A Szaturnusz a Cassini űrszonda felvételén.

A Szaturnusz a Naptól számítva sorrendben a Naprendszer hatodik bolygója; tömegét tekintve pedig a Naprendszer második legnagyobb tömegű bolygója. A Szaturnusz - a Jupiterhez hasonlóan - gázóriás, azaz nem rendelkezik szilárd felszínnel.

A Szaturnusz legfontosabb adatai:

Fél-nagytengelye: 1.429.400.000 km (9,54 CsE)

Átmérője (az egyenlítőnél): 120.536 km

Tömege: 5,68·10²⁶ kg

A római mitológiában Szaturnusz a mezőgazdaság istene. A görög mitológiában Szaturnusznak Kronosz a megfelelője. Ő Uránosz és Gaia fia, valamint Zeusz apja.

A Szaturnusz bolygó már igen régóta ismert. Távcsővel először Galilei figyelte meg 1610-ben, akit megzavart a bolygó különös kinézete. A bolygó megfigyelése a korai időkben bonyolult volt, ugyanis távcsőbeli kis-nagyítású képe változik amint a Föld néhány évente áthalad a Szaturnusz gyűrűinek síkján. A jelenséget 1659-ben Christian Huygens értelmezte helyesen. Sokáig úgy tűnt, hogy a Szaturnusz gyűrűi a Naprendszerben egyediek, 1977-től azonban tudjuk, hogy a Jupiter, Uránusz, valamint a Neptunusz körül is találhatók halvány gyűrűk.

A Szaturnuszt elsőként a Pioneer-11 űrszonda kereste fel 1979-ben. Késöbb a Voyager szondák is meglátogatták, legutoljára 2004-ben a Cassini szonda állt pályára a bolygó körül. A tervek szerint a Cassini legalább négy évig kering majd a bolygó körül.

A Szaturnusz szemmel láthatóan lapult, az egyenlítőjéhez, valamint a sarkokhoz tartozó átmérő közötti különbség eléri a 10%-ot! Ez a gyors tengelykörüli forgás, valamint a folyékony állapot következménye.

A Szaturnusz a Naprendszer legkevésbé sűrű bolygója, sűrűsége a vízénél is kisebb. A Jupiterhez hasonlóan a Szaturnusz 75%-a hidrogénből, 25%-a héliumból áll. Nyomokban még található: víz, metán, ammónia, valamint különféle kőzetek is. A bolygó összetétele - a feltételezések szerint - igen hasonló a szoláris ősköd összetételéhez.

A Szaturnusz belső felépítése igen hasonló a Jupiteréhez: a belső kőzetmagot egy folyékony, fémes hidrogénből álló köpeny veszi körül, majd ezt követi a molekuláris hidrogénből és héliumból álló réteg, mely legbelül folyékony, majd a felszín felé haladva gáz halmazállapotúvá válik. A Szaturnusz belső részének hőmérséklete 12000 K, a lassú gravitációs összehúzódás miatt a bolygó energiát sugároz. Ugyanakkor csupán a bolygó gravitációs összehúzódása nem fedezi a teljes kisugárzott energiát, így a bolygó belsejében eddig még nem teljesen tisztázott folyamat is termel energiát, amely a héliumnak a bolygó belső részében történő kicsapódásával kapcsolatos.

A Jupiternél már megismert légkörbeli színes sávok a Szaturnusz esetében jóval halványabbak. A Voyager szondák a Szaturnusz légkörében találtak a - Jupiternél már megfigyelt - örvényeket és foltokat is. 1990-ben a Hubble Space Telescope űrtávcső egy olyan hatalmas méretű fehér felhőt észlelt a Szaturnusz egyenlítőjénél, mely a Voyager szondák látogatásakor még nem volt megfigyelhető.

A Szaturnusz gyűrűi

A Szaturnusz gyűrűi a Voyager felvételén. A mesterségesen felerősített fényképen halványan láthatók a gyűrű küllőszerű képződményei. A képen jól látható a Cassini-rés, mely az A és B jelű gyűrű között van. http://www.solarviews.com/cap/sat/satring.htm

A Földről két feltűnő, az A és B jelű, valamint egy halványabb, a C jelű gyűrű látható. Az A és B gyűrűk közötti rést Cassini-résnek nevezik. Az A gyűrűben lévő, jóval halványabb rést pedig Encke-résnek hívják. A Voyager felvételei még további négy halványabb gyűrűt azonosítottak. A Szaturnusz gyűrűi a többi bolygó gyűrűihez képest jóval fényesebbek.

A gyűrűk a Földről folytonos szerkezetűnek látszanak, a valóságban azonban megszámlálhatatlan sok kis részecskéből állnak, melyek mindegyike független pályán kering a bolygó körül. A gyűrűt alkotó részecskék nagysága a centiméterestől a méteresig terjed. A Szaturnusz gyűrűi nagyon vékonyak: míg átmérőjük 250.000 km, vastagságuk egy kilométernél is kisebb. A gyűrűk valójában igen kevés anyagot tartalmaznak, anyagukat egy 100 km átmérőjű gömmbe lehetne préselni. A gyűrűt alkotó részecskék vízjégből állnak, de vannak közöttük jéggel bevont kőzetdarabok is.

A Voyager felvételei megerősítették az amatőrcsillagászok által a gyűrűkben megfigyelt rejtélyes radiális, küllőszerű inhomogenitásokat. Ezek természete még nem ismert, de valószínű, hogy kialakulásuk a Szaturnusz mágneses terével kapcsolatos.

A Szaturnusz holdjai és gyűrű-struktúrája között árapály-rezonanciák vannak. Világossá vált, hogy néhány hold (Atlas, Prometheus, Pandora) fontos szerepet játszik a gyűrűk stabilizálásában, ezek az úgynevezett terelő holdak. Ugyanakkor a Cassini-rés kialakulásáért a Mimas hold a felelős. A gyűrűk Kirkwood-zónákhoz hasonló struktúrája igen bonyolult, és kialakulása a mai napig sincs kellőképpen tisztázva.

A Szaturnusz, valamint a többi gázóriás körüli gyűrűk eredete ezidáig nem ismeretes. Elképzelhető, hogy a gyűrűrendszer már a bolygók kialakulásokor képződött, ekkor azonban a gyűrűrendszer instabil volta miatt egy azóta is tartó anyagutaánpótlási folyamatnak kellene léteznie. Ez valószínűleg a nagyobb holdak széteséséből adódna. A jelenlegi gyűrűrendszer néhány százmillió éves lehet.

A többi gázóriáshoz hasonlóan a Szaturnusz is jelentős mágneses térrel rendelkezik.

A Titán a Cassini űrszonda infravörös felvételén. A Szaturnusznak harminc névvel ellátott, valamint ezeken kívül még három, egyelőre névtelen holdja van. A Szaturnusz holdrendszere érdekes dinamikai sajátosságokat mutat. Három holdpár, a Mimas-Tethys, Enceladus-Dione és Titan-Hyperion egymással rezonanciában vannak. Az első két holdpár 1:2, míg a Titan-Hiperion 3:4 arányú rezonanciában áll egymással. A Janus-Epimetheus holdpár pedig egymáshoz igen közeli, úgynevezett koorbitális pályán mozog. Ez azt jelenti, hogy átlagos szögsebességük egyenlő. Ha az ezzel a szögsebességgel forgó koordináta-rendszerből figyeljük mozgásukat, akkor mindkét hold úgynevezett lópatkó alakú pályán mozog. A Helene hold a Szaturnusz-Dione-rendszer L4 (vezető) Lagrange pontjának közelében tartózkodik. (Megjegyezzük, hogy ez a mozgás is a koorbitális mozgások családjába tartozik; a Helene hold a Dione koorbitális kísérője.) A Titán A Titán a Szaturnusz legnagyobb és legjelentősebb holdja. (A görög mitológiában a titánok Uránosz és Gaia fiai voltak.) A holdat 1655-ben C. Huygens fedezte fel. A Titán legfontosabb adatai: Fél-nagytengelye: 1.221.830 km (a Szaturnusz középpontjától mérve) Átmérője: 5150 km Tömege: 1,35·1023 kg A Titán felszíne a Huygens leszállóegység felvételén. A Titánt sokáig a Naprendszer legnagyobb holdjának vélték. A legújabb megfigyelések kimutatták, hogy a hold igen vastag légkörrel rendelkezik, így átmérője valójában kisebb a Ganymedesénél. A Titán több űrmissziónak is célobjektuma volt. Elsőként a Voyager-1 kereste fel, mely a felszínétől mindössze 4000 km-re repült el. Ezalatt rengeteg információt gyűjtött a holdról. 2004 vége felé a Cassini közelítette meg többször a Titánt, míg 2005 januárjában a Huygens szonda leszállt a hold felszínére, ahonnan képeket is továbbított a Földre! A Titán vastag, narancssárga színű légköre a Voyager űrszonda felvételén. http://www.solarviews.com/cap/sat/titan1.htm A Titán összetétele hasonló a Ganymedes, a Callisto, a Triton, valamint feltehetőleg a Plutó összetételéhez. Eszerint felerészben kőzetekből, felerészben pedig vízjégből áll. A hold középpontja körül található a kb. 3400 km átmérőjű kőzetmag, melyet a vízjég különböző módosulataiban lévő rétegek vesznek körül. Elképzelhető, hogy a Titán belső részében az anyag még magas hőmérsékletű. A Titánnak - a naprendszerbeli holdak közül egyedül - jelentős légköre van, felszínén a nyomás 1.5 bar, azaz a földinek másfélszerese. A légkör legnagyobb részben molekuláris nitrogénből áll, tartalmaz még kb. 6% argont, valamint néhány százalék metánt. Érdekesség, hogy a Titán légkörében szerves molekula-komponensek is megtalálhatók, pl. etán, hidrogén-cianid, szén-dioxid és víz. A szerves anyagok a felső légkört túlnyomórészben alkotó metán napfény általi bomlásából származnak. Ennek eredményeképpen a Titánt egy sűrű, vastag, szmogszerű köd borítja, mely valószínűleg sok tekintetben hasonlít az ősi Föld légkörére. A Titánnak nincs saját mágneses tere, és pályája néha kívül esik a Szaturnusz magnetoszféráján. A hold légköre tehát közvetlenül is ki van téve a napszél hatásának, mely ionizálja a légköre molekuláit, valamint akár további bonyolult kémiai reakciókat is eredményezhet. A Huygens leszálló egység ereszkedése során készített képen a Titán felszínén eróziónyomok láthatók. A Titán felszíni hőmérséklete 94 K körüli. A mindent elborító sűrű ködön kívül a légkörben felhők is találhatók. Ezek valószínűleg metánból, etánból, továbbá egyéb egyszerű szerves anyagból állnak. Az űrből a felhők narancssárga színűek, melyet kis mennyiségben jelenlévő bonyolult molekulák okoznak. A Cassini űrszonda érkezése előtt úgy gondolták, hogy a felhőkből metán eső esik, mely a hold felszínén egy kb. 1000 m mély óceánt eredményez. Jelenleg azonban úgy tűnik, hogy ez nem igaz: a Huygens leszálló egység előzetes eredményei szerint a Titán felszíni ,,vízfolyásai'' most szárazak. A tavak inkább ,,sárosak'', mint folyékonyak, valamint a medencéket sem tölti ki mindig folyadék. A felszínen ugyanakkor világosan látszanak csapadék, erózió, valamint folyékony halmazállapotú anyag nyomai. Az infravörös tartományban készült földfelszíni képek, valamint a Hubble Space Telescope űrtávcső felvételei nyomán kezdenek kirajzolódni a Titán legnagyobb felszíni struktúrái. Ezek egy nagy fényes - előzetesen Xanadu-nak nevezett - ,,kontinens'' létére, továbbá sötétebb tengerekre vagy tavakra engednek következtetni. A Cassini űrszonda sokkal nagyobb felbontású infravörös felvételei ugyanennek a struktúrának a létét erősítteték meg. A felszíni alakzatok megfigyeléséből bizonyítást nyert az a feltételezés is, hogy a hold szinkronizált tengelyforgással rendelkezik.