Planeet Saturn (0)

Tallinna Nõmme Gümnaasium

Planeet Saturn

Referaat

Koostaja :
Juhendaja :
Tallinn 2008
Sisukord
Sisukord...............................................................................................................................2
Sissejuhatus..........................................................................................................................3
Planeedi pind………………………………………………………………………………4
Saturni pilvkate ……………………………………………………………………………5
Saturni rõngad……………………………………………………………………………..6
Rõngata saturn …………………………………………………………………………….7
Saturni kuud….……………………………………………………………………………8
Kokkuvõte..........................................................................................................................11
Kasutatud kirjandus………………………………………………………...……………12

Sissejuhatus

Kreeklaste titaan Kronos ehk roomlaste Saturn oli Zeus -Jupiteri isa. Saturn, kes omal ajal oli troonilt tõuganud maailma looja, Uranuse, ei olnud kõrgemate olendite hulgas kuigi populaarne . Oma trooni kindlustamiseks sõi Saturn ära oma lapsed. Jupiteri asemel aga sokutati talle eineks kivi. Hiljem vabastas Jupiter vennad ning võitis sõja titaanide vastu. Ja nüüd liigubki Saturn taevas teistest kaugemal, liigub aeglaselt, olles täis kibestumist tänamatu maailma vastu. [1]
Saturn paistab Maalt kui hele kollane täht. Kosmosesondid on toonud uut teavet selle värvika planeedi kohta, millel on hämmastav rõngaste süsteem ja suur kuupere.Suuruselt on ta teine ja Päikese poolt kuues planeet Päikesesüsteemis [2]
Saturni keskmine kaugus Päikesest on 9,54 astronoomilist ühikut.
Saturn on nagu omaette miniatuurne plannedisüsteem, kus on isegi asteroidi vööndid- rõngad. Ainult, et süsteemi valitseja pole täht. [3]
Planeet Saturn

Planeedi pind

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. 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. Kosmoseaparaatide abiga on mõõdetud Saturni magnetvälja, mis on väga tugev, ehkki umbes 10 korda nõrgem, kui Jupiteril. [4]
Saturn teeb ringi ümber päikese umbes 29,46 aastaga, ringi ümber ekvaatori aga 10 tunni ja 14 minutiga. Saturni läbimõõt ekvaatoril on 120 670 km. Saturni suuruse suhe on 1:10, mis on planeetidest kõige lapikum. Saturni pöörlemistelg on orbiidi tasandi suhtes 63°16’ kaldu ja see tekitab erinevad aastaajad . [5]
Keemiline koostis on Saturnil umbkaudu sama mis Jupiteril. Levinuim element on vesinik (mahu järgi 87-90%), ülejäänu on peamiselt heelium (10-13%). Ka lisandid on samad - ammoniaak (NH3), metaan (CH4), etaan (C2H6), vesi, atsetüleen (C2H2) ja fosfiin(PH3). Jälgi on leitud ka keerulisematest molekulidest. [4]
Planeet saturn

Saturni pilvkate

Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi. Pilvkate jaguneb vöönditeks. 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 Jupiteril . Tuulte kiirus ulatub seal kuni 500 kilomeetrini tunnis. Saturn kiirgab kaks ja pool korda rohkem soojust, kui ta Päikeselt saab, ning tuulte ülesandeks on ülearune soojus välja pumbata .
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 tema kuulsal kolleegil Jupiteril. Pilvede ülemisel piiril on õhutemperatuur -175 C, seega kolmkümmend kraadi madalam kui Jupiteril. Ülemised pilved on metaanist ja ammoniaagist, alumised pilved võivad olla jääkristallidest, sest sügavamale minnes kasvab nii rõhk kui temperatuur. [4]

Saturni rõngad

Saturn on inimkonnale iidsetest aegadest teadaolevatest planeetidest kaugeim. Järgmised kolm planeeti on paljale silmale nähtamatud ning need avastati alles pärast teleskoobi leiutamist. 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 jäid 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. 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. [6]
Saturni rõngad
Rõngata saturn
Ekliptikaks nimetavad astronoomid Päikese teekonda tähistaevas aasta vältel. Tegelikult määrab selle Maa orbiidi tasand. Nagu teame, tiirlevad ligikaudu samas tasandis ka kõik teised suured planeedid . (Saturni orbiit on näiteks Maa omaga vaid 2,5 kraadise nurga all). Et rõnga asend maailmaruumis ei muutu, planeet ise aga liigub ümber Päikese, tekibki iga 15 aasta järel olukord, kus Maal asuv vaatleja näeb rõngast servalt. Kuna teda siis näha ei ole, peab ta olema “õhuke ja tasapinnaline” - nagu paberileht
Loomulikult huvitas uurijaid, mida see ketas endast kujutab ja kui paks on see “õhuke” tegelikult. Saturn asub hirmuäratavalt kaugel - kümme korda kaugemal kui Päike ja poole kaugemal kui Jupiter. 18. sajandi tuntuim astronoom ja teleskoobiehitaja W. Herschel julges pakkuda paksuseks “mitte rohkem, kui 300 miili”. Rõnga kadumine iga 15 aasta tagant ongi ainus võimalus tema paksuse määramiseks. 19. sajandil jõuti 40 miilini, 1908.a. anti paksuseks 13 miili, 1966.a. 2.4 km, 1980.a. 1.1+/-0.3 km.
Et Saturni telg seisab niisama kindlalt, kui Maa omagi, liigub lõikejoon koos Saturniga piki viimase orbiiti, säilitades seejuures oma suunda. Iga 14 aasta tagant tuleb see joon Maa orbiidi sisse. Saturn liigub aeglasemalt kui Maa (9.5 km/s Maa 30 km/s vastu), Maa orbiit on suur (läbimõõt 300 miljonit kilomeetrit); kui jagame viimase arvu esimesega, saamegi teada, et rõnga kadumine on võimalik peaaegu terve aasta jooksul - kui ainult Maa satuks sellele “sõlmede joonele”. Aga satub ta sinna kindlasti, kuna aastaga teeb ta ju orbiidil täistiiru.
Kui Maa ja Päike on samal pool sõlmede joont, näeme me nagu tavaliselt rõnga valgustatud pinda. Kui Maa on sõlmjoonest ülalpool, siis on Päike allpool: me näeme rõnga valgustamata poolt! Valgustamata rõngas paistab siis küllalt laiana ning heal juhul on võimalus oma silmaga näha seda, millest seni teame vaid kosmosetehnika vahendusel - Saturni rõnga negatiivi. Kosmosesond “Voyager”, pildistas 1980.a. rõngast mõlemalt poolt. Tuli välja, et heledad rõngad muutusid tumedateks; mis aga üllatas, oli see, et rõngaste vahelised tühikud (silmaga näeme neist suurimat, nn. Cassini tühimikku, lähedalt vaadates on neid aga sadu) muutuvad läbivas valguses heledaks. [7]
Rõngata Saturn
Saturni kuud
Lisaks kosmilisest tolmust koosnevale rõngaste süsteemile on Saturnil avastatud üle 60 kuu, üks suur, 6 keskmist ja 10 väikest ja arvukalt veelgi väiksemaid kaaslasi. Kõik Saturni kuud on saanud oma nime kreeka mütoloogiliste tegelaste auks, välja arvatud rooma jumala nime kandev Janus .
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, õhurõhk Titani pinnal on 1,6 atmosfääri. 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. [6]
Titani keskmine diameeter on 5150 km (0,404 Maad), pindala 83 000 000 km². Titani mass on 1,345* 1023 kg , mis on 0,0225 Maa massi. Keskmine tihedus on 1,88 g/cm³. Titani gravitatsioonikiirendus on 0,782 m/s². Pöörlemisperiood 15 950 päeva . Titani telje kalle on 1,942°. [8]
Titan
Suuruselt järgmine kuu on Rhea , millest “Voyager-1” möödus ainult 72000 kilomeetri kauguselt ning pildistas selle pinnal kuni poolteisekilomeetrilisi objekte. Rhea pind sarnaneb meie Kuuga, see on kõige tihedamalt kraatreid täis pikitud keha terves Päikesesüsteemis. Rhea pinnavormid on nimetatud eksootiliste rahvaste peajumalate või maailma loomise tegelaste nimedega. Näiteks Taaroa esindab polüneeslasi ja Torum handi -mansi rahvust, eestlasi aga esindab meie muistse piksejumala Uku nimeline kraater . Aasia rahvaid esindavad 26 nime, aafriklasi esindab 8 nime, Austraaliat ja Okeaaniat 7 nime, lõunaameeriklasi 5 nime. [6][9]
Rhea
Suuruselt kolmas on Iapetus . 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. Tume ala on selle ja veel kolme Saturni kuu avastaja auks nimetatud Cassini piirkonnaks . Kuna Jean Dominique Cassini olles itaallane elas ja töötas peamiselt Prantsusmaal on ka kraatrid nimetatud prantsuse rahvuseepose “ Rolandi laul” tegelaste järgi. Heleda poole kraatrid on prantsuse rüütlid, näiteks Roland , tumeda poole omad - maurid , näiteks Baligant. Kuul on kirjeldatud 18 kraatrit, Cassini piirkond ja Roncevaux maa kuru auks, kus eepose kangelane Roland langes. [6]
Iapetus
Saturni kaaslane Phoebe avastas 17. märtsil 1899 William Henry Pickering fotode järgi, mis olid tehtud DeLisle Stewarti poolt Arequipas. See on esimene planeedi kaaslane, mis avastati fotode järgi.Ta sai nime titaan Phoibe järgi.Phoebe on enam-vähem kerakujuline. Tema läbimõõt on 220 km. [10]
Phoebe
Ülejäänud kuud kannavad järgmiseid nimesid: Epimetheus, Janus, Pandora , Prometheus , Atlas , Pan, Pallene, Methone, Mimas, Enceladus, Telesto, Calypso, Polydeuces, Dione, Helene , Hyperoin, Iljiraq, Kiviuq, Erriapo, Albiorix, Skadi , Paallaq, Mundilfari, Narvi, Tarvos, Siamaq, Suttung, Thrym ja Ymir. [11]
Saturn koos oma suuremate kuudega

Kokkuvõte

Saturn on päikesesüsttemi suuruselt teine planeet ja kauguselt kuues. Sellel on Väga palju kaaslasi. Lisaks rohkele arvule kuule on Saturnil ka rõngad, mida teistel planeetidel ei leidu.
Objekti nimi
Avastamine
Kaugus
(1000 km)
Periood
(ööp.)
Läbimõõt
(km)
D-rõngas
G. Fournier , 1907
67,0
7 500
C-rõngas
J. Galle, 1838
74,5
17 500
B-rõngas
C. Huygens, 1655
92,0
25 500
Cassini lõhe
G. Cassini, 1675
117,5
4 700
A-rõngas
C. Huygens, 1655
122,2
14 600
Encke lõhe
J. Encke, 1837
134,6
500
Pan
M. Showalter, 1990
134,6
20
Atlas
“Voyager 1”, 1980
137,7
0,6
28
Prometheus
“Voyager 1”, 1980
139,4
0,6
92
F-rõngas
“Pioneer”, 1979
140,2
500
Pandora
“Voyager 1”, 1980
141,7
0,6
92
G-rõngas
“Pioneer”, 1979
165,8
8 8000  
Epimetheus
“Voyager 1”, 1980
151,4
0,7
114
Janus
“Voyager 1”, 1980
151,4
0,7
178
E-rõngas
W. Feibelman, 1979
180
300 000
Mimas
W. Herschel, 1789
185,5
0,9
392
Enceladus
W. Herschel, 1789
238.0
1,4
520
Tethys
G. Cassini, 1684
294.7
1,9
1 060
Telesto
“Voyager 1”, 1980
294,7
1,9
30
Kalypso
“Voyager 1”, 1980
294,7
1,9
26
Dione
G. Cassini, 1684
377,4
2,7
1 120
Helena
P. Laques, 1980
377,4
2,7
32
Rhea
G. Cassini, 1672
527,0
4,5
1 530
Titan
C. Huygens, 1655
1 222,0
16,0
5 150
Hyperion
G. Bond, 1848
1 481,0
21,3
286
Iapetus
G. Cassini, 1671
3 561,0
79,3
1 460
Phoebe
W. Pickering, 1898
12 954,0
550,4
220
[9]

Kasutatud kirjandus

http://opik.obs.ee/osa2/ptk07/box01.html

http://www.miksike.ee/docs/referaadid2005/saturn_evelin.ht m

E. Pärtel, J. Lõhmus Füüsika õpik IX klassile, lk 125

http://opik.obs.ee/osa2/ptk07/box01.html

Eesti entsükloppedia RAI-SUM, lk 385

http://www.miksike.ee/documents/main/referaadid/saturn3.ht m

http://www.obs.ee/obs/saturn95.html

http://et.wikipedia.org/wiki/Titan

http://opik.obs.ee/osa2/ptk07/box02.html

http://et.wikipedia.org/wiki/Phoebe

http://et.wikipedia.org/wiki/Saturn
12