Saturn ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, der mit bloßem Auge beobachtet werden kann. Die Existenz des Saturn ist seit Tausenden von Jahren bekannt. Und wie alle mit Instrumenten beobachtbaren Himmelskörper – also Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Mond – hat er in der Mythologie und Astrologie vieler Kulturen eine wichtige Rolle gespielt.
Saturn ist einer der vier Gasriesen in unserem Sonnensystem, auch bekannt als die Jupiterplaneten und der sechste Planet der Sonne. Sein Ringsystem, für das es berühmt ist, ist auch das am besten beobachtbare – bestehend aus neun durchgehenden Hauptringen und drei diskontinuierlichen Bögen.
Saturns Größe, Masse und Umlaufbahn:
Mit einem Polarradius von 54364±10 km und einem äquatorialen Radius von 60268±4 km hat Saturn einen mittleren Radius von 58232±6 km, was ungefähr 9,13 Erdradien entspricht. Bei 5,6846×1026kg und eine Oberfläche von 4,27 × 1010km2, es ist ungefähr 95,15 so massiv wie die Erde und 83,703 mal so groß. Da es sich jedoch um einen Gasriesen handelt, hat es ein deutlich größeres Volumen – 8.2713×1014km3, was 763,59 Erden entspricht.
Der sechstfernste Planet, Saturn, umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von 9 AE (1,4 Milliarden km; 869,9 Millionen Meilen). Aufgrund seiner leichten Exzentrizität betragen die Perihel- und Aphelentfernungen im Durchschnitt 9,022 (1.353,6 Millionen km; 841,3 Millionen mi) bzw. 10,053 AU (1.513.325.783 km; 940,13 Millionen mi).
Saturn im Vergleich zur Erde. Bildnachweis: NASA/JPL
Mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 9,69 km/s benötigt Saturn 10.759 Erdentage für einen einzigen Umlauf der Sonne. Mit anderen Worten, ein einzelnes Kronenjahr entspricht etwa 29,5 Erdenjahren. Wie bei Jupiter rotieren die sichtbaren Merkmale des Saturn jedoch je nach Breitengrad unterschiedlich schnell, und verschiedenen Regionen wurden mehrere Rotationsperioden zugeordnet.
Die neueste Schätzung der gesamten Saturn-Rotation basiert auf einer Zusammenstellung verschiedener Messungen aus demCassini,ReisenundPionierSonden. Die Rotation des Saturn bewirkt, dass er die Form eines abgeplatteten Sphäroids hat; an den Polen abgeflacht, aber am Äquator gewölbt.
Zusammensetzung des Saturn:
Als Gasriese besteht Saturn überwiegend aus Wasserstoff- und Heliumgas. Mit einer mittleren Dichte von 0,687 g/cm²3, Saturn ist der einzige Planet im Sonnensystem, der weniger dicht als Wasser ist; was bedeutet, dass es keine definierte Oberfläche hat, aber es wird angenommen, dass es einen festen Kern hat. Dies liegt daran, dass Temperatur, Druck und Dichte von Saturn zum Kern hin stetig ansteigen.
Standardplanetenmodelle deuten darauf hin, dass das Innere des Saturn dem von Jupiter ähnelt und einen kleinen felsigen Kern hat, der von Wasserstoff und Helium mit Spuren verschiedener flüchtiger Stoffe umgeben ist. Dieser Kern hat eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde, ist jedoch aufgrund des Vorhandenseins von metallischem Wasserstoff dichter, was auf den extremen Druck zurückzuführen ist.
Diagramm des Inneren des Saturn. Bildnachweis: Kelvinsong/Wikipedia Commons
Saturn hat ein heißes Inneres, das in seinem Kern 11.700 °C erreicht, und strahlt 2,5-mal mehr Energie in den Weltraum ab, als es von der Sonne empfängt. Dies ist zum Teil auf den Kelvin-Helmholtz-Mechanismus der langsamen Gravitationskompression zurückzuführen, kann aber auch auf Heliumtröpfchen zurückzuführen sein, die aus der Tiefe des Saturninneren in den Wasserstoff niedrigerer Dichte aufsteigen. Wenn diese Tröpfchen aufsteigen, setzt der Prozess Wärme durch Reibung frei und lässt die äußeren Schichten des Saturn an Helium verarmt. Diese absteigenden Tröpfchen können sich in einer den Kern umgebenden Heliumhülle angesammelt haben.
Im Jahr 2004 schätzten die französischen Astronomen Didier Saumon und Tristan Guillot, dass der Kern das 9- bis 22-fache der Erdmasse aufweisen muss, was einem Durchmesser von etwa 25.000 km entspricht. Diese ist von einer dickeren Schicht aus flüssigem metallischem Wasserstoff umgeben, gefolgt von einer flüssigen Schicht aus heliumgesättigtem molekularem Wasserstoff, die mit zunehmender Höhe allmählich in ein Gas übergeht. Die äußerste Schicht ist 1.000 km lang und besteht aus Gas.
Saturns Atmosphäre:
Das Äußere Atmosphäre von Saturn enthält 96,3 Vol.-% molekularen Wasserstoff und 3,25 Vol.-% Helium. Es ist auch bekannt, dass der Gasriese schwerere Elemente enthält, deren Anteile im Verhältnis zu Wasserstoff und Helium jedoch nicht bekannt sind. Es wird angenommen, dass sie der ursprünglichen Häufigkeit aus der Entstehung des Sonnensystems entsprechen würden.
In der Saturnatmosphäre wurden auch Spuren von Ammoniak, Acetylen, Ethan, Propan, Phosphin und Methan nachgewiesen.Die oberen Wolken bestehen aus Ammoniakkristalle , während die Wolken der unteren Ebene entweder aus Ammoniumhydrogensulfid (NH4SH) oder Wasser . Ultraviolette Strahlung der Sonne verursacht Methanphotolyse in der oberen Atmosphäre, was zu einer Reihe chemischer Kohlenwasserstoffreaktionen führt, wobei die resultierenden Produkte durch Wirbel und Diffusion nach unten getragen werden.
Die Raumsonde Cassini der NASA nimmt eine zusammengesetzte, nahezu farbechte Ansicht des riesigen Sturms auf, der durch die Atmosphäre auf der Nordhalbkugel des Saturn tobt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SSI
Die Atmosphäre des Saturn weist ein ähnliches Bandmuster wie das des Jupiter auf, aber die Bänder des Saturn sind in der Nähe des Äquators viel schwächer und breiter. Wie bei den Wolkenschichten des Jupiter sind sie in eine obere und eine untere Schicht unterteilt, deren Zusammensetzung je nach Tiefe und Druck variiert. In den oberen Wolkenschichten mit Temperaturen im Bereich von 100–160 K und Drücken zwischen 0,5–2 bar bestehen die Wolken aus Ammoniakeis.
Wassereiswolken beginnen bei einem Druck von etwa 2,5 bar und reichen bis zu 9,5 bar, wo die Temperaturen zwischen 185–270 K liegen. In diese Schicht ist ein Band aus Ammoniumhydrogensulfid-Eis eingemischt, das im Druckbereich von 3–6 . liegt bar mit Temperaturen von 290–235 K. Schließlich enthalten die unteren Schichten, wo Drücke zwischen 10–20 bar und Temperaturen zwischen 270–330 K liegen, einen Bereich von Wassertröpfchen mit Ammoniak in einer wässrigen Lösung.
Gelegentlich weist die Atmosphäre des Saturn langlebige Ovale auf, ähnlich denen, die üblicherweise auf Jupiter beobachtet werden. Während Jupiter den Großen Roten Fleck hat, hat Saturn regelmäßig den sogenannten Großen Weißen Fleck (auch bekannt als Great White Oval). Dieses einzigartige, aber kurzlebige Phänomen tritt einmal in jedem Saturnjahr, etwa alle 30 Erdenjahre, um die Sommersonnenwende der nördlichen Hemisphäre auf.
Diese Flecken können mehrere tausend Kilometer breit sein und wurden in den Jahren 1876, 1903, 1933, 1960 und 1990 beobachtet. Seit 2010 bildet sich ein großes Band weißer Wolken namens Elektrostatische Störung im Norden wurden beim Umhüllen von Saturn beobachtet, der von der Raumsonde Cassini entdeckt wurde. Wenn die periodische Natur dieser Stürme beibehalten wird, wird ein weiterer etwa 2020 auftreten.
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
Die Winde auf Saturn sind nach Neptun die zweitschnellsten unter den Planeten des Sonnensystems. Voyager-Daten weisen auf Ostwindspitzen von 500 m/s (1800 km/h) hin. Auch der Nord- und der Südpol des Saturn haben Anzeichen von stürmischem Wetter gezeigt. Am Nordpol nimmt dies die Form eines sechseckigen Wellenmusters an, während der Südpol Anzeichen eines massiven Jetstreams zeigt.
Die anhaltendes hexagonales Wellenmuster um den Nordpol wurde erstmals imReisenBilder. Die Seiten des Sechsecks sind jeweils etwa 13.800 km (8.600 mi) lang (das ist länger als der Durchmesser der Erde) und die Struktur rotiert mit einer Periode von 10h 39m 24s, was der Rotationsperiode von . entspricht Das Innere des Saturn.
Der Südpolwirbel wurde unterdessen erstmals mit dem Hubble-Weltraumteleskop . Diese Bilder zeigten das Vorhandensein eines Jetstreams, aber keine sechseckige stehende Welle. Diese Stürme erzeugen schätzungsweise Windgeschwindigkeiten von 550 km/h, sind in ihrer Größe mit der Erde vergleichbar und dauern vermutlich seit Milliarden von Jahren an. Im Jahr 2006 wurde die Raumsonde Cassini einen hurrikanähnlichen Sturm beobachtet das hatte ein klar definiertes Auge. Solche Stürme waren auf keinem anderen Planeten als der Erde beobachtet worden – nicht einmal auf dem Jupiter.
Saturnmonde:
Saturn hat mindestens 150 Monde und Mondchen, aber nur 53 dieser Monde erhielten offizielle Namen. Von diesen Monden haben 34 einen Durchmesser von weniger als 10 km und weitere 14 einen Durchmesser zwischen 10 und 50 km. Einige seiner inneren und äußeren Monde sind jedoch ziemlich groß und reichen von 250 bis über 5000 km.
Saturnmonde (von links nach rechts): Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan im Hintergrund; Iapetus (oben) und unregelmäßig geformtes Hyperion (unten). Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute
Traditionell wurden die meisten Saturnmonde nach den Titanen der griechischen Mythologie benannt und nach ihrer Größe, Umlaufbahn und Nähe zum Saturn gruppiert. Die innersten Monde und regulären Monde haben alle kleine Bahnneigungen und Exzentrizitäten und prograde Bahnen. Die unregelmäßigen Monde in den Regionen in äußerster Randlage haben inzwischen Umlaufradien von Millionen Kilometern, Umlaufzeiten von mehreren Jahren und bewegen sich in rückläufigen Bahnen.
Die Inneren Großen Monde, die innerhalb der E-Ring (siehe unten) umfasst die größeren Satelliten Mimas, Enceladus, Tethys und Dione. Diese Monde bestehen alle hauptsächlich aus Wassereis und werden in einen felsigen Kern und einen eisigen Mantel und eine Kruste unterschieden. Mit einem Durchmesser von 396 km und einer Masse von 0,4×10zwanzigkg, Pantomimen ist der kleinste und am wenigsten massige dieser Monde. Es ist eiförmig und umkreist Saturn in einer Entfernung von 185.539 km mit einer Umlaufzeit von 0,9 Tagen.
Enceladus , hat mittlerweile einen Durchmesser von 504 km, eine Masse von 1,1×1020 kmund ist kugelförmig. Es umkreist Saturn in einer Entfernung von 237.948 km und benötigt 1,4 Tage für eine einzelne Umlaufbahn. Obwohl er einer der kleineren Kugelmonde ist, ist er der einzige endogen aktive kronische Mond – und einer der kleinsten bekannten geologisch aktiven Körper im Sonnensystem. Daraus resultieren Features wie das berühmte „ Tigerstreifen “ – eine Reihe kontinuierlicher, gegrateter, leicht gekrümmter und ungefähr paralleler Verwerfungen innerhalb der südlichen polaren Breiten des Mondes.
In der südlichen Polarregion wurden auch große Geysire beobachtet, die periodisch freigesetzt werden Wolken aus Wassereis, Gas und Staub die den E-Ring des Saturn auffüllen. Diese Jets sind einer von mehreren Hinweisen darauf, dass Enceladus flüssiges Wasser unter seiner eisigen Kruste hat, wo geothermische Prozesse genug Wärme freisetzen, um sie aufrechtzuerhalten ein warmes wasser ozean näher an seinem Kern. Mit einer geometrischen Albedo von über 140% ist Enceladus eines der hellsten bekannten Objekte im Sonnensystem.
Künstlerische Darstellung einer möglichen hydrothermalen Aktivität, die auf und unter dem Meeresboden von Enceladus stattfinden könnte. Bildquelle: NASA/JPL
Bei 1066 km Durchmesser Tethys ist der zweitgrößte der inneren Saturnmonde und der 16. größte Mond im Sonnensystem. Der Großteil seiner Oberfläche besteht aus stark kraterreichem und hügeligem Gelände und einer kleineren und glatteren Ebene. Seine herausragendsten Merkmale sind der große Einschlagskrater von Odysseus , die einen Durchmesser von 400 km misst, und ein riesiges Canyon-System namens Ithaka Chasma – das konzentrisch mit Odysseus ist und 100 km breit, 3 bis 5 km tief und 2.000 km lang ist.
Mit einem Durchmesser und einer Masse von 1.123 km und 11×10zwanzigkg, Dion ist der größte innere Mond des Saturn. Der Großteil der Oberfläche von Dione besteht aus altem Gelände mit starken Kratern, mit Krater mit einem Durchmesser von bis zu 250 km . Der Mond ist jedoch auch mit einem ausgedehnten Netzwerk von Trögen und Lineamenten bedeckt, die darauf hinweisen, dass er in der Vergangenheit eine globale tektonische Aktivität hatte.
Die großen äußeren Monde, die außerhalb des E-Rings des Saturn kreisen, ähneln in ihrer Zusammensetzung den inneren Monden – d. h. bestehen hauptsächlich aus Wassereis und Gestein. Von diesen ist Rhea die zweitgrößte – mit einem Durchmesser von 1.527 km und 23 × 10zwanzigkg Masse – und der neuntgrößte Mond des Sonnensystems. Mit einem Bahnradius von 527.108 km ist er der fünftfernste der größeren Monde und benötigt 4,5 Tage für eine Umlaufbahn.
Wie andere Cronian-Satelliten, Rhea hat eine ziemlich stark mit Kratern übersäte Oberfläche und einige große Brüche auf seiner hinteren Hemisphäre. Rhea hat auch zwei sehr große Einschlagsbecken auf seiner antisaturnischen Hemisphäre – der Tirawa-Krater (ähnlich Odysseus auf Tethys) und ein noch namenloser Krater – mit einem Durchmesser von 400 bzw. 500 km.
Ein zusammengesetztes Bild der Titanatmosphäre, das mit blauen, grünen und roten Spektralfiltern erstellt wurde, um eine verbesserte Farbansicht zu erzeugen. Bildquelle: NASA/JPL/Space Science Institute
Bei 5150 km Durchmesser und 1350×10zwanzigkg Masse, Titan ist der größte Mond des Saturn und umfasst mehr als 96% der Masse der Umlaufbahn um den Planeten. Titan ist auch der einzige große Mond mit einer eigenen Atmosphäre, die kalt und dicht ist und hauptsächlich aus Stickstoff mit einem geringen Anteil an Methan besteht. Wissenschaftler haben auch das Vorhandensein von polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in der oberen Atmosphäre, sowie Methan-Eiskristalle .
Die durch anhaltenden atmosphärischen Dunst schwer zu beobachtende Oberfläche von Titan zeigt nur wenige Einschlagskrater, Hinweise auf Kryo-Vulkane und scheinbar von Gezeitenwinden geformte Längsdünenfelder. Titan ist auch der einzige Körper im Sonnensystem neben der Erde mit Flüssigkeitskörpern auf seiner Oberfläche, in Form von Methan-Ethan-Seen in den Nord- und Südpolarregionen von Titan.
Mit einer Umlaufbahnentfernung von 1.221.870 km ist er der zweitfernste große Mond vom Saturn und absolviert alle 16 Tage eine einzelne Umlaufbahn. Wie Europa und Ganymed wird angenommen, dass Titan eine unterirdischer Ozean aus Wasser gemischt mit Ammoniak, das an die Mondoberfläche ausbrechen und zu Kryovulkanismus führen kann.
Hyperion ist Titans unmittelbarer Nachbar. Mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 270 km ist er kleiner und leichter als Mimas. Es ist auch unregelmäßig geformt und ziemlich seltsam in der Zusammensetzung. Im Wesentlichen ist der Mond ein eiförmiger, hellbrauner Körper mit einer extrem porösen Oberfläche (die einem Schwamm ähnelt). Die Oberfläche von Hyperion ist mit zahlreichen Einschlagskratern bedeckt, von denen die meisten einen Durchmesser von 2 bis 10 km haben. Es hat auch eine sehr unvorhersehbare Rotation ohne klar definierte Pole oder Äquator.
Die beiden Seiten von Iapetus, der wegen des Kontrasts in seiner Farbkomposition als „Saturns Yin-Yang-Mond“ bekannt ist. Bildnachweis: NASA/JPL
Bei 1.470 km Durchmesser und 18×10zwanzigkg Masse, Iapetus ist der drittgrößte der großen Saturnmonde. Und mit einer Entfernung von 3.560.820 km vom Saturn ist er der am weitesten entfernte der großen Monde und benötigt 79 Tage für eine einzelne Umlaufbahn. Wegen seines ungewöhnliche Farbe und Zusammensetzung – seine führende Hemisphäre ist dunkel und schwarz, während seine hintere Hemisphäre viel heller ist – es wird oft als „Yin und Yang“ der Saturnmonde bezeichnet.
Jenseits dieser größeren Monde befinden sich die unregelmäßigen Monde des Saturn. Diese Satelliten sind klein, haben große Radien, sind geneigt, haben meist retrograde Umlaufbahnen und sollen von der Schwerkraft des Saturn erfasst worden sein. Diese Monde bestehen aus drei grundlegenden Gruppen – der Inuit-Gruppe, der Gallischen Gruppe und der Nordischen Gruppe.
Die Inuit-Gruppe besteht aus fünf unregelmäßigen Monden, die alle aus der Inuit-Mythologie stammen – Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq und Tarqeq. Alle haben prograde Umlaufbahnen von 11,1 bis 17,9 Millionen km und einen Durchmesser von 7 bis 40 km. Sie sind alle ähnlich im Aussehen (rötlich im Farbton) und haben Bahnneigungen zwischen 45 und 50°.
Die gallische Gruppe ist eine Gruppe von vier prograden äußeren Monden, die nach Charakteren in der gallischen Mythologie benannt sind - Albiorix, Bebhionn, Erriapus und Tarvos. Auch hier sehen die Monde ähnlich aus und haben Umlaufbahnen von 16 bis 19 Millionen km. Ihre Neigungen liegen im Bereich von 35°-40°, ihre Exzentrizitäten um 0,53 und ihre Größe liegt zwischen 6 und 32 km.
Saturnringe und Monde, maßstabsgetreu dargestellt. Bildnachweis: NASA
Schließlich gibt es noch die nordische Gruppe, die aus 29 rückläufigen äußeren Monden besteht, die ihre Namen aus der nordischen Mythologie haben. Diese Satelliten haben eine Größe von 6 bis 18 km, ihre Entfernungen von 12 bis 24 Millionen km, ihre Neigungen zwischen 136° und 175° und ihre Exzentrizitäten zwischen 0,13 und 0,77. Diese Gruppe wird manchmal auch als die Phoebe Gruppe, aufgrund des Vorhandenseins eines einzigen größeren Mondes in der Gruppe – der einen Durchmesser von 240 km misst. Der zweitgrößte, Ymir , misst 18 km im Durchmesser.
Innerhalb der Inneren und Äußeren Großen Monde gibt es auch solche, die zur Alkyonidgruppe gehören. Diese Monde – Methone, Anthe und Pallene – sind nach den Alkyoniden der griechischen Mythologie benannt, befinden sich zwischen den Bahnen von Mimas und Enceladus und gehören zu den kleinsten Monden um Saturn.
Einige der größeren Monde haben sogar eigene Monde, die als Trojanische Monde bekannt sind. Tethys hat zum Beispiel zwei Trojaner – Telesto und Calypso , während Dione hat Helene und Polydeuces .
Das Ringsystem des Saturn:
Es wird angenommen, dass die Ringe des Saturn sehr alt sind und möglicherweise sogar auf die Entstehung des Saturn selbst zurückgehen. Es gibt zwei Haupttheorien zur Entstehung dieser Ringe, von denen jede Variationen aufweist. Eine Theorie besagt, dass die Ringe einst ein Saturnmond waren, dessen Umlaufbahn zerfiel, bis er nahe genug war, um von Gezeitenkräften auseinandergerissen zu werden.
In der Version dieser Theorie wurde der Mond von einem großen Kometen oder Asteroiden getroffen – möglich während der Spätes schweres Bombardement – das hat es unter das Roche-Limit gedrückt. Die zweite Theorie besagt, dass die Ringe nie Teil eines Mondes waren, sondern Überbleibsel des ursprünglichen Nebelmaterials, aus dem Saturn vor Milliarden von Jahren gebildet wurde.
Die Struktur ist in sieben kleinere Ringsätze unterteilt, von denen jeder eine Teilung (oder Lücke) zwischen sich und seinem Nachbarn hat. Der A- und der B-Ring sind der dichteste Teil des Cronian-Ringsystems und haben einen Durchmesser von 14.600 bzw. 25.500 km. Sie erstrecken sich über eine Entfernung von 92.000 – 117.580 km (B-Ring) und 122.170 – 136.775 km (A-Ring) vom Saturnzentrum und werden durch die 4.700 km breite Cassini-Division getrennt.
Saturnringe. Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute.
Der C-Ring, der durch die 64 km lange Maxwell Gap vom B-Ring getrennt ist, ist ungefähr 17.500 km breit und erstreckt sich 74.658 – 92.000 vom Saturnzentrum. Zusammen mit den A- und B-Ringen bilden sie die Hauptringe, die dichter sind und größere Partikel enthalten als die „Staubringe“.
Diese dünnen Ringe werden aufgrund der kleinen Partikel, aus denen sie bestehen, als „staubig“ bezeichnet. Dazu gehört der D-Ring, ein 7.500 km langer Ring, der sich nach innen bis zu den Wolkenspitzen des Saturn erstreckt (66.900 – 74.510 km vom Saturnzentrum entfernt) und vom C-Ring durch die 150 km lange Colombo-Lücke getrennt ist. Am anderen Ende des Systems befinden sich die G- und E-Ringe, die ebenfalls in ihrer Zusammensetzung „staubig“ sind.
Der G-Ring ist 9000 km breit und erstreckt sich 166.000 – 175.000 km vom Saturnzentrum entfernt. Der E-Ring ist mittlerweile der größte einzelne Ringabschnitt mit einer Breite von 300.000 km und einer Ausdehnung von 166.000 bis 480.000 km vom Saturnzentrum. Hier befinden sich die meisten Saturnmonde (siehe oben).
Schwieriger zu kategorisieren ist der schmale F-Ring, der am äußeren Rand des A-Rings sitzt. Während einige Teile davon sehr dicht sind, enthält es auch viele staubgroße Partikel. Aus diesem Grund reichen Schätzungen zu seiner Breite von 30 bis 500 km und er erstreckt sich ungefähr 140.180 km vom Saturnzentrum entfernt.
Geschichte der Saturnbeobachtung:
Da er am Nachthimmel mit bloßem Auge sichtbar ist, beobachtet der Mensch den Saturn seit Jahrtausenden. In der Antike galt er als der am weitesten entfernte der fünf bekannten Planeten und erhielt daher in verschiedenen Mythologien eine besondere Bedeutung. Die frühesten aufgezeichneten Beobachtungen stammen von den Babyloniern, wo Astronomen ihre Bewegungen durch den Tierkreis systematisch beobachteten und aufzeichneten.
Römischer astrologischer Kalender, von der Steinplatte des 3.-4. Jahrhunderts n. Chr., Rom. Bildnachweis: Museo della Civiltà romana
Für die alten Griechen wurde dieser äußerste Planet Cronus (Kronos) genannt, nach dem griechischen Gott der Landwirtschaft und dem jüngsten der Titanen. Der griechische Wissenschaftler Ptolemäus berechnete die Umlaufbahn des Saturn auf der Grundlage von Beobachtungen des Planeten, während er sich in Opposition befand. Die Römer folgten dieser Tradition und identifizierten ihn mit ihrem Äquivalent von Cronos (genannt Saturnus).
Im alten Hebräisch wird Saturn „Shabbathai“ genannt, während sein Name im osmanischen Türkisch, Urdu und Malaiisch „Zuhal“ ist, der aus dem ursprünglichen Arabischen stammt. In der hinduistischen Astrologie gibt es neun astrologische Objekte, die als Navagrahas bekannt sind. Saturn, einer von ihnen, ist als 'Shani' bekannt, der jeden nach den guten und schlechten Taten im Leben beurteilt. Im alten China und Japan wurde der Planet als „Erdstern“ bezeichnet – basierend auf den fünf Elementen Erde, Luft, Wind, Wasser und Feuer.
Der Planet wurde jedoch erst 1610 direkt beobachtet, als Galileo Galilee erstmals die Anwesenheit von Ringen wahrnahm. Damals verwechselte er sie mit zwei Monden, die sich auf beiden Seiten befanden. Erst als Christiaan Huygens ein Teleskop mit größerer Vergrößerung verwendete, wurde dies korrigiert. Huygens entdeckte auch Saturns Mond Titan und Giovanni Domenico Cassini entdeckte später die Monde von Iapetus, Rhea, Tethys und Dione.
Bis zum 181. und 19. Jahrhundert wurden keine weiteren bedeutenden Entdeckungen mehr gemacht. Die erste ereignete sich 1789, als William Herschel die beiden entfernten Monde Mimas und Enceladus entdeckte, und dann 1848, als ein britisches Team den unregelmäßig geformten Mond Hyperion entdeckte.
Zeichnung des Saturn von Robert Hook, entnommen aus Philosophical Transactions (1666). Quelle: Wikipedia Commons
Im Jahr 1899 entdeckte William Henry Pickering Phoebe und stellte fest, dass sie eine sehr unregelmäßige Umlaufbahn hatte, die sich nicht synchron mit Saturn drehte, wie dies bei größeren Monden der Fall ist. Dies war das erste Mal, dass ein Satellit gefunden wurde, der sich auf einer rückläufigen Umlaufbahn um einen Planeten bewegt. Und bis 1944 bestätigten Forschungen, die während des frühen 20. Jahrhunderts durchgeführt wurden, dass Titan eine dicke Atmosphäre hat – ein einzigartiges Merkmal unter den Monden des Sonnensystems.
Erforschung des Saturn:
Ende des 20. Jahrhunderts begannen unbemannte Raumfahrzeuge, Vorbeiflüge am Saturn durchzuführen und Informationen über seine Zusammensetzung, Atmosphäre, Ringstruktur und Monde zu sammeln. Der erste Vorbeiflug wurde von der NASA mit dem Pionier 11 Roboter-Raumsonde, die im September 1979 Saturn in einer Entfernung von 20.000 km passierte.
Es wurden Bilder des Planeten und einiger seiner Monde aufgenommen, obwohl ihre Auflösung zu niedrig war, um Oberflächendetails zu erkennen. Die Raumsonde untersuchte auch die Ringe des Saturn und enthüllte den dünnen F-Ring und die Tatsache, dass dunkle Lücken in den Ringen hell sind, wenn sie der Sonne zugewandt sind, was bedeutet, dass sie feines lichtstreuendes Material enthalten. Zusätzlich,Pionier 11die Temperatur von Titan gemessen.
Der nächste Vorbeiflug fand im November 1980 statt, als die Reisen 1 Raumsonde durchquerte das Saturn-System. Es schickte die ersten hochauflösenden Bilder des Planeten, seiner Ringe und Satelliten zurück – darunter noch nie zuvor gesehene Merkmale verschiedener Monde.
Diese sechs engwinkligen Farbbilder wurden aus dem allerersten „Porträt“ des Sonnensystems erstellt, das von Voyager 1 im November 1980 aufgenommen wurde. Bildnachweis: NASA/JPL
Im August 1981, Reisen 2 führte seinen Vorbeiflug durch und sammelte weitere Nahaufnahmen der Saturnmonde sowie Beweise für Veränderungen in der Atmosphäre und den Ringen. Die Sonden entdeckten und bestätigten mehrere neue Satelliten, die in der Nähe oder innerhalb der Ringe des Planeten kreisen, sowie die kleine Maxwell-Lücke und die Keeler-Lücke (eine 42 km breite Lücke im A-Ring).
Im Juni 2004 wurde die Cassini – Huygens Raumsonde drang in das Saturn-System ein und führte einen engen Vorbeiflug an Phoebe durch, wobei sie hochauflösende Bilder und Daten zurücksendete. Am 1. Juli 2004 trat die Sonde in die Umlaufbahn um Saturn ein, und bis Dezember hatte sie zwei Vorbeiflüge an Titan abgeschlossen, bevor sie die Huygens-Sonde freigab. Dieser Lander erreichte die Oberfläche und begann am 14. Januar 2005 mit der Übertragung von Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche.Cassinihat seitdem mehrere Vorbeiflüge von Titan und anderen eisigen Satelliten durchgeführt.
Im Jahr 2006 berichtete die NASA, dassCassinihatte Beweise für flüssige Wasserreservoirs gefunden, die in Geysiren auf dem Saturnmond Enceladus ausbrechen. Seitdem wurden über 100 Geysire identifiziert, die sich um die südliche Polarregion konzentrieren. Im Mai 2011 berichteten NASA-Wissenschaftler auf einer Konferenz der Enceladus-Fokusgruppe, dass der innere Ozean von Enceladus der wahrscheinlichste Kandidat für die Suche nach außerirdischem Leben sein könnte.
Zusätzlich,CassiniFotos haben einen bisher unentdeckten Planetenring, acht neue Satelliten und Beweise für Kohlenwasserstoffseen und -meere in der Nähe des Nordpols von Titan enthüllt. Die Sonde war auch dafür verantwortlich, hochauflösende Bilder der intensiven Sturmaktivität am Nord- und Südpol des Saturn zurückzusenden.
Cassinis Hauptmission endete 2008, aber die Mission der Sonde wurde seitdem zweimal verlängert – zunächst bis September 2010 und erneut bis 2017. In den kommenden Jahren hofft die NASA, mit der Sonde einen vollständigen Zeitraum der Saturn-Jahreszeiten zu untersuchen.
Künstler Illustration der Cassini-Raumsonde zu Saturn und Titan, einer gemeinsamen Mission von NASA und ESA. Bildnachweis: NASA/JPL
Von einem sehr wichtigen Bestandteil der astrologischen Systeme vieler Kulturen bis hin zu einer anhaltenden wissenschaftlichen Faszination nimmt Saturn nach wie vor einen besonderen Platz in unseren Herzen und Köpfen ein. Sei es das traumhaft große und schöne Ringsystem des Saturn, seine vielen vielen Monde, sein stürmisches Wetter oder seine kuriose Zusammensetzung, dieser Gasriese fasziniert und inspiriert immer wieder.
In den kommenden Jahren und Jahrzehnten werden voraussichtlich weitere Roboter-Explorer-Missionen entsandt, um Saturn, seine Ringe und sein Mondsystem genauer zu untersuchen. Was wir finden, könnte einige der bahnbrechendsten Entdeckungen aller Zeiten darstellen und wird uns wahrscheinlich mehr über die Geschichte unseres Sonnensystems lehren.
Universe Today hat Artikel über die Dichte von Saturn , das Umlaufbahn des Saturn , und Wissenswertes über Saturn .
Wenn Sie mehr über die Ringe und Monde des Saturn erfahren möchten, schauen Sie sich an Woher kommen die Saturnringe? und Wie viele Monde hat Saturn?
Weitere Informationen finden Sie unter Saturn und alles über Saturn , und NASAs Seite zur Erkundung des Sonnensystems auf Saturn.
Astronomy Cast hat eine Episode zu diesem Thema – Folge 59: Saturn .
