Saturn - referaat (7)

Saturn
Referaat



Juhendaja : …………….
Koostanud: ……………
9. c klass
Tallinn 2008
Sissejuhatus
Saturn on inimkonnale antiikajast teadaolevatest planeetidest kõige kaugem. Järgmised kolm planeeti on paljale silmale nähtamatud ning need avastati alles pärast teleskoobi leiutamist.
Saturn, millel on hämmastav rõngaste süsteem ja suur kuupere, paistab Maalt kui hele kollane täht.
Saturni mõõtmed ja nende suhe Maaga
Saturn on Jupiteri järel Päikesesüsteemis suuruselt teine planeet. Ta on kuues planeet Päikesest ning asub sellest 1,427 miljardi kilomeetri, ehk umbes 9, 5 astronoomilise ühiku kaugusel.
Saturnil kulub ühe tiiru tegemiseks ümber Päikese 29,46 Maa aastat, umbes 25 000 Saturni ööpäeva, seega on Saturni aasta peaaegu 30 korda pikem kui Maal. Samas pöörleb Saturn väga kiiresti – üheks pöördeks ümber oma telje kulub tal vaid 10 tundi ja 39 minutit ja 15 sekundit, seega kestab ööpäev seal 2,5 korda vähem kui Maal.
Planeetidest on Saturn kõige lapikum. Kui vaadata läbi väikese teleskoobi on Saturn silmnähtavalt lamestunud, tema ekvatoriaalsed ja polaarsed diameetrid erinevad peaaegu 10% (120,536 km vs. 108,728 km). Selle põhjustab tema kiire pöörlemine ja vedel seisund.
Nagu teistelgi hiidplaneetidel ( jupiter , uraan , neptuun ), ei ole läbipaistmatu pilvkatte pärast võimalik näha Saturni pinda ning ta keskmine tihedus leitakse pilvkattega piiratud ruumala järgi. Saturni keskmine tihedus on ainult 0,7 vee tihedust , ta on Maast kaheksa korda hõredam. Kuna Saturn on võrreldes Maaga suhteliselt hõre, pole seal ka raskusjõud vaatamata planeedi hiiglaslikele mõõtmetele Maa omast oluliselt suurem. Raskusjõud Saturni pilvepiiril ületab Maa oma vaid 1,2 korda.
Saturni läbimõõt on 120 536 km, see on Maa läbimõõdust 9,4 ja mahust 774 korda suurem. Samas on Saturn vaid 95 korda Maast raskem, sest koosneb peamiselt kergetest gaasidest : vesinik (87-90 mahu-%) ja heelium (10-13 mahu-%). Väiksemates kogustes esineb ka ammoniaaki (NH3), metaani (CH4), etaani (C2H6), vett (H2O), etüüni ( C2H2 ) atsetüleen (C2H2) ja fosfiini(PH3). Jälgi on leitud ka keerulisematest ainetest. Keemiline koostis on Saturnil umbkaudu sama mis Jupiteril.


Saturni siseelu
Väga vähe on teada hiidplaneetide siseelu kohta. Tänu "Voyageritele" on olemas hea ülevaade gigantide kaaslastest ja rõngastest, kuid planeetidest saadi andmeid vaid pilvkatte ülemise piiri kohta. Aga sedagi on rohkem, kui sajandialguse astronoom unistada julges. Saturni fantastiliselt väike keskmine tihedus lubab arvata, et planeedi pind, kui ta üldse olemas on, asub kaugel allpool pilvepiiri. Usutavam on aga, et kuigi planeedil on olemas tahke tuum, läheb aine pilvedeks ja gaasiks üle sujuvalt , nagu teistelgi hiidplaneetidel. Ka Saturnil on väga tugev magnetväli ja kiirgusvööndid. Magnetvälja telg langeb kokku pöörlemisteljega.
Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi nagu Jupiterilgi. Pilvkate jaguneb vöönditeks, kuid need pole nii kontrastsed ja värvilised kui naabril. Vööndid kulgevad ekvaatoriga paralleelselt. Ekvaatorile lähedased vööndid on heledamad ja sisaldavad tumedamaid ja heledamaid laike. Harva on näha ka punakaspruune laike. Planeedi pooluste läheduses leidub laike harva. Saturni keeristormid näivad olevat veidi rahumeelsemad kui suurel naabril. Tuulte kiirus ulatub seal kuni 500 kilomeetrini tunnis.
Saturni sisemus on kuum (+10 000- +15 000 C) ning Saturn kiirgab kosmosesse rohkem soojusenergiat, kui ta saab Päikeselt. Tuulte ülesandeks on ülearune soojus välja pumbata . Suurem osa lisaenergiast toodetakse nagu Jupiterilgi. Aga see ei ole piisav seletamaks Saturni helendust. Toimuda võivad mõningad lisamehhanismid, võib-olla "sajab" heeliumi sügavalt Saturni sisemusest välja.
1933. aastal vaadeldi Saturni ekvaatorist 15 kraadi põhja pool suurt valget laiku. Osutus, et seda nähti juba aastatel 1876 ja 1903. Ka 1960. ja 1990. aastal ilmus ta jälle nähtavale. Ta näib olevat umbes Saturni aastase tsükliga tormiala, mis tekib, kui Saturni põhjapoolkeral on suvi. " Voyager -1" avastas sellel planeedil ka maakera mõõtu suure punase laigu, mis aga polnud nii ere ja püsiv nagu Jupiteril. Pilvede ülemisel piiril on õhutemperatuur -175 C
Kuna Saturn asub Päikesest väga kaugel, siis on seal ka väga külm võrreldes keskmise pinnatemperatuuriga Maal (+22 C). Saturni temperatuur on umbes -180 C. Sellisel temperatuuril ei külmu mitte ainult vesi vaid ka paljud teised ained, mis Maa tingimustes on normaalselt gaasilises olekus. Näiteks meie majapidamisgaasi peamine komponent metaan võib Saturnil normaalselt olla nii vedelas, kui ka tahkes olekus.



Saturni rõngad
Saturni rõngad on tõenäoliselt tekkinud mitmeid miljardeid aastaid tagasi.
Rõngad tiirlevad kitsa kettana ümber Saturni. Rõngastest koosneva ketta läbimõõt on enam-vähem sama suur kui Maa ja Kuu vaheline kaugus.
1610 . aastal märkas Galileo Galilei oma konstrueeritud väikese teleskoobiga Saturni küljes kahte moodustist. Need ei tundunud olevat kaaslased, sest ta ei näinud oma algelise teleskoobiga mingit liikumist. Järgmised 40 aastat kirjeldatigi Saturni venitatuna või sangadega. Esimesena kirjeldas hollandlane Christiaan Huygens 1655 aastal, et Saturn on ümbritsetud õhukese ja tasase rõngaga, mis ei puutu teda kuskil ja on planeedi pöörlemistasapinna suhtes kaldu. Rõngaste koostis ja olemus on valmistanud peamurdmist paljudele teadlastele ja sünnitanud arvukalt erinevaid teooriaid ja hüpoteese. Teaduse arenedes ja võimsamate teleskoopide kasutusele võtmisel selgus, et planeedil on rõngaid mitu ja arvati, et need koosnevad väikestest tahketest osadest. Arvutuste järgi ei saa lähemal kui 2,44 planeedi raadiust suuri kaaslasi tekkida ning kui kosmilises mõttes suured kehad sinna satuvad, siis need peaksid raskusjõu tõttu purunema . Saturni rõngad asuvad just sellises kauguses ning teadlased arvavad , et aine, millest muidu oleksid tekkinud kuud jäi rõngastesse.
Rõngaste täpne olemus selguski alles esimeste tehiskaaslaste möödumisel Saturnist. 1973. aasta aprillis startis "Pioneer-11", mis jõudis Saturni ühe välimise rõngani 1. septembril 1979. aastal. Automaatjaam tegi palju huvitavaid vaatlusi ja avastas Saturnil veel kaks kitsast rõngast. 1980. aasta novembris jõudis Saturni juurde automaatjaam "Voyager-1". Siis tehti ka lõplikult kindlaks, et Saturni rõngas koosneb sadadest väikestest rõngastest. "Voyager-1" piltide põhjal jõudsid uurijad arvamusele, et kõikide rõngaste osakesed koosnevad jääst, mis on segatud metaani ja ammoniaagiga, nende tihedus on 0,6 vee tihedust. Osakeste suurus kõigub mikromeetrist kilomeetrini.
Sisemised-rõngad on umbes 1,3 km paksud, äärmised aga kümme korda õhemad. Nende diameeter on 250,000 km või rohkem. Hoolimata nende mõjukast välimusest on rõngastes tõesti väga vähe materjali - kui rõngad surutaks kokku iseseisvaks kehaks, ei oleks selle läbimõõt rohkem kui 100 km.
Augustis 1981 jõudis Saturni juurde ka "Voyager-2", millelt saadud andmete uurimisel leiti, et kohati on rõnga paksus vaid 150 meetrit või isegi alla selle. Samuti registreeris tehiskaaslane sisemistes rõngastes ka võimsaid välgusähvatusi.
Saturni pöörlemistelg on orbiidi tasandi suhtes kaldu, mistõttu rõngad on näha erinevate nurkade all. Igal Saturni tiirul ümber Päikese on rõngad kaks korda näoga meie poole ning kaks korda servaga, kadudes siis vaateväljast.


Saturni kuud
Lisaks kosmilisest tolmust koosnevale rõngaste süsteemile on Saturnil avastatud üle 50 kuu. 17 kõige varem avastatud Saturni kuud, on saanud oma nime Kreeka mütoloogiliste tegelaste auks, välja arvatud rooma jumala nime kandev Janus. Praeguseks on ametlikult nimi pandud 54-le Saturni kuule .
Titan on Saturni kõige suurem kuu. Päikesesüsteemis ületab teda vaid Jupiteri suurim kuu -Ganymedes. Titan on suurem kui Merkuur ja 1,9 korda raskem kui meie Kuu. Titanil on tihe atmosfäär ja ta on kaetud läbipaistmatu pilvekihiga. Kuu keskmiseks pinnatemperatuuriks ekvaatori läheduses on mõõdetud -180°C. Atmosfääri põhikomponent on lämmastik. Peale Maa on Titan teadaolevalt ainus keha Päikesesüsteemis, mille pinda katavad talvel külmuvad ja suvel sulavad ookeanid . Tihti sajab vihma ja lund, ainult vee osa täidab Titanil metaan.
Suuruselt teise kuu, Rhea , pind sarnaneb meie Kuuga , see on kõige tihedamalt kraatreid täis pikitud keha terves Päikesesüsteemis.
Iapetus on huvitav kahepalgeline kuu. Selle liikumise poole suunatud külg on kümme korda tumedam kui vastaskülg. Hele ala on täis kraatreid, tume ala on tasane ning ulatub lahtedena heleda ala sisse.
Kõige väiksem, Pan, on läbimõõdult ainult 20 km ringis .

Kokkuvõte
Kuigi Saturn avastati juba antiikajal on ikkagi tema kohta palju küsimusi.
Mõistatusliku Saturni on praegu uurimas kosmoselaev Cassini, mis startis 1997. aastal. Saturnini jõudis ta 2004. aastal. Cassini misiooniks on uurida Saturni müstilisi kuusid, rõngaid ja keerulist magnetilist keskkonda.


Pilte
Saturn
Saturni kuu Titan

Kasutatud kirjandus:
Becklake, S. 1997. Kosmos. Tähed, planeedid ja kosmoselaevad. Tallinn:Varrak
http://www.miksike.ee/docs/elehed/4klass/1kosmos/elutuba/saturn.html
http://miksike.com/docs/referaadid2005/saturn_evelin.ht m
http://et.wikipedia.org/wiki/Saturn
http://opik.obs.ee/osa2/ptk07/box01.html
Pildid:
http://images.google.ee/images