Każda planeta w Układzie Słonecznym potrzebuje pewnej ilości czasu, aby ukończyć pojedynczą orbitę wokół Słońca. Tutaj, na Ziemi, ten okres trwa 365,25 dni - okres, który nazywamy rokiem. Jeśli chodzi o inne planety, używamy tego pomiaru do scharakteryzowania ich okresów orbit. Odkryliśmy, że na wielu z tych planet, w zależności od ich odległości od Słońca, rok może trwać bardzo długo!
Zastanówmy się nad Saturnem, który krąży wokół Słońca w odległości około 9,5 AU - tj. Dziewięć i pół raza dalej niż Ziemia i Słońce. Z tego powodu prędkość, z jaką okrąża Słońce, jest również znacznie mniejsza. W rezultacie pojedynczy rok na Saturnie trwa średnio około dwadzieścia dziewięć i pół roku. W tym czasie nastąpiły interesujące zmiany w systemach pogodowych planety.
Okres orbitalny:
Saturn krąży wokół Słońca w średniej odległości (pół-główna oś) 1,429 miliarda kilometrów (8,879 miliona mil; 9,5549 AU). Ponieważ jej orbita jest eliptyczna - z mimośrodem wynoszącym 0,055555 - jej odległość od Słońca wynosi od 1,35 miliarda km (8,388 mil mil; 9,024 AU) w jej najbliższym (peryhelium) do 1,509 miliarda km (mi; 10,086 AU) w najdalszym ( aphelion).
Przy średniej prędkości orbitalnej 9,69 km / s Saturn potrzebuje 29,457 ziemskich lat (lub 10 759 ziemskich dni), aby wykonać jedną rewolucję wokół Słońca. Innymi słowy, rok na Saturnie trwa około 29,5 roku na Ziemi. Jednak Saturn potrzebuje również nieco ponad 10 i pół godziny (10 godzin 33 minut), aby obrócić się raz na swojej osi. Oznacza to, że jeden rok na Saturnie trwa około 24 491 słonecznych dni Saturna.
Z tego powodu to, co możemy zobaczyć z pierścieni Saturna z Ziemi zmienia się w czasie. Przez część swojej orbity pierścienie Saturna są widoczne w ich najszerszym punkcie. Ale gdy kontynuuje swoją orbitę wokół Słońca, kąt pierścieni Saturna zmniejsza się, aż znikną całkowicie z naszego punktu widzenia. Wynika to z tego, że widzimy je na krawędzi. Po kilku kolejnych latach nasz kąt poprawia się i znów możemy zobaczyć piękny system pierścieni.
Nachylenie orbity i przechylenie osiowe:
Kolejną interesującą rzeczą w Saturnie jest fakt, że jego oś jest nachylona poza płaszczyznę ekliptyki. Zasadniczo jego orbita jest nachylona 2,48 ° względem płaszczyzny orbity Ziemi. Jego oś jest również pochylona o 26,73 ° w stosunku do ekliptyki Słońca, która jest podobna do nachylenia Ziemi na 23,5 °. W wyniku tego, podobnie jak Ziemia, Saturn przechodzi sezonowe zmiany w trakcie swojego okresu orbitalnego.
Zmiany sezonowe:
Przez połowę swojej orbity północna półkula Saturna odbiera więcej promieniowania słonecznego niż południowa półkula. W przypadku drugiej połowy orbity sytuacja jest odwrotna, a półkula południowa otrzymuje więcej światła słonecznego niż półkula północna. Tworzy to systemy burzowe, które dramatycznie się zmieniają w zależności od tego, na której części orbity znajduje się Saturn.
W przypadku staterów wiatry w górnej atmosferze mogą osiągać prędkości do 5oo metrów na sekundę (1600 stóp na sekundę) wokół obszaru równikowego. Czasami atmosfera Saturna wykazuje długowieczne owale, podobne do tego, co powszechnie obserwuje się na Jowiszu. Podczas gdy Jowisz ma Wielką Czerwoną Plamkę, Saturn okresowo ma tak zwaną Wielką Białą Plamę (zwaną także Wielką Białą Owalną).
To wyjątkowe, ale krótkotrwałe zjawisko występuje raz w roku Saturna, mniej więcej w czasie letniego przesilenia na półkuli północnej. Miejsca te mogą mieć kilka tysięcy kilometrów szerokości i były obserwowane przy wielu okazjach w przeszłości - w 1876, 1903, 1933, 1960 i 1990 roku.
Od 2010 r. Zaobserwowano duży pas białych chmur zwany Północnym Zaburzeniem Elektrostatycznym, który został zauważony przez Cassini sonda kosmiczna. Biorąc pod uwagę okresowy charakter tych burz, kolejna ma nastąpić w 2020 r., Co zbiegnie się z przyszłym latem Saturna na półkuli północnej.
Podobnie zmiany sezonowe wpływają na bardzo duże wzorce pogodowe, które występują w północnych i południowych regionach polarnych Saturna. Na biegunie północnym Saturn doświadcza sześciokątnego wzoru fali, który mierzy około 30 000 km (20 000 mil), podczas gdy każdy z jego sześciu boków mierzy około 13 800 km (8600 mil). Ta trwała burza może osiągnąć prędkość około 322 km na godzinę (200 mil / h).
Dzięki zdjęciom wykonanym przez sondę Cassiniego w latach 2012-2016 burza wydaje się ulegać zmianom koloru (od niebieskawej mgiełki do złotobrązowego odcienia), które pokrywają się z nadejściem letniego przesilenia. Było to związane ze wzrostem wytwarzania mgieł fotochemicznych w atmosferze, co wynika ze zwiększonej ekspozycji na światło słoneczne.
Podobnie na półkuli południowej obrazy uzyskane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a wskazują na istnienie dużego strumienia odrzutowego. Ta burza przypomina huragan z orbity, ma wyraźnie określoną ścianę oczną i może osiągnąć prędkość do 550 km / h (~ 342 mil / h). I podobnie jak północna sześciokątna burza, południowy strumień odrzutowy ulega zmianom w wyniku zwiększonej ekspozycji na światło słoneczne.
Cassini był w stanie uchwycić zdjęcia regionu polarnego południowego w 2007 roku, co zbiegło się z późnym upadkiem na półkuli południowej. W tym czasie region polarny stawał się coraz bardziej „smogowy”, podczas gdy region polarny północy stawał się coraz bardziej wyraźny. Argumentowano, że powodem tego jest fakt, że spadek światła słonecznego doprowadził do powstania aerozoli metanowych i powstania chmur.
Na tej podstawie przypuszcza się, że regiony polarne coraz bardziej zasłaniają chmury metanu, gdy ich odpowiednia półkula zbliża się do przesilenia zimowego, i wyraźniej, gdy zbliżają się do przesilenia letniego. Środkowe szerokości geograficzne z pewnością pokazują ich udział w zmianach dzięki wzrostowi / spadkowi ekspozycji na promieniowanie słoneczne.
Podobnie jak długość jednego roku, to, co wiemy o Saturnie, ma wiele wspólnego z jego znaczną odległością od Słońca. Krótko mówiąc, niewiele misji było w stanie zbadać to dogłębnie, a długość jednego roku oznacza, że sonda ma trudności z obserwowaniem wszystkich sezonowych zmian, jakie przechodzi planeta. Jednak to, czego się nauczyliśmy, było znaczne, a także imponujące!
W magazynie Space napisaliśmy wiele artykułów o latach na innych planetach. Oto orbita planet. Jak długi jest rok na innych planetach ?, Orbita Ziemi. Jak długi jest rok na Ziemi ?, Orbita Merkurego. Jak długi jest rok na Merkurym ?, Orbita Wenus. Jak długi jest rok na Wenus ?, The Orbit of Mars. Jak długi jest rok na Marsie ?, Orbita Jowisza. Jak długi jest rok na Jowiszu ?, Orbita Urana. Jak długi jest rok na Uranie ?, Orbit Neptuna. Jak długo trwa rok na Neptunie ?, Orbit of Pluto. Jak długo trwa rok na Plutonie?
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat Saturna, zapoznaj się z aktualnościami Hubblesite o Saturnie. A oto link do strony głównej statku kosmicznego Cassini NASA, który krąży wokół Saturna.
Nagraliśmy też cały odcinek Astronomy Cast, który dotyczy właśnie Saturna. Posłuchaj tutaj, odcinek 59: Saturn.
Źródła:
- NASA: Solar System Exploration - Saturn
- Wikipedia - Saturn
- Fakty o kosmosie - Saturn
