Saturn
 
 [ 1 ]   [ 2 ]

>>> Brzeg tarczy Tytana z widocznymi warstwami atmosfery (kolor niebieski). Fot. JPL/NASA.   >>> Obraz Tytana w bliskiej podczerwieni, uzyskany za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Ciemne obszary mogą być oceanami węglowodorów, a jasne obszary (wielkości Australii) - lodem wodnym i amoniakalnym. Fot. STScI/NASA.

Wokół Saturna krąży co najmniej 18 księżyców (istnienie tylu zostało dotychczas definitywnie potwierdzone). Jako pierwszy został odkryty największy i najjaśniejszy satelita, Tytan, już w 1655 r. przez Huygensa. Tytan obiega Saturna w odległości ponad 20 promieni planety (1,22 mln km) po prawie kołowej orbicie położonej w płaszczyźnie równika planety; okres orbitalny wynosi blisko 16 dni. Rozmiarami przewyższa nawet Merkurego (promień tytana jest równy 2575 km, podczas gdy Merkurego - 2439 km) i jako jeden z niewielu naturalnych satelitów w Układzie Słonecznym ma gęstą i masywną atmosferę (1,6 razy gęstszą od ziemskiej). Składa się ona głównie z azotu (94%) z domieszką metanu (6%) i innych węglowodorów, które powodują, że jest zupełnie nieprzezroczysta. O powierzchni Tytana nic więc nie wiadomo; przypuszcza się, że pokrywa ją lód i płynny metan.

W XVII w. dostrzeżone zostały przez Jeana Dominique'a Cassiniego (1625-1712) jeszcze 4 księżyce Saturna: odkryty w 1671 r. otrzymał nazwę Japetos, w 1672 r. - Rea, a zaobserwowane w 1684 roku zostały nazwane Dione i Tethys. Dwa następne księżyce odkrył William Herschel (1738-1822) w 1789 r.; noszą one nazwy: Mimas i Enkelados. W 1848 r. William C. Bond (1789-1859) - i, niezależnie, William Lassell (1799-1880) - dostrzegł kolejnego satelitę, który otrzymał nazwę Hyperion. W 1898 r. William H. Pickering (1858-1938) zaobserwował szczególnie intrygującego, jak się okazało, naturalnego satelitę Saturna, nazwanego Fojbe (Phoebe). Następne odkrycie nastąpiło dopiero w 1966 r.: księżyc dostrzeżony przez Andouina C. Dollfusa (ur. 1924) został nazwany Janus. I wreszcie zdjęcia wykonane przez sondy kosmiczne Voyager w latach 1980-81 umożliwiły odkrycie pozostałych księżyców, którym nadano nazwy: Pan, Atlas, Prometeusz, Pandora, Epimeteusz, Telesto, Kalipso i Helena. Większość nazw księżyców Saturna to imiona tytanów z mitologii greckiej, czyli dzieci i wnuków boga nieba Uranosa i bogini Ziemi Gai.

Dzięki sondom Voyager sporo wiadomo o tych małych obiektach (których większość jest z Ziemi ledwie dostrzegalna nawet przez największe teleskopy). Najbliższy Saturna i prawdopodobnie najmniejszy jego księżyc, Pan, krąży w przerwie Enckego pierścienia A, w odległości od środka planety równej 133 583 km. Po zewnętrznym skraju tego pierścienia porusza się Atlas. Z kolei Prometeusz i Pandora związane są z pierścieniem F (i zapewne odpowiedzialne są za jego szczególnie skomplikowaną strukturę); mają nieregularne kształty, a ich rozmiary szacuje się, odpowiednio, na 150 x 100 x 70 km i 110 x 90 x 60 km. Epimeteusz i Janus obiegają Saturna po niemal identycznych orbitach w odległości od środka planety około 151,5 tys. km, ale stale są odległe od siebie o 180^o; także mają nieregularne kształty: ich rozmiary ocenia się, odpowiednio, na 140 x 110 x 110 km i 200 x 190 x 150 km.

>>> Mimas. Widoczny jest krater uderzeniowy Herschel (średnica 132 km, głębokość 10 km) z górką centralną wysokości 6 km. Fot. JPL/NASA.   >>> Enkelados. Obok obszarów pokrytych bruzdami i kraterami występują tereny gładkie, które powstały prawdopodobnie w wyniku erupcji lodowej papki z wnętrza księżyca. Fot. JPL/NASA.

Kolejny księżyc Saturna, Mimas, o średnicy około 390 km, okrąża planetę w odległości 186 tys. km; na jego powierzchni, pokrytej wieloma kraterami uderzeniowymi, wyróżnia się krater o średnicy 132 km (nazwano go Herschelem, dla upamiętnienia odkrywcy tego księżyca). Enkelados, mający średnicę około 500 km, porusza się wokół Saturna w odległości 238 tys. km; powierzchnia tego księżyca wydaje się młodsza od powierzchni Mimasa, gdyż ma mniej kraterów uderzeniowych oraz większe i gładkie równiny, zapewne rozlewiska lawy, wydobywającej się z wnętrza. Po niemal identycznej orbicie co Enkelados krążą jeszcze dwa niewielkie księżyce, Telesto i Kalipso, o prawie takich samych rozmiarach (około 30 x 20 x 16 km). Dalej obiega Saturna znacznie większa Tethys, mająca średnicę około 1050 km; jej średnia odległość od planety wynosi 295 tys. km. Na powierzchni tego księżyca widać ogromny rów (szerokości do 100 km i głębokości do 5 km), ciągnący się od jednego bieguna do drugiego, a wśród licznych kraterów uderzeniowych wyraźnie dominuje twór o średnicy około 450 km i głębokości prawie 5 km. Główną cechą następnego naturalnego satelity Saturna, Dione - mającej rozmiary podobne do Tethys (średnica 1120 km) i obiegającej planetę w odległości 377 tys. km - jest niejednorodny rozkład kraterów uderzeniowych na powierzchni. Po orbicie Dione krąży jeszcze jeden mały satelita, Helena, o średnicy około 30 km.

>>> Dione. Powierzchnia pokryta kraterami uderzeniowymi: największy krater (u góry) ma średnicę blisko 100 km i górkę centralną. Fot. JPL/NASA.

Drugi co do wielkości po Tytanie księżyc Saturna, Rea, której średnica wynosi około 1530 km, porusza się w średniej odległości od planety równej 527 tys. km. Z bardzo dużej liczby różnych kraterów uderzeniowych na jego powierzchni wynika, że jest to prawdopodobnie jeden z najstarszych obiektów nie tylko w otoczeniu Saturna, ale w ogóle w Układzie Słonecznym. Następnym według oddalenia od planety naturalnym satelitą jest omówiony wcześniej Tytan, a jeszcze dalej krążą coraz bardziej niezwykłe obiekty. W średniej odległości od Saturna, wynoszącej 1,48 mln km, porusza się Hyperion, którego rozmiary ocenia się na 190 x 145 x 114 km. W przeciwieństwie do wszystkich dotychczas omówionych satelitów Saturna, które krążą po prawie kołowych orbitach, orbita Hyperiona jest elipsą o mimośrodzie 0,1. Ale najciekawsze w ruchu tego księżyca są zmiany orientacji jego nieregularnej bryły, które najprościej można określić jako chaotyczne koziołkowanie. Okazały się one klasycznym przykładem tego, co obecnie w nauce nazywa się chaosem deterministycznym.

Kolejny księżyc, Japetos, którego średnica wynosi ponad 1400 km, obiega Saturna w średniej odległości 35,6 mln km po orbicie położonej w płaszczyźnie nachylonej do płaszczyzny równika planety po kątem prawie 15^o, czym wyróżnia się wśród wszystkich dotychczas omówionych naturalnych satelitów, krążących niemal dokładnie w płaszczyźnie równika. Inną osobliwością jest to, że półkula jego globu stale zwrócona w kierunku ruchu po orbicie, jest znacznie ciemniejsza od drugiej, czego przyczyna nie jest jeszcze znana. I wreszcie najbardziej oddalony od Saturna księżyc, Fojbe, o średnicy około 220 km, krąży w średniej odległości 130 mln km po orbicie o mimośrodzie 0,16, położonej w płaszczyźnie nachylonej do płaszczyzny równika planety pod kątem 175^o, a więc - w przeciwieństwie do wszystkich pozostałych księżyców - porusza się ruchem wstecznym. Okres obiegu Fojbe wokół Saturna wynosi ponad 550 dni. Przypuszcza się, że może być schwytanym przez Saturna obiektem pochodzącym z pasa Kuipera.

Księżyce Saturna (Wg "Atlas Układu Słonecznego NASA", Prószyński i S-ka, Warszawa 1999)

Księżyc	Odkrywca	Średnia odległość od Saturna (tys. km)	Okres orbitalny (km)	Średnica (km)	Masa (1020 kg)	Gęstość (g/cm3)
Pan	Voyager (1985)	133,6	0,58	20	0,00003	-
Atlas	Voyager (1980)	137,7	0,60	40	-	-
Prometeusz	Voyager (1980)	139,4	0,61	140	-	-
Pandora	Voyager (1980)	141,7	0,63	110	-	-
Janus	A. C. Dolfus (1966)	151,4	0,69	220	-	-
Epimeteusz	J. Foutain, S. Larson (1980)	151,4	0,69	140	-	-
Mimas	W. Herschel (1789)	186	0,94	392	0,4	1,2
Enkelados	W. Herschel (1789)	238	1,37	500	0,8	1,2
Tethys	J. D. Cassini (1684)	295	1,89	1060	6,2	1,3
Telesto	H. Reitsema i in. (1980)	295	1,89	34	-	-
Kalipso	Pascu i in. (1980)	295	1,89	34	-	-
Dione	J. D. Cassini (1684)	377	2,74	1120	11	1,4
Helena	J. Lecacheux, P. Laques (1980)	377,4	2,74	36	-	-
Rea	J. D. Cassini (1672)	527	4,52	1530	22	1,3
Tytan	Ch. Huygens (1655)	1222	15,95	5150	1346	1,9
Hyperion	W. C. Bond, W. Lassell (1848)	1481	21,3	410	-	-
Japetos	J. D. Cassini (1671)	3561	79,3	1460	19	1,2
Fojbe	E.C. Pickering (1898)	12 952	550	220	-	-

Krzysztof Ziołkowski
 
 [ 1 ]   [ 2 ]