştir Bu oluşumların, günler, bazen haftalar süren fırtına alanları olduğu düşünülür Cassini uzay sondası kısa süre içinde birçok yeni fırtına alanı saptamıştır
2005 yılında Keck Gözlemevi’nden elde edilen yeni bir bulgu, Satürn’ün güney kutbundaki 'sıcak burgaç'tır 87 enlem derecesinden başlayan birkaç derecelik ani sıcaklık artışı, Güneş Sistemi’nde başka örneği bulunmayan ve açıklama bekleyen bir olgudur

Satürn'ün kendi ekseni etrafında dönüşü

Katı bir yüzeye sahip olmayan Satürn'ün dönüş özelliklerinin, atmosfer yapılarının gözlenen hareketlerine göre belirlenmesine çalışılmıştır Ekvator bölgesi ile kutupların farklı devirlerle dönmesi, 'Sistem I' ve 'Sistem II' olmak üzere iki ayrı dönme süresi tanımlanmasına yol açmıştır Ekvator bölgelerinin dönüşü 10 saat 14 dakika 00 saniyede tamamlanır ve Sistem I olarak adlandırılır Kutup bölgelerinde dönüş süresi 10 saat 39 dakika 24 saniyedir ve Sistem II adını alır Satürn'den yayılan mikrodalga ve radyo dalgaboyundaki ışınımların ise 10 saat 39 dakika 22,4 saniyelik bir dalgalanma göstermelerine dayanarak, gezegenin manyetik alanını belirleyen metalik hidrojen kütlesinin bu hızla dönmekte olduğu sonucu çıkarılmıştır 'Sistem III' adı verilen bu periyod Satürn'ün gerçek dönüş hızı olarak kabul edilir, ve bu değerin kutuplardaki dönüş hızı ile hemen hemen aynı olduğu, ekvatorda ölçülen farklı hızın bu bölgelerdeki bulutların 1800 km/saat hıza ulaşan rüzgarlar nedeniyle doğuya doğru hareket etmelerinden kaynaklandığı dikkati çeker

Voyager 1 ve Voyager 2 uzay sondalarının 1980 ve 1981 yıllarındaki geçişleri sırasında yaptıkları duyarlı ölçümlere dayanan bu değer, 1997 yılında Paris Gözlemevi gökbilimcileri tarafından 6 dakika daha uzun olarak ölçüldü Cassini uzay aracının 2004 yılında Satürn'e yaklaşmakta iken yaptığı ölçümlerde belirlediği 10 saat 45 dakika 45 saniye uzunluğundaki radyo dönüş periyodu de bu son bulguyla uyumlu idi Gezegenin dönüş hızında kısa sürede bu denli önemli değişikliklerin olanak dışı olduğu bilinmekte, öte yandan Voyager ve Cassini sondalarının güvenilirliği tartışılmamaktadır Radyo kaynağının dönüş hızındaki bu sapmaların aydınlatılması, gezegenin iç yapısı hakkında değerli bilgiler sağlayabilecektir

Halkalar

Satürn'ün ilk bakışta dikkati çeken belirleyici özelliği halka sistemidir Satürn‘ün halkaları, gökyüzünün basit teleskoplarla izlenmeye başlandığı 17 yüzyıldan bu yana Satürn'ü diğer gezegenlerden ayırdeden eşsiz bir yapı olarak bilinegelmiştir 1970'lerden sonra diğer gaz devlerinin de halkaları bulunduğu keşfedilmiştir

Halkalar, ekvator düzleminde gezegenin merkezinden uzaklıkta 67000 km ile 480000 km arasında kalan alanı kaplamaktadır Satürn'ün yarıçapı RS=60250 km olarak alınırsa halkaların iç sınırının gezegenin yüzeyine 6700 km uzaklıkta bulunduğu görülür Dış sınırı ise Satürn için yaklaşık 2,5 RS yani 150000 km olan Roche limitinin çok ötesindedir Halkaların kalınlığı ise sadece 100 metre kadardır Satürn halkaları çoğunluğunun çapı 1 cm ile 10 m arasında değiştiği düşünülen büyük sayıda buz parçacıklarından oluşmuştur Halkaların yoğunluğunun gezegen merkezinden uzaklığa göre büyük değişimler gösterdiği, bazı alanlarda boşluklar bulunduğu bilinmektedir Bunların Satürn uydularınınçoban uydular olarak adlandırılan küçük uyduların halkaların bilinen yapısının korunmasındaki rolleri aydınlatılmıştır Ancak son 25 yılda uzay aracı araştırmalarından elde edilen büyük miktardaki yeni bilgi, Satürn halkalarının bugün için de tam olarak açıklanamamış birçok özelliğini ortaya koymaktadır çekim etkileri ile ilişkisi gösterilmiş, hatta yörüngesi halkaların içinde bulunan ve

Manyetosfer

Satürn güçlü bir manyetik alana sahiptir Jüpiter'in manyetik alanının yirmide biri kadar güç sağlayan bu çift kutuplu, Yer ile karşılaştırıldığında 800 kata ulaşan büyüklüğü ile devasa ölçektedir Gezegenin manyetik ekseni dönme ekseni ile hemen hemen çakışır ve Jüpiter'de olduğu gibi manyetik kutupları Yer'in kutuplarına göre ters yerleşmiş durumdadır Bu çift kutuplunun yanı sıra, Satürn'ün manyetik alanının, yapısını karmaşıklaştıran bir dört kutuplu ve bir sekiz kutuplu bileşeni bulunmaktadır

Satürn manyetik alanının Güneş rüzgarı ile etkileşimi sonucunda büyük bir manyetosfer oluşur Bu bölge, güneş kökenli yüksek enerjili parçacıklardan oluşan plazma akımının gezegenin manyetik alanı tarafından saptırılarak engellendiği, Satürn'ün Güneş'e dönük yüzünde 300-1000 km/saniye hızındaki Güneş rüzgarı tarafından gezegene doğru itilen, karanlık yüzünde ise yüzlerce milyon kilometre uzunluğunda bir ‘manyetik kuyruk‘ şeklinde devam eden, damla biçiminde bir hacmi kapsar Manyetosferin en dışında Güneş rüzgarının çarparak hızla yavaşladığı ve yön değiştirdiği bir şok dalgası bulunur

Güneş etkinliğine göre gezegene uzaklığı değişen bu sınır, Cassini uzay sondası tarafından Satürn'den Güneş doğrultusunda 3 milyon km uzaklıkta saptanmıştır Daha içeride ise güneş kökenli parçacıkların aşamayarak çevresinden dolaşmak zorunda kaldığı manyetopoz yer alır Manyetopoz, Satürn'ün manyetosferini sınırlar Manyetosfer içinde iyonizeatomlar, serbest elektronlar, yüklü toz tanecikleri ve nötr atom ve molekülleri içeren bir plazma bulunur, ancak bu plazmanın yoğunluğu Jüpiter'dekine oranla çok azdır Bunun nedenleri, Satürn'ün manyetosferi içinde iyonize madde kaynağı olabilecek İo benzeri bir uydusunun olmaması ve parçacıkların Satürn‘ün halkaları tarafından yakalanarak sürekli bir şekilde ortadan kaldırılmalarıdır
Serbest kalan yüklü parçacıklar, manyetik alan çizgileri boyunca toplanarak, Van Allen kuşakları benzeri ışınım alanları oluştururlar Satürn'ün manyetik kutuplarındaki açık manyetik çizgiler boyunca ilerleyerek atmosferin yüksek tabakalarında kutup ışıklarının ortaya çıkmasına neden olurlar

Uydular

Satürn'ün resmi olarak ad verilmiş 34 uydusu vardır 2004 yılı içinde gözlenen ve 4 Mayıs 2005'te Uluslararası Gökbilim Birliği'nin 8523 sayılı sirküleri ile duyurulan 12 yeni uydu ve 2005 yılı içinde gözlenen ve 5 Mayıs 2005' te 8524 sayılı sirküler ile duyurulan bir yeni uydu ile bu sayı 47'ye ulaşmaktadır Henüz doğrulanmamış uydular bu sayının dışındadır Satürn'ün uydularının listesi, Satürn'ün doğal uyduları makalesinde yer almaktadır
Ayrıca 2004 yılında satürne gönderilen uzay aracı cassini satürn etrafındaki uyduları tespit etmiş ve 2 önemli uydusuna S/2004 S1 DİĞERNE İSE S/2004 S2 adını vemiştir

Satürn araştırmalarının tarihçesi

• Eski çağlardan günümüze ulaşan kaynaklarda Satürn, Ay, Güneş, Merkür, Venüs, Mars, ve Jüpiter ile birlikte görünür hareketlerinin diğer yıldızlardan farklılığıyla tanınan 7 gökcisminden biri olarak gösterilir Bu yönüyle, antik gökbilim için olduğu kadar astroloji açısından da önem taşıyan gezegen, birçok dilde haftanın yedi gününe adını veren varlıklardan biri olarak, tarihöncesinden günümüze insan kültüründe yerini korumuştur
• 1610 yılında Galileo Galilei kendi yaptığı teleskop yardımı ile gözlediği Satürn'ün küresel bir yapısı olduğunu farketti, gezegenin her iki yanında kendi deyimi ile 'kulak' olarak nitelediği ve sonradan Satürn‘ün halkaları oldukları anlaşılacak oluşumları gördü
• 1655'te Hollandalı bilim adamı Christiaan Huygens Satürn'ün en büyük uydusu Titan'ı keşfetti Huygens 1659'da Galilei'nin görmüş olduğu oluşumun Satürn'ün halkası olduğunu açıkladı
• 1670'ler ve 1680'lerde Fransız-İtalyan gökbilimci Giovanni Domenico Cassini, halkalar içindeki Cassini bölümünü ve dört yeni uyduyu daha (Japetus, Rhea, Tethys, Dione)keşfetti
• 1789'da İngiliz gökbilimci Sir William Herschel Satürn'ün basıklık derecesini hesapladı, iki yeni uyduyu daha (Mimas, Enceladus)keşfetti
• 1837'de Alman gökbilimci Johann Encke halkalardaki kendi adıyla anılan boşluğu keşfetti
• 19cu yüzyılın ikinci yarısında Edouard Roche, James Clerk Maxwell, Daniel Kirkwood halkaların yapısına ilişkin görüşleri geliştirdiler
• 1848'de William LassellHyperion'u, 1898'de William Henry PickeringPhoebe'yi keşfetti
• 1903 yılında Satürn yüzeyinde bugün fırtına alanları ile ilişkilendirilen beyaz lekeler ilk kez gözlendi
• 1966'da Janus ve Epimetheus keşfedildi

Pioneer 11 uzay aracı

1973 yılında fırlatılan Pioneer 11 uzay sondası, Aralık 1974'te Jüpiter yakın geçişini gerçekleştirdikten sonra 1 Eylül 1979'ta Satürn'ün 21000 km yakınından geçti Sınırlı teknik donanıma sahip olmasına karşın bu araç daha sonra gerçekleştirilen uçuşların planlanması için yaşamsal önem taşıyan bilgiler topladı

• Satürn'ün boyutları ve çekim gücü duyarlı biçimde ölçülerek yoğunluğunun ve kütlesinin daha büyük kesinlikle hesaplanmasına olanak sağlandı
• Satürn'ün ve uydularının birçok fotoğrafı elde edildi Gezegen ve halkaları ilk kez karanlık yüzlerinden gözlendi
• F halkası keşfedildi

Voyager 1 ve 2 uzay araçları

1977 yılında fırlatılan ve birbirinin aynı olan Voyager 1 ve Voyager 2 uzay araçları sırasıyla Kasım 1980 ve Ağustos 1981 tarihlerinde Satürn'ün yakınından geçerek gözlemlerde bulundular

• Satürn atmosferindeki Helyum oranının Jüpiter'dekine göre az olduğu anlaşıldı
• Gezegenin ve uydularının çok sayıda yüksek çözünürlüklü görüntüsü elde edildi
• Satürn atmosferindeki bantlar, geçici oval yapılar gözlemlendi 1800 km/saat hızına ulaşan büyük ölçekli atmosfer akımları saptandı
• Gezegenin karanlık yüzünden radyo dalgaları ile yapılan gözlemlerle atmosferin değişik düzeylerindeki sıcaklıklar ölçüldü
• Kutup ışıkları gözlendi Bu arada, orta enlemlerde mor ötesi bantta kutup ışıklarına benzer, nedeni açıklanamayan ışınımlar saptandı
• Halkaların ayrıntılı yapısı gözlendi, sayılamayacak kadar çok miktarda küçük halkacıklardan oluştukları anlaşıldı Yeryüzünden yapılan gözlemlerde sınırlı şekilde görülebilen D ve E halkalarının varlığı kanıtlandı, G halkası keşfedildi
• B halkasında 'araba tekerleklerinin çubuklarını' andıran ışınsal yoğunluk değişimleri gözlendi
• Satürn'ün 4 yeni uydusu keşfedildi Bunlardan Pan'ın farkedilmesi, Voyager 2 uzay aracının gezegeni ziyaretinden 9 yıl sonra eldeki fotoğrafların yeniden incelenmesi sırasında gerçekleşti

Cassini-Huygens programı


Cassini'den gözüken Güneş tutulması


Satürn ve sisteminin araştırılması amacıyla 1997 yılında fırlatılan Cassini-Huygens uzay aracı, gezegenlerin çekim gücünden yararlanarak yolculuğun hızlandırılabilmesi için Venüs (2 kez), Yer ve Jüpiter yakın geçişlerini gerçekleştirdikten sonra, 1 Temmuz 2004'te Satürn çevresinde yörüngeye girdi İki ayrı uzay sondasından oluşan araçtan, Huygens iniş aracı ayrılarak 14 Ocak 2005'te Satürn'ün en büyük uydusu Titan üzerine iniş yaptı Cassini yörünge aracı ise Satürn çevresinde değişen yörüngeler izleyerek gezegen ve çeşitli uyduları ile ilgili gözlemlerine başladı

• Satürn'ün kendi etrafında dönüş hızı ile ilgili olarak 1997 yılında Fransız gözlemcilerin saptadığı ve daha önceki bilgilerle çelişen veriler doğrulandı ve gezegenin radyo kaynağının dönüş periyodu 10 saat 45 dakika 45 saniye olarak belirlendi
• Araç, yörünge giriş manevrasından önce Satürn halka düzlemini kuzeyden güneye doğru geçti F ve G halkaları arasındaki boşluktan yapılan bu geçiş, boşluk olarak kabul edilen bölgedeki parçacıkların miktarı konusunda bilgi verdi
• Phoebe, Titan, Japetus, ve Enceladus yakın geçişleri gerçekleştirilerek uyduların yüksek çözünürlüklü görüntüleri elde edildi ve bilimsel gözlemler gerçekleştirildi
• Huygens sondası, Titan yüzeyine iniş sırasında uydunun atmosferi ve yüzeyi hakkında veriler topladı ve görüntüler elde etti
• Satürn'ün 4 yeni uydusu keşfedildi
• Programın 2008 yılına dek sürdürülmesi planlanmaktadır

Gözlem koşulları

Bir dış gezegen olan Satürn, Güneş çevresinde yaklaşık 30 yıllık dolanma süresi ve yaklaşık 125 ay olan kavuşum dönemi nedeniyle, sabit yıldızlar arasında çok yavaş ilerlediği için aynı takım yıldız içinde 2 yıldan daha uzun süre kalır Güneşe Jüpiter'den daha uzak ve biraz daha küçük olduğu için Satürn daha sönük görülür Sarımsı rengi ve 1 kadirden parlaklığı ile yılın büyük bir bölümünde kolaylıkla gözlenebilir Halkaların konumuna bağlı olarak parlaklığı 30 yıllık dönemlerle -0,3 kadire ulaşabilir Satürn'ün halkaları orta boy teleskoplar ile ayırt edilebilir Gezegenin 29,4 yıllık yörünge çevrimi içinde, Dünya iki kez Satürn'ün halkalarının düzleminden geçer, bu durumda halkalar görülemez Kendi etrafındaki dönme hızının yüksekliği nedeniyle basık bir görünüme sahiptir Satürn'ün uydularından sadece Titan küçük teleskoplar ile görülebilir

Güneş Sistemi'nde Satürn'ün özel yeri

Bazı özellikleri, Satürn'ü eşsiz kılmaktadır:

• Güneş Sistemi'nin yoğunluğu en düşük gezegenidir 0,69 g/cm3 yoğunluğu ile suyun üzerinde batmadan durabilir
• Basıklık oranı en yüksek gezegendir Kutuplar arasındaki çapı ekvator çapından %10 düşüktür
• En gelişmiş halka sistemine sahip gezegendir Halkaların çapı gezegenin çapının 8 katı kadardır
• Üzerinde en hızlı rüzgarların estiği gezegendir Ekvator çevresinde gözlenen sürekli batı rüzgarlarının hızı 1800 km/saati bulur
• Yağmur ancak bin yılda bir metan sağanağı şeklinde yağar