Saturn je znan po plinskem velikanu in po impresivnem obročnem sistemu. A bi vas presenetilo, če veste, da ima ta planet tudi drugo najbolj luno v Osončju, drugo le Jupiter? Da, Saturn ima najmanj 150 lune in lune skupaj, čeprav je le 62 potrdilo orbito in le 53 jih je dobilo uradna imena.
Večina teh lun je majhnih ledenih teles, ki so malo več kot deli njegovega impresivnega obroča. V resnici je 34 imenovanih lun s premerom manj kot 10 km, medtem ko je še 14 premerov od 10 do 50 km. Vendar pa so nekatere njegove notranje in zunanje lune med največjimi in najbolj dramatičnimi v osončju, saj merijo v premeru med 250 in 5000 km in v njem živijo nekatere največje skrivnosti osončja.
Lune Saturna imajo med seboj tako raznoliko okolje, da bi si oprostili, da bi želeli preživeti celotno misijo in si ogledali njegove satelite. Od oranžnega in meglenega Titana do ledenih plutov, ki izvirajo iz Enceladusa, nam preučevanje Saturnovega sistema omogoča veliko stvari, o katerem moramo razmišljati. In ne samo to, odkritja lune še naprej prihajajo. Od aprila 2014 obstaja 62 znanih satelitov Saturn (seveda brez njegovih spektakularnih obročev). Petintrideset od teh svetov je poimenovano.
Odkritje in poimenovanje:
Pred izumom teleskopske fotografije so z uporabo preprostih teleskopov opazovali osem Saturnovih lun. Prvi je bil odkrit Titan, največja Saturnova luna, ki jo je Christiaan Huygens leta 1655 opazoval s teleskopom po lastni zasnovi. Med leti 1671 in 1684 je Giovanni Domenico Cassini odkril lune Tethys, Dione, Rhea in Iapetus - ki jih je skupno poimenoval "Sider Lodoicea" (latinsko za francoski kralj Louis XIV, po francoskem kralju Luju XIV).
Leta 1789 je William Herschel odkril Mima in Enceladusa, medtem ko sta oče in sin astronoma W.C Bond in G.P. Bond je odkril Hyperion leta 1848 - kar je istega leta neodvisno odkril William Lassell. Do konca 19. stoletja je iznajdba fotografskih plošč z dolgo izpostavljenostjo omogočila odkrivanje več lun - prvega od njih Phoebe, ki ga je leta 1899 opazoval W.H. Nabiranje.
Leta 1966 je francoski astronom Audouin Dollfus odkril deseti satelit Saturn, ki se je kasneje imenoval Janus. Nekaj let pozneje je bilo ugotovljeno, da je bilo mogoče njegovo opazovanje razložiti le, če bi bil prisoten drug satelit z orbito, podobno Janusovi. Ta enajsta luna se je pozneje imenovala Epimetej, ki ima isto orbito z Janusom in je edina znana ko-orbitala v Osončju.
Do leta 1980 so odkrili tri dodatne lune in jih pozneje potrdili Voyager sonde. Bila sta trojanska luna (glej spodaj) Helene (ki kroži po Dioni), pa tudi Telesto in Calypso (ki krožita Tethys).
Študij zunanjih planetov je od takrat doživel revolucijo z uporabo brezpilotnih vesoljskih sond. Začelo se je s prihodom Voyager vesoljske ladje v kronski sistem v letih 1980–81, kar je povzročilo odkritje treh dodatnih lun - Atlasa, Prometeja in Pandore - kar je skupno doseglo 17. Do leta 1990 so arhivirane slike razkrile tudi obstoj Pan.
Temu je sledil Cassini-Huygens misija, ki je v Saturn prispela poleti 2004. Sprva, Cassini odkrili tri majhne notranje lune, med njimi Methone in Pallene med Mimasom in Enceladusom, pa tudi drugo lagrangijevo luno Dione - Polydeuces. Novembra 2004 je dr. Cassini znanstveniki so sporočili, da mora znotraj Saturnovih obročev krožiti še več lun. Iz teh podatkov je bilo potrjenih več lunin in lune Daphnis in Anthe.
Raziskovanju Saturnovih lun je pomagala tudi uvedba digitalnih naprav, povezanih s polnjenjem, ki so do konca 20. stoletja nadomestile fotografske plošče. Zaradi tega so zemeljski teleskopi začeli odkrivati več novih nepravilnih lun okoli Saturna. Leta 2000 so trije srednje teleskopi našli trinajst novih lun z ekscentričnimi orbitami, ki so bile oddaljene od planeta.
Leta 2005 so astronomi, ki uporabljajo Observatorij Mauna Kea, napovedali odkritje še dvanajstih manjših zunanjih lun. Leta 2006 so astronomi, ki so uporabljali japonski teleskop Subaru v Mauna Kea, poročali o odkritju še devetih nepravilnih lun. Aprila 2007 je bil objavljen Tarqeq (S / 2007 S 1), maja istega leta pa poročila S / 2007 S 2 in S / 2007 S 3.
Sodobna imena luta Saturna je leta 1847 predlagal John Herschel (sin Williama Herschela). V skladu z nomenklaturo drugih planetov je predlagal, da se poimenujejo po mitoloških figurah, povezanih z rimskim bogom kmetijstva in letine - Saturnom, ekvivalent grškega Cronusa. Zlasti sedem znanih satelitov je dobilo ime po Titanih, Titanessih in Giantsih - bratih in sestrah Cronusa.
Leta 1848 je Lassell predlagal, da bi osmi satelit Saturn po drugem Titanu poimenovali Hyperion. Ko so se v 20. stoletju imena Titanov izčrpala, so lune dobile ime po različnih likih grško-rimske mitologije ali velikani iz drugih mitologij. Vse neredne lune (razen Phoebe) so poimenovane po inuitskih in galskih bogovih ter nordijskih ledenih velikanih.
Notranja velika luna Saturna:
Lune Saturna so razvrščene glede na njihovo velikost, orbite in bližino Saturna. Vse notranje lune in navadne lune imajo majhne orbitalne naklone in ekscentričnosti ter programirane orbite. Medtem imajo neredne lune v najbolj oddaljenih regijah orbitalni polmer milijonov kilometrov, orbitalna obdobja, ki trajajo več let, in se gibljejo po retrogradni orbiti.
Saturnove notranje velike lune, ki krožijo znotraj E obroča (glej spodaj), vključujejo večje satelite Mimas, Enceladus, Tethys in Dione. Vse te lune so v glavnem sestavljene iz vodnega ledu, verjamejo pa, da so ločene v kamnito jedro ter ledeni plašč in skorjo. S premerom 396 km in maso 0,4 × 1020 kg, Mimas je najmanjša in najmanj masivna od teh lun. Je jajčaste oblike in kroži po Saturnu na razdalji 185.539 km z orbitalno dobo 0,9 dni.
Nekateri šaljivo imenujejo Mimasa luno "Star Death" zaradi kraterja na njeni površini, ki spominja na stroj izVojna zvezdvesolje. Krater Herschel v dolžini 140 km predstavlja približno tretjino premera Lune in bi lahko ustvaril zlome (chasmata) na nasprotni strani Lune. V resnici so kraterji na majhni površini Lune, zaradi česar je eden najbolj osvetljenih v osončju.
Enceladus ima premer 504 km, maso 1,1 × 1020 km in je kroglaste oblike. Na Saturnu kroži na razdalji 237.948 km in za izvedbo ene orbite potrebuje 1,4 dni. Čeprav gre za eno manjših sferičnih lun, je edina kronijska luna, ki je endogeno aktivna - in eno najmanjših znanih teles v Osončju, ki je geološko aktivno. Posledica tega so značilnosti, kot so znamenite "tigraste črte" - niz neprekinjenih, izbočenih, rahlo ukrivljenih in približno vzporednih prelomov znotraj južnih polarnih širin Lune.
V južnem polarnem območju opažajo tudi velike gejzirje, ki občasno sproščajo vodni led, plin in prah, ki obnavljajo Saturnov obroč. Ti curki so eden od številnih znakov, da ima Enceladus tekočo vodo pod ledno skorjo, kjer geotermalni procesi sproščajo dovolj toplote, da se topel vodni ocean ohranja bližje jedru.
Luna ima vsaj pet različnih vrst terena, "mlado" geološko površino, staro manj kot 100 milijonov let. Z več kot 140% geometrijskim albedom, ki je posledica tega, da je večinoma sestavljen iz vodnega ledu, je Enceladus eden najsvetlejših znanih predmetov v Osončju.
Tethys je s premerom 1066 km druga največja Saturnova notranja luna in 16. največja luna Osončja. Večino njegove površine sestavljajo močno obzidan in hribovit teren ter manjše in bolj gladko nižinsko območje. Njene najpomembnejše lastnosti so velik udarni krater Odiseja, ki meri v premeru 400 km, in velik kanjonski sistem z imenom Ithaca Chasma - ki je koncentričen z Odisejem in meri 100 km širok, 3 do 5 km globok in 2000 km dolg.
S premerom in maso 1123 km in 11 × 1020 kg, Dione je največja notranja luna Saturna. Večina Dioneove površine je močno obzidan stari teren z kraterji, ki v premeru merijo do 250 km. Vendar je Luna prekrita tudi z obsežno mrežo korit in lineamentov, ki kažejo, da je imela v preteklosti globalno tektonsko aktivnost.
Zajet je v kanjone, pokanje in kraterje in prevlečen iz prahu v E-obroču, ki je prvotno prišel iz Enceladusa. Lokacija tega prahu je pripeljala astronome do teorije, da se je luna vrtela približno 180 stopinj od svoje prvotne lege v preteklosti, morda zaradi velikega trka.
Saturnove velike zunanje lune:
Velike zunanje lune, ki krožijo zunaj Saturnovega obroča E, so po sestavi podobne Notranjim Lunam - tj. Sestavljene predvsem iz vodnega ledu in kamnin. Od teh je Rhea druga največja - meri 1527 km v premeru in 23 × 1020 kg v masi - in deveta največja luna Osončja. Z orbitalnim polmerom 527.108 km je peta najbolj oddaljena od večjih lun in za izvedbo orbite potrebuje 4,5 dni.
Tako kot drugi kronijski sateliti ima tudi Rhea precej močno okrnjeno površino in na njeni polobli nekaj velikih zlomov. Rhea ima tudi dva zelo velika vplivna bazena na njeni proti-Saturnski polobli - krater Tirawa (podobno kot Odisej na Tethysu) in krater, ki je še neimenovan, in ki merita čez 400 oziroma 500 km.
Rhea ima vsaj dva glavna odseka, prvi so svetli kraterji z kraterji, večjimi od 40 km, drugi pa manjši kraterji. Verjame se, da je razlika v teh značilnostih velik dogodek, ki se je pojavil nekoč v preteklosti Rhea.
V premeru 5150 km in 1350 × 1020 kg v masi, Titan je največja luna Saturna in obsega več kot 96% mase v orbiti okoli planeta. Titan je tudi edina velika luna, ki ima svoje ozračje, ki je hladno, gosto in sestavljeno predvsem iz dušika z majhnim deležem metana. Znanstveniki so opazili tudi prisotnost policikličnih aromatičnih ogljikovodikov v zgornji atmosferi, pa tudi kristalov metana v ledu.
Površina Titana, ki jo je zaradi obstojne atmosferske megle težko opaziti, kaže le nekaj udarnih kraterjev, dokazov o kriovolkanih in vzdolžnih sipinskih poljih, ki so jih očitno oblikovali plimovalni vetrovi. Titan je tudi edino telo v Osončju poleg Zemlje s telesi tekočine na njegovi površini v obliki jezer metana in etana v severnem in južnem polarnem območju Titana.
Titan se odlikuje tudi po tem, da je edina kronijska luna, ki je kdaj imela sondo na njem. To je bila pristavka Huygens, ki jo je vesoljsko plovilo Cassini preneslo v meglen svet. Titanovi "zemeljski procesi" in debela atmosfera so med tistimi, zaradi katerih ta svet izstopa med znanstveniki, med katere sodijo njegov etanski in metanski dež iz atmosfere in teče na površju.
Z orbitalno razdaljo 1.221.870 km je druga najbolj oddaljena luna od Saturna in vsakih 16 dni opravi eno samo orbito. Tako kot Europa in Ganymede velja, da ima Titan podzemni ocean, sestavljen iz vode, pomešane z amonijakom, ki lahko izbruhne na površino Lune in vodi v kriovolkanizem.
Hyperion je Titanov neposredni sosed. Pri povprečnem premeru približno 270 km je manjši in lažji od Mimasa. Prav tako je nepravilne oblike in precej nenavadne sestave. Luna je v osnovi jajčasto rumeno telo z izjemno porozno površino (ki spominja na gobo). Površina Hyperiona je prekrita s številnimi udarnimi kraterji, od katerih je večina premera 2 do 10 km. Ima tudi zelo nepredvidljivo vrtenje, brez natančno opredeljenih polov ali ekvatorjev.
Pri premeru 1.470 km in 18 × 1020 kg v masi, Iapetus je tretja največja Saturnova velika luna. In na razdalji 3.560.820 km od Saturna je najbolj oddaljena od velikih lun, za izvedbo ene orbite pa potrebuje 79 dni. Zaradi svoje nenavadne barve in sestave - njegova vodilna polobla je temna in črna, medtem ko je njena polobla veliko bolj svetlejša - jo pogosto imenujejo "yin in jang" Saturnovih lun.
Saturnove nepravilne lune:
Nad temi večjimi lunami so Saturnove nepravilne lune. Ti sateliti so majhni, velikega polmera, nagnjeni, večinoma retrogradne orbite in verjamejo, da so jih pridobili s Saturnovo gravitacijo. Te lune sestavljajo tri osnovne skupine - skupina Inuit, skupina Gallic in norveška skupina.
Skupino Inuitov sestavlja pet nepravilnih lun, ki so vsi poimenovani iz inuitske mitologije - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq in Tarqeq. Vsi imajo programirane orbite, ki segajo od 11,1 do 17,9 milijona km in premera od 7 do 40 km. Po videzu so si podobni (rdečkasto odtenki) in imajo orbitalne naklone med 45 in 50 °.
Skupina Gallic je skupina štirih prograde zunanjih lun, imenovanih za like v galski mitologiji -Albiorix, Bebhionn, Erriapus in Tarvos. Tudi tu so lune po videzu podobne in imajo orbite, ki segajo od 16 do 19 milijonov km. Njihovi nagibi so v območju 35 ° -40 °, ekscentričnosti okoli 0,53, velikosti pa segajo od 6 do 32 km.
Nazadnje je tu norveška skupina, ki jo sestavlja 29 retrogradnih zunanjih lun, ki svoje ime prevzamejo iz norveške mitologije. Ti sateliti segajo v velikosti od 6 do 18 km, njihove razdalje od 12 do 24 milijonov km, nakloni med 136 ° in 175 ° in njihovi ekscentričnosti med 0,13 in 0,77. Ta skupina se včasih imenuje tudi skupina Phoebe zaradi prisotnosti ene same večje lune v skupini - ki v premeru meri 240 km. Drugi največji, Ymir, meri 18 km v širino.
Znotraj notranje in zunanje velike lune obstajajo tudi tiste, ki spadajo v skupino Alkyonide. Te lune - Methone, Anthe in Pallene - so poimenovane po Alkyonidih grške mitologije, nahajajo se med orbitami Mimasa in Enceladusa ter spadajo med najmanjše lune okoli Saturna. Nekatere večje lune imajo celo svoje lune, ki so znane kot trojanske lune. Tethys ima na primer dva trojana - Telesto in Calypso, Dione pa Helene in Polydeuces.
Oblikovanje Lune:
Menijo, da se je Saturnova luna Titana, srednje lune in obroči razvila na način, ki je bližje galilejskim lupom Jupiter. Skratka, to bi pomenilo, da so navadne lune nastale iz obodnega planeta, obroča, v katerem se nabira plin in trdni naplavin, podoben protoplanetarnemu disku. Medtem se verjame, da so zunanji, nepravilni luni predmeti, ki jih je Saturnova gravitacija ujela in ostali v oddaljenih orbitah.
Vendar pa obstaja nekaj različic te teorije. V enem od alternativnih scenarijev sta dve luni velikosti Titana nastali iz akrektorskega diska okoli Saturna; drugi se sčasoma razbije, da nastanejo prstani in notranje lune srednje velikosti. V drugem sta se dve veliki luni združili v Titana, trk pa je raztresel ledene naplavine, ki so nastale tako, da so nastale lune srednje velikosti.
Mehanika, kako se je luna oblikovala, pa za zdaj ostaja skrivnost. Z dodatnimi misijami, namenjenimi preučevanju atmosfer, sestave in površin teh lun, bomo morda začeli razumeti, od kod resnično prihajajo.
Podobno kot Jupiter in vsi drugi plinski velikani je Saturnov sistem satelitov obsežen, saj je impresiven. Poleg večjih lun, za katere se domneva, da so nastale iz masivnega naplavin, ki je nekoč krožilo, ima tudi nešteto manjših satelitov, ki jih je gravitacijsko polje ujelo skozi milijarde let. Lahko si samo predstavljamo, koliko še jih je mogoče najti v orbiti obročanega velikana.
Imamo veliko odličnih člankov o Saturnu in njegovi Luni, tukaj v reviji Space Magazine. Na primer, tukaj je koliko mesecev ima Saturn? in ali Saturn ustvarja novo luno?
Tukaj je članek o odkritju Saturnove 60. lune in še en članek o tem, kako lahko Saturnovi luni ustvarjajo nove prstane.
Želite več informacij o Saturnovih lunah? Oglejte si podatke Nasine Cassini o lunah Saturna in še več z Nasinega mesta za raziskovanje osončja.
Posneli smo dve epizodi Astronomy Cast ravno o Saturnu. Prvo je Epizoda 59: Saturn, drugo pa Epizoda 61: Saturnove lune.
Viri:
- NASA - Cassini misija - Saturnove lune
- Lune Saturna (Evropska vesoljska agencija)
- Cassini Solstice Mission (NASA)
- Cassini-Huygens (Evropska vesoljska agencija)
- Cassini Imaging centralni laboratorij za operacije (CICLOPS)
