Wybrana planeta Układu Planetarnego:
advertisement
Wybrana planeta układu planetarnego: SATURN Laurencja Polewczak Podstawowe informacje: • Saturn - szósta planeta Układu Słonecznego według oddalenia od Słońca. Jest to gazowy olbrzym , drugi pod względem masy i wielkości po Jowiszu, a przy tym paradoksalnie o najmniejszej gęstości ze wszystkich planet całego Układu Słonecznego. Saturn znany był już w świecie starożytnym . Charakterystyczną jego cechą są pierścienie składające się głównie z lodu i (w mniejszej ilości) z odłamków skalnych. Obecnie znamy 61 naturalnych satelitów Saturna (3 niepotwierdzone ostatecznie). Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga -Saturna. 27 marca 2004 - Boczna perspektywa na planetę, podczas przelotu sondy. Laurencja Polewczak Spis treści: • • • • ***Podstawowe informacje 1 Właściwości fizyczne 2 Charakterystyka ruchu obrotowego 3 Pierścienie Saturna – 3.1 Historia odkrycia – 3.3 Magnetyzm pierścieni • • 4 Księżyce Saturna 5 Misje badawcze Saturna – 5.1 Sonda Pioneer11 – 5.2 Sondy Voyager – 5.3 Sonda Cassini-Huygens • 6 Obserwacje – 6.1 Usytuowanie na niebie • • 7 Galeria 8 Materiały Laurencja Polewczak Właściwości fizyczne: • Saturn jest wyraźnie spłaszczony na biegunach i "wydęty" na równiku (owalna sferoida); jego średnica biegunowa jest o ok. 10% krótsza od równikowej. Jest to wynikiem szybkiej rotacji wokół osi i gazowo-ciekłej budowy obiektu. Pozostałe gazowe olbrzymy także są spłaszczone, ale w mniejszym stopniu. Saturn jest jedyną planetą Układu Słonecznego, która posiada mniejszą gęstość niż woda. Choć jądro planety jest gęstsze niż woda to gęstość względna planety wynosi 0,69 g/cm³ ze względu na gazową atmosferę. Dzięki temu Saturn mógłby swobodnie unosić się na powierzchni wody (gdyby jej ktoś tyle miał). Prędkość wiatrów na planecie osiąga 1800 km/h. Porównanie Ziemi i Saturna w tej samej skali Laurencja Polewczak Charakterystyka ruchu obrotowego: • Okres obrotu planety podlega tzw. rotacji różnicowej - obrót atmosfery na równiku jest szybszy niż na biegunach i trwa 10h 14min 10s. W takim tempie Saturn jest w stanie obrócić się o 810° w ciągu doby. Na większych szerokościach geograficznych czas obrotu jest o ok. 25 min dłuższy i wynosi w przybliżeniu 10h 39min 24s. • Dzięki ostatnim pomiarom wykonanym przez magnetometr znajdujący się na pokładzie sondy Cassini, wiemy, że doba na Saturnie trwa 10 godzin, 47 minut i 6 sekund z błędem 40 sekund - wyniki te opublikowała w Nature grupa astronomów NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Pole magnetyczne Saturna jest generowane w ciekłym metalicznym jądrze planety. Jego natężenie zmienia się cyklicznie na skutek rotacji ciała i dzięki temu może posłużyć do oszacowania jej tempa. Jest to najdokładniejszy pomiar w historii. Przy okazji okazało się bowiem, że obserwacje radiowe nie nadają się do dokładnych pomiarów długości doby, bo natężenie tego promieniowania zmienia się znacznie i trudno odseparować jego fluktuacje od ewentualnych i rzeczywistych zmian długości doby na Saturnie. Laurencja Polewczak Pierścienie Saturna-Historia odkrycia: • Pierścienie te po raz pierwszy zaobserwował Galileo Galilei w 1610przy pomocy zbudowanego przez siebie teleskopu, ale nie był w stanie wytłumaczyć ich istnienia. W liście do Wielkiego Księcia Toskanii pisał: "Saturn nie jest samotnym ciałem, ale jest złożony z trzech elementów które prawie się nie stykają i nigdy się nie przemieszczają względem siebie. Układają się one w jednym równoleżniku na tle Zodiaku , a centralna część jest trzykrotnie większa od zewnętrznych". On także określił Saturna, jakoby miał posiadać "ucho". W 1612 pierścienie były zorientowane w stronę Ziemii , co umożliwiało obserwacje, ale następnie poczęły "znikać", by ponownie się pojawić w 1613 tym samym mieszając Galileusza. Nie doczekał on rozwiązania tej zagadki. • Następnie pierścienie Saturna były obserwowane regularnie od 1655przez angielskiego uczonego Christiana Huygensa, korzystającego z potężniejszych teleskopów od tych za czasów Galileusza. Jego obserwacje nie wykazały jednak nic ponad odkrycia włoskiego astronoma. W 1675 Włoch Giovanni Domenico Cassini odkrył lukę pomiędzy dwoma największymi pierścieniami, która potem na jego cześć została nazwana Przerwą-Cassiniego. • Laurencja Polewczak Pierścienie Saturna- magnetyzm pierścieni: • Przed 1980 struktura magnetyzmu pierścieni była tłumaczona wyłącznie oddziaływaniem grawitacyjnym Saturna (i w mniejszym stopniu większych księżyców). W 1981 Vovager wykrył specyficzne promieniowanie radiowe pochodzące od pierścieni planety, zwłaszcza pierścienia B, o niewiadomym pochodzeniu. Odkryto również, że reakcje elektromagnetyczne pierścieni są zsynchronizowane z magnetosferą Saturna. Dokładny mechanizm tych zjawisk wciąż pozostaje nieznany. • Jednakże w lutym 2005 Cassini, wyposażony w wyższej jakości sprzęt niż Voyager, nie wychwycił żadnych anomalii magnetycznych, w związku z czym pojawia się przypuszczenie, że owe specyficzne promieniowanie radiowe pojawia się i znika sezonowo. Laurencja Polewczak Księżyce Saturna: • Saturn imponuje ilością (drugą po Jowiszu) księżyców - z 61 dotychczas odkrytych przy czym istnienie 3 jest wciąż dyskusyjne, 48 ma już oficjalne nazwy. Nigdy jednak nie będzie możliwe ustalenie ostatecznej liczby satelitów - bryły lodu, z których składa się pierścień, mogą być czasami wytrącane przez grawitację planety, stając się tymczasowo satelitą. Tym bardziej nie istnieje wyraźna granica pomiędzy dużą skałą pierścienia, a małym księżycem. Dzięki siłom pływowym Saturna, księżyce się stopniowo przemieszczają w stosunku do miejsc, w których się pierwotnie ukształtowały. Graficzna prezentacja położenia księżyców Saturna w przestrzeni Laurencja Polewczak Misje badawcze Saturna: Sonda Pioneer 11 Sondy Voyager Sonda Cassini-Huygens Laurencja Polewczak Sonda Pioneer 11: • Saturn pierwszy raz został odwiedzony przez sondę Pioneer 11 w 1979. Przeleciała ona w odległości 20 000 km od planety. Pozyskano wówczas niewielką ilość niskiej jakości zdjęć Saturna i kilku jego większych księżyców. Ich jakość nie była wystarczająco dobra, aby ustalić właściwości powierzchni. Sonda również wnikliwie studiowała pierścienie; wyodrębniła bardzo mały pierścień F. Udało się także zaobserwować, że ciemne plamy pierścieni (nieregularne przerwy) zwrócone w kierunku Słońca stają się jaskrawe, co oznacza iż są wypełnione jakąś materią. Sonda także ustaliła temperaturę atmosfery Tytana. Laurencja Polewczak Sondy Voyager: • W listopadzie 1980 Voyager 1 pomyślnie dotarł do Saturna. On jako pierwszy dostarczył szeregu wysokiej jakości obrazów planety, jego pierścieni i księżyców, oraz ukazał charakterystykę ich powierzchni. Voyager 1 wykonał bardzo bliski przelot przy Tytanie, największym satelicie planety, i odkrył jego gęstą, podobną do ziemskiej atmosferę. Była ona jednak na tyle nieprzepuszczalna, że nie udało się dostrzec jego powierzchni. Grawitacja Tytana zmieniła trajektorię lotu sondy i skierowała ją poza płaszczyznę ekliptyki, kończąc tym samym jej misję badawczą. • Rok później bliźniacza sonda Voyager 2 przybyła tutaj kontynuować badanie Układu Słonecznego. Otrzymano wówczas większe ilości zdjęć planety i jej satelitów, jak również dowiedziono zmian zachodzących w atmosferze planety. Kończąc swoją misję na Saturnie, sonda została skierowana przez jego grawitację w kierunku Urana. Laurencja Polewczak Sonda Cassini-Huygens: • Ostatnią sondą badającą Saturna jest Cassini-Huygens. 21 lipca 2004 próbnik wszedł na orbitę Saturna, stając się jego satelitą. Wcześniej, bo 11 czerwca pojazd minął jednego z najbardziej oddalonych księżyców – Febe , któremu wykonał serię zdjęć. 25 grudnia od orbitera odłączył się próbnik Huygens, który z powodzeniem 14 stycznia następnego roku osiadł na Tytanie. Przez cały czas swojej pracy, urządzenie przesyłało mnóstwo danych na temat atmosfery i powierzchni satelity, a następnie zamarzło. Planowany czas realizacji misji Cassiniego przewidziany jest do 2008, ale już dziś przewiduje się przedłużenie misji co najmniej do 2010 roku. Laurencja Polewczak Obserwacje: • Saturn bardzo ładnie prezentuje się przez niewielki, amatorski teleskop o średnicy rzędu 100 mm. Przy bardzo dobrej pogodzie można dostrzec przerwę Cassiniego znajdującą się w jego pierścieniach. Pierścienie Saturna są już widoczne przy niewielkim powiększeniu - 40x. Laurencja Polewczak Obserwacje - usytuowanie na niebie: • W naszych szerokościach geograficznych Saturn przez większą część roku jest widoczny na niebie. Możliwość obserwacji zależy od usytuowania pierścieni, które (choć rzadko) potrafią przysłonić tarczę planety. Najlepsze warunki powstają gdy planeta znajdzie się w opozycji z Ziemią, co ostatnio miało miejsce w styczniu 2005. Do 2031 Saturn pozostanie jednym z jaśniejszych obiektów na niebie, głównie z powodu sprzyjającej orientacji pierścieni. Laurencja Polewczak Galeria: Planeta Saturn sfotografowana przez sondę Voyager w 1981 Zdjęcie ciemnej strony pierścieni zrobione przez Cassini 27 października 2004r Saturn w cieniu nieoświetlonych pierścieni Laurencja Polewczak Materiały: • W swojej pracy korzystałam z pomocy Internetu. • Głównym źródłem informacji jest strona www.wikipedia.pl ( wolna encyklopedia) Laurencja Polewczak Podziękowanie: • Dziękuję za uwagę, oraz za czas poświęcony na obejrzenie mojej prezentacji • Pracę wykonała uczennica I c LO Laurencja Polewczak. Laurencja Polewczak
