Jeder Planet im Sonnensystem braucht eine bestimmte Zeit, um eine einzelne Bahn um die Sonne zu vollenden. Hier auf der Erde dauert dieser Zeitraum 365,25 Tage – ein Zeitraum, den wir als Jahr bezeichnen. Bei den anderen Planeten verwenden wir diese Messung, um ihre Umlaufzeit zu charakterisieren. Und wir haben festgestellt, dass auf vielen dieser Planeten je nach Entfernung von der Sonne ein Jahr sehr lange dauern kann!
Betrachten Sie Saturn, der die Sonne in einer Entfernung von etwa 9,5 AE umkreist – d. h. das Neuneinhalbfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Aus diesem Grund ist auch die Geschwindigkeit, mit der er die Sonne umkreist, erheblich langsamer. Als Ergebnis dauert ein einzelnes Jahr auf Saturn im Durchschnitt etwa neunundzwanzigeinhalb Jahre. Und während dieser Zeit passieren einige interessante Veränderungen für die Wettersysteme des Planeten.
Umlaufzeit:
Saturn umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung (Haupthalbachse) von 1,429 Milliarden km (887,9 Millionen Meilen; 9,5549 AE). Da seine Umlaufbahn elliptisch ist – mit einer Exzentrizität von 0,05555 – reicht seine Entfernung von der Sonne von 1,35 Milliarden km (838,8 Millionen mi; 9.024 AE) am nächsten (Perihel) bis 1,509 Milliarden km (937,6 Millionen mi; 10.086 AE) an seiner am weitesten (Aphel).
Ein Diagramm, das die Umlaufbahnen der äußeren Sonnenplaneten zeigt. Die Umlaufbahn des Saturn ist gelb dargestellt Credit: NASA
Mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 9,69 km/s benötigt Saturn 29.457 Erdenjahre (oder 10.759 Erdtage), um eine einzige Umdrehung um die Sonne zu vollenden. Mit anderen Worten, ein Jahr auf Saturn dauert hier auf der Erde etwa 29,5 Jahre. Saturn braucht jedoch auch etwas mehr als 10 und eine halbe Stunde (10 Stunden 33 Minuten), um sich einmal um seine Achse zu drehen. Dies bedeutet, dass ein einzelnes Jahr auf Saturn ungefähr 24.491 saturnische Sonnentage dauert.
Aus diesem Grund ändert sich im Laufe der Zeit, was wir von den Saturnringen von der Erde aus sehen können. Für einen Teil seiner Umlaufbahn sind die Ringe des Saturn an ihrer breitesten Stelle zu sehen. Aber während er seine Umlaufbahn um die Sonne fortsetzt, nimmt der Winkel der Saturnringe ab, bis sie aus unserer Sicht vollständig verschwinden. Dies liegt daran, dass wir sie auf der Kante sehen. Nach ein paar Jahren verbessert sich unser Winkel und wir können das schöne Ringsystem wieder sehen.
Orbitale Neigung und axiale Neigung:
Eine weitere interessante Sache am Saturn ist die Tatsache, dass seine Achse aus der Ebene der Ekliptik geneigt ist. Im Wesentlichen ist seine Umlaufbahn um 2,48 ° gegenüber der Umlaufbahn der Erde geneigt. Seine Achse ist auch um 26,73 ° relativ zur Ekliptik der Sonne geneigt, was der Neigung der Erde von 23,5° ähnlich ist. Dies hat zur Folge, dass Saturn wie die Erde im Laufe seiner Umlaufzeit saisonale Veränderungen durchläuft.
R. G. French (Wellesley College) et al., NASA, ESA und The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Saisonale Änderungen:
Auf der Hälfte seiner Umlaufbahn empfängt die Nordhalbkugel des Saturn mehr Sonnenstrahlung als die Südhalbkugel. Für die andere Hälfte seiner Umlaufbahn ist die Situation umgekehrt, wobei die Südhalbkugel mehr Sonnenlicht erhält als die Nordhalbkugel. Dadurch entstehen Sturmsysteme, die sich dramatisch verändern, je nachdem, in welchem Teil seiner Umlaufbahn sich Saturn befindet.
Für Stater können Winde in der oberen Atmosphäre um die äquatoriale Region Geschwindigkeiten von bis zu 500 Metern pro Sekunde (1.600 Fuß pro Sekunde) erreichen. Gelegentlich weist die Atmosphäre des Saturn langlebige Ovale auf, ähnlich denen, die üblicherweise auf Jupiter beobachtet werden. Während Jupiter die Großer roter Fleck , Saturn hat periodisch das sogenannte Großer weißer Fleck (auch bekannt als Great White Oval).
Dieses einzigartige, aber kurzlebige Phänomen tritt einmal im Saturnjahr um die Zeit der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel auf. Diese Flecken können mehrere tausend Kilometer breit sein und wurden in der Vergangenheit bei vielen Gelegenheiten beobachtet – in den Jahren 1876, 1903, 1933, 1960 und 1990.
Seit 2010 gibt es ein großes weißes Wolkenband namens Elektrostatische Störung im Norden wurden beobachtet, was von den . gesichtet wurdeCassiniWeltraumsonde. Angesichts der periodischen Natur dieser Stürme wird 2020 ein weiterer erwartet, der mit dem nächsten Sommer von Saturn auf der Nordhalbkugel zusammenfällt.
Der riesige Sturm, der durch die Atmosphäre auf der Nordhalbkugel des Saturn tobt, überholt sich selbst, während er den Planeten in dieser farbgetreuen Ansicht der NASA-Raumsonde Cassini umkreist. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SSI
In ähnlicher Weise wirken sich saisonale Veränderungen auf die sehr großen Wettermuster aus, die um die nördlichen und südlichen Polarregionen des Saturn herum existieren. Am Nordpol erfährt Saturn ein sechseckiges Wellenmuster mit einem Durchmesser von etwa 30.000 km (20.000 mi), während jede seiner sechs Seiten etwa 13.800 km (8.600 mi) misst. Dieser anhaltende Sturm kann Geschwindigkeiten von etwa 322 km/h (200 mph) erreichen.
Dank der Bilder der Cassini-Sonde zwischen 2012 und 2016 , scheint der Sturm seine Farbe zu ändern (von einem bläulichen Dunst zu einem goldbraunen Farbton), die mit der Annäherung der Sommersonnenwende zusammenfallen. Dies wurde auf eine Zunahme der Produktion photochemischer Trübungen in der Atmosphäre zurückgeführt, die auf eine erhöhte Sonneneinstrahlung zurückzuführen ist.
In ähnlicher Weise haben Bilder des Hubble-Weltraumteleskops auf der Südhalbkugel auf die Existenz eines großen Jetstreams hingewiesen. Dieser Sturm ähnelt einem Hurrikan aus der Umlaufbahn, hat eine klar definierte Augenwand und kann Geschwindigkeiten von bis zu 550 km/h (~342 mph) erreichen. Und ähnlich wie der sechseckige Sturm im Norden verändert sich der südliche Jetstream aufgrund der erhöhten Sonneneinstrahlung.
Saturn macht in diesem naturfarbenen Bild ein wunderschön gestreiftes Ornament, das sein nordpolares Sechseck und seinen zentralen Wirbel zeigt (Quelle: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
Cassinikonnte Bilder von der Südpolarregion im Jahr 2007 , die mit dem Spätherbst auf der Südhalbkugel zusammenfiel. Damals wurde die Polarregion immer „smogiger“, während die nördliche Polarregion immer klarer wurde. Als Grund dafür wurde argumentiert, dass die Abnahme der Sonneneinstrahlung zur Bildung von Methanaerosolen und zur Bildung von Wolkendecke führte.
Daraus wurde vermutet, dass die Polarregionen zunehmend von Methanwolken verdeckt werden, wenn sich ihre jeweilige Hemisphäre ihrer Wintersonnenwende nähert, und klarer, wenn sie sich ihrer Sommersonnenwende nähern. Und die mittleren Breiten zeigen sicherlich ihren Anteil an Veränderungen dank der Zunahme/Abnahme der Sonneneinstrahlung.
Ähnlich wie die Länge eines einzelnen Jahres hat das, was wir über Saturn wissen, viel mit seiner beträchtlichen Entfernung von der Sonne zu tun. Kurz gesagt, nur wenige Missionen waren in der Lage, ihn eingehend zu untersuchen, und die Länge eines einzigen Jahres bedeutet, dass es für eine Sonde schwierig ist, all die jahreszeitlichen Veränderungen zu beobachten, die der Planet durchmacht. Dennoch war das, was wir gelernt haben, beachtlich und auch ziemlich beeindruckend!
Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel über Jahre auf anderen Planeten geschrieben. Hier ist Die Umlaufbahn der Planeten. Wie lange dauert ein Jahr auf den anderen Planeten? , Die Umlaufbahn der Erde. Wie lange dauert ein Jahr auf der Erde? , Die Umlaufbahn von Merkur. Wie lange dauert ein Jahr auf Merkur? , Die Umlaufbahn der Venus. Wie lange dauert ein Jahr auf der Venus? , Die Umlaufbahn des Mars. Wie lange dauert ein Jahr auf dem Mars? , Die Umlaufbahn des Jupiter. Wie lange dauert ein Jupiterjahr? , Die Umlaufbahn des Uranus. Wie lange dauert ein Jahr auf Uranus? , Die Umlaufbahn von Neptun. Wie lange dauert ein Jahr auf Neptun? , Die Umlaufbahn von Pluto. Wie lange dauert ein Jahr auf Pluto?
Weitere Informationen zu Saturn finden Sie unter Pressemitteilungen von Hubblesite über Saturn . Und hier ist ein Link zum Homepage der NASA-Raumsonde Cassini , die Saturn umkreist.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast aufgenommen, in der es nur um Saturn geht. Hör zu, Folge 59: Saturn .
Quellen:
