Saturno: características, composição, órbita, estrutura

Saturno: características, composição, órbita, estrutura

Saturno é o segundo maior planeta do sistema solar depois de Júpiter . Conhecida por seu sistema de anéis, pertence aos planetas chamados Jovianos, localizados após o cinturão de asteróides, que os separa dos planetas rochosos.

Conhecido desde os tempos antigos, por ser um dos cinco planetas visíveis a olho nu e o mais distante deles, Galileu foi o primeiro a observá-lo com um telescópio em 1610. Embora tenha notado a deformação causada pelos anéis, a falta de resolução do instrumento não o fez. permitiu-lhe distinguir sua forma.

Anos mais tarde, em 1659, quando Christian Huygens descreveu apropriadamente os famosos anéis. Pouco tempo depois, o astrônomo italiano Giovanni Cassini percebeu que os anéis tinham uma divisão, que agora é chamada de divisão Cassini.

Embora os astrônomos antigos não pudessem detalhar o sistema de anéis, a magnífica visão do planeta em si deve ter impressionado o suficiente para dar nomes como “Alap Sahmas” (estrela do Sol ) para os caldeus, “Phaenon” (brilhante como o Sol) para os gregos ou “Khima” (responsável pelo dilúvio universal) para os hebreus.

Os romanos antigos associavam o planeta ao deus grego Cronos, pai de Zeus, a quem chamavam de Saturno. Em homenagem a essa divindade, eles celebraram no mês de dezembro as festas chamadas Saturnalia, que mais tarde os antigos cristãos associaram ao Natal.

Outras culturas antigas, como hindus, chineses e maias, também têm observações do planeta em seus registros. Para os maias, as datas em que ocorreram as conjunções de Saturno, Júpiter e Marte foram festivas.

Características Gerais de Saturno

Saturno não é tão grande quanto Júpiter, possui apenas um terço de sua massa, enquanto seu raio é 16% menor. 

É o menos denso dos planetas; a 687 kg / m 3, poderia flutuar na água se houvesse um oceano grande o suficiente para contê-lo. É composto principalmente de hidrogênio e hélio, os elementos mais leves conhecidos, embora contenha outros em uma proporção muito menor.

Saturno tem seu próprio campo magnético, menos intenso que o de Júpiter, mas muito mais que o da Terra, com o eixo magnético paralelo ao eixo de rotação. É por isso que auroras na forma de círculos concêntricos são comuns, apenas em todas as regiões polares. Estes são formados pelo movimento de partículas eletricamente carregadas em meio ao intenso campo magnético do planeta.

Outra característica distintiva de Saturno é o calor que lança no espaço, pois irradia quase o dobro da energia que recebe do Sol. O interior de Saturno é muito quente, e os cientistas acreditam que isso se deve à condensação do hidrogênio líquido a alta pressão. .

A pressão dentro de Saturno se torna um milhão de vezes maior que a pressão atmosférica da Terra. Gotas de hidrogênio líquido ganham velocidade à medida que fluem em direção ao centro do planeta, produzindo calor.

O hidrogênio líquido se comporta como um metal e não é apenas responsável pelo calor irradiado, mas pelo efeito do dínamo que cria o campo magnético.

A atmosfera de Saturno se assemelha à de Júpiter, com um padrão semelhante de faixas claras e escuras. As nuvens consistem em cristais de amônia, água e hidrossulfeto de amônio. 

Existem ventos fortes e tempestades ocasionais que duram meses na Terra. Os ventos equatoriais em Saturno podem atingir 500 m / s. 

Resumo das principais características físicas do planeta

-Massa: 5,69 x 10 26 kg.

– Raio equatorial: 6,0 x 10 4 km

– Rádio polar : 5,4 x 10 4  km

-Forma: achatada.

– Distância média ao Sol: 1,4 x 10 9 km

Inclinação da órbita : 2,5º em relação à eclíptica.

-Temperatura: entre -139 e -189 ºC.

-Gravidade: 10,4 m / s 2

– Campo magnético próprio: sim.

-Atmosfera: Sim, principalmente hidrogênio.

-Densidade: 687 kg / m 3

– Satélites: 82 formalmente designados, muitas outras luas minúsculas, não designadas .

-Anéis: Sim, um sistema complexo.

Anéis de Saturno

Os anéis são a marca registrada de Saturno, porque, embora os outros gigantes do gás também os possuam, sem dúvida os do planeta são os mais espetaculares.

Os anéis são compostos principalmente de gelo e rochas e são mantidos em forma graças à ação gravitacional de alguns satélites especializados: os satélites de pastor

Inicialmente, devido à falta de resolução em seus telescópios, os astrônomos pensavam que os anéis formavam um disco contínuo de matéria ao redor do planeta. Em qualquer caso, a espessura do sistema é insignificante, no máximo apenas um quilômetro, e pode ser metros em algumas regiões.

O astrônomo italiano Giovanni Cassini foi o primeiro a perceber a existência de uma linha divisória entre eles, por volta de 1675.

Relacionado:  Elipsóide: características e exemplos

Anos depois, o matemático francês Pierre de Laplace apontou que havia na verdade numerosos anéis finos. Finalmente, James Clerk Maxwell construiu um modelo no qual ele propôs que os anéis fossem compostos de muitas partículas, cada uma seguindo uma órbita independente.

Os astrônomos distinguem anéis com as letras do alfabeto. Os 7 anéis principais e mais brilhantes são A, B, C e D, enquanto E, F e G são mais pálidos.

Além disso, existem milhares de anéis mais fracos. O mais palestino e mais externo foi detectado com um telescópio infravermelho e é chamado de anel de Phoebe .

A divisão de Cassini separa o anel A do B, mas no mesmo anel A existe uma região escura chamada divisão de Encke , mantida por um dos satélites de Saturno: Pan. Dentro da região também há um anel extremamente fino.

Existem divisões de larguras variadas, também nomeadas em homenagem a astrônomos famosos: Colombo, Huygens, Maxwell e Keeler.

Origem dos anéis

Os anéis são compostos de partículas que variam em tamanho, de um grão de areia (mícrons) a enormes rochas com dezenas de metros de comprimento, mas os astrônomos concordam que eles não se originaram ao mesmo tempo que o planeta, mas apenas muito recentemente.

Os anéis principais A, B e C são estimados em provavelmente algumas centenas de milhões de anos, e isso é muito pouco em termos astronômicos. Os cientistas estão certos de que todos os planetas do sistema solar foram formados ao mesmo tempo, cerca de 4,6 bilhões de anos atrás.

O material que compõe os anéis pode ter vindo de um cometa, um meteoro ou uma lua, fragmentado pela gravidade do planeta. De qualquer forma, não são os restos da formação do planeta.

A origem dos anéis é certamente incerta por enquanto, mas o consenso geral é que eles são bastante instáveis; portanto, tão rápido quanto se formaram, podem desaparecer ao longo de alguns milhões de anos.

Movimento de tradução

Saturno leva 29 anos e 167 dias para viajar em sua órbita ao redor do Sol. Curiosamente, Saturno e Júpiter estão em ressonância orbital , uma vez que existe interação gravitacional entre eles. É claro que a atração do Sol é muito maior, mas a de Júpiter também influencia.

Quando há ressonância orbital entre objetos astronômicos, seus períodos orbitais mantêm uma certa proporção, sempre com pequenos números. No caso de Saturno-Júpiter, o último gira 5 turnos a cada 2 turnos de Saturno e essa ressonância é considerada como tendo efeitos estabilizadores para as órbitas dos dois planetas.

A ressonância orbital que ocorre entre as partículas que compõem os anéis de Saturno e os satélites que orbitam entre si tem um efeito poderoso na estrutura dos anéis, por exemplo, a existência da divisão Cassini.

Saturno é o planeta no sistema solar com o maior número de satélites, 6 deles têm períodos orbitais relacionados, vamos ver:

-Mimas e Tetis, em relação 1: 2. Para 1 volta de Mimas, Tetis gira 2 vezes.

-Encélado e Dione, em relação 1: 2.

-Hyperion e Titan, em relação 4: 3.

Finalmente, é notável que 85% do momento angular do sistema solar esteja concentrado em Júpiter e Saturno, os dois maiores planetas, em contraste com o Sol, que apesar de ter a maior porcentagem de massa, tem pouco momento angular.

O momento angular de um sistema é uma quantidade física interessante, porque é conservado na ausência de interações externas. Para que uma mudança ocorra, é necessário um torque líquido a partir do interior.

Dados de movimento de Saturno

Os seguintes dados descrevem brevemente o movimento de Saturno:

-Raio médio da órbita: 1,43 x 10 9 km

Inclinação da órbita : 2,5º em relação ao plano da eclíptica

-Excentricidade: 0,056

Velocidade orbital média : 9,6 km / s

Período de tradução : 29,46 anos

Período de rotação: 10,66 horas

Quando e como observar Saturno

O planeta Saturno é considerado um planeta superior, pois sua órbita está fora da órbita da Terra. Os planetas superiores são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno . Por outro lado, os planetas cuja órbita está mais próxima do Sol são chamados de planetas inferiores: Mercúrio e Vênus .

O melhor momento para observar um planeta mais alto é quando a Terra fica entre ele e o Sol. Em vez disso, é mais difícil ver quando está em conjunto, pois está mais distante da Terra e mais próximo do Sol, o que o obscurece. A situação é descrita graficamente na imagem a seguir:

Naturalmente, um dos principais objetivos de qualquer observador do céu é contemplar os anéis, para os quais basta um pequeno telescópio. Mas é necessário levar em conta que às vezes os anéis estão no limite em relação à Terra e, portanto, são invisíveis.

Relacionado:  Io (satélite): características, composição, órbita, movimento, estrutura

O ângulo em que os anéis são vistos muda ao longo de 30 anos, que é o período em que Saturno viaja em sua órbita ao redor do Sol.

As próximas oposições de Saturno são: 

-2020 : 20 de julho

-2021 : 2 de agosto

-2022 : 14 de agosto

-2023 : 27 de agosto 

-2024 : 08 de setembro 

-2025 : 21 de setembro

Movimento rotativo

Saturn leva em média cerca de 10,66 horas para concluir uma curva em seu próprio eixo de rotação, embora nem todas as suas zonas giram na mesma taxa. Por exemplo, no equador, a velocidade de rotação é de 10,25 horas, enquanto no interior do planeta é de aproximadamente 10,65 horas.

Esse fenômeno é conhecido como rotação diferencial e se deve ao fato de o planeta não ser sólido, como dissemos. Também devido à sua natureza líquido-gasosa, o planeta sofre deformação devido ao movimento rotacional, achatando-se nos pólos.

Composição

A composição de Saturno é fundamentalmente a mesma de Júpiter e dos outros planetas gasosos: hidrogênio e hélio, exceto que em Saturno a proporção de hidrogênio é maior, dada a baixa densidade. 

Desde que Saturno se formou na região externa da nebulosa que originou o sistema solar, o planeta foi capaz de crescer rapidamente e capturar uma grande quantidade de hidrogênio e hélio presente na nebulosa.

Devido às enormes pressões e temperaturas aumentando à medida que a profundidade avança, o hidrogênio molecular na superfície é transformado em hidrogênio metálico.

Embora o planeta seja gasoso, há uma proporção menor de elementos mais pesados ​​em seu núcleo, que é rochoso pelo menos em parte, como magnésio, ferro e silício. 

Além desses elementos, abundam vários tipos de gelo, como amônia, água e gelo de metano, que tendem a se acumular em direção ao centro do planeta, que está em altas temperaturas. Então, na realidade, o material é líquido, e não gasoso.

As nuvens de Saturno são compostas de gelo de amônia e água, enquanto na atmosfera, além dessas substâncias, acetileno, metano, propano e vestígios de outros gases foram detectados.

Estrutura interna

Embora dominado por hidrogênio e hélio, acredita-se que Saturno contenha um núcleo de natureza rochosa. Durante o processo de formação dos planetas do sistema solar, em torno deste núcleo os gases estavam se condensando, em um processo rápido que lhe permitiu crescer rapidamente. 

O núcleo de Saturno contém, como dissemos, rochas e elementos e compostos voláteis, cercados por uma camada de hidrogênio líquido. Os cientistas estimam que este núcleo é entre 9 e 22 vezes maior que a Terra: aproximadamente 25.000 km de raio.

Essa camada de hidrogênio líquido é, por sua vez, cercada por camadas de hidrogênio líquido e hélio, que eventualmente se tornam gasosas nas camadas externas. A linha Frenkel é um limite termodinâmico que separa o fluido gasoso do líquido.

Satélites naturais de Saturno

De acordo com os relatos mais recentes, Saturno possui 82 satélites designados e uma infinidade de mini luas que ainda não o possuem. Isso faz de Saturno o planeta com o maior número de satélites até o momento.

O sistema de satélite de Saturno é muito complexo; por exemplo, eles são conhecidos por ter uma ação direta nos anéis: os satélites de pastor. 

Além disso, existem satélites Trojan, que permanecem em uma órbita estável 60º à frente ou atrás de outros satélites. Por exemplo, as luas Telesto e Calypso são Trojans de Thetys, um dos maiores satélites de Saturno.

Os principais satélites de Saturno são Titan, Mimas, Encélado, Thetis, Dione, Rhea, Hyperion, Japet e Phoebe. Esses satélites são conhecidos desde antes das missões espaciais, mas as sondas de pesquisa de Saturno descobriram muito mais.

A maior de todas as luas de Saturno é Titã, que também tem sua própria atmosfera e é a segunda maior em todo o sistema solar, depois de Ganimedes, a grande lua de Júpiter. Titã é ainda maior que Mercúrio.

Por sua vez, Encélado, a sexta lua de Saturno, é uma enorme bola de neve com uma surpresa: seu núcleo é coberto por um oceano de água quente e líquida.

Um fato curioso entre as luas de Saturno é que existem satélites cujas órbitas são as mesmas, mas eles conseguem não colidir. Os mais notáveis ​​desses satélites coorbitais são Janus e Epimeteu. 

Relacionado:  Via Láctea: origem, características, peças, componentes

Nem todas as luas de Saturno são esferoidais, existem muitos satélites irregulares, geralmente de tamanho pequeno e órbitas bem distantes do planeta.

Titã e sua atmosfera

É o maior e mais importante dos satélites de Saturno, visível da Terra como um pequeno ponto de luz, com a ajuda do telescópio. O astrônomo holandês Christian Huygens foi o primeiro a vê-lo por volta de 1655 e John Herschel, já no século 19, o nomeou de Titã.

Sua densidade aproximada é de 1,9 g / cm 3 e, embora contenha um núcleo rochoso, é um mundo quase todo feito de gelo.

O titã possui uma atmosfera densa na qual predominam nitrogênio e uma pequena porcentagem de metano, além de traços de hidrocarbonetos. Essa é uma raridade notável no sistema solar, já que os outros satélites não têm sua própria atmosfera.

Também possui oceanos e chuvas, mas não água, mas metano. A existência deste composto é conhecida desde meados do século XX, graças à espectroscopia realizada pelo astrônomo Gerard Kuiper. A sonda Voyager confirmou mais tarde essa descoberta.

O interessante de Titã é que muitos compostos orgânicos foram detectados lá, além do metano, que são precursores da vida. O mecanismo pelo qual Titã adquiriu essa atmosfera peculiar ainda é desconhecido, mas é de grande interesse, pois a abundância de hidrocarbonetos é muito maior que a da Terra.

Como parte da missão da Cassini em Saturno, a sonda Huygens pousou na superfície de Titã e encontrou uma superfície congelada, mas cheia de características geográficas. 

Embora Titã desfrute de uma geologia e clima variados, é um mundo hostil para os seres humanos. Sua atmosfera é muito dinâmica; por exemplo, sabe-se que ventos de alta velocidade são muito superiores aos maiores furacões terrestres.

Missões para Saturno

Pioneer 11

Foi lançado pela NASA em 1973 e alcançou a órbita de Saturno alguns anos depois, em 1979. Essa missão capturou imagens de baixa resolução e também encontrou satélites e anéis desconhecidos nunca vistos na Terra. 

A sonda finalmente ficou à deriva em 1995, mas carregando a placa com a famosa mensagem criada por Carl Sagan e Frank Drake, no caso de navegadores alienígenas se depararem com ela.

Viajante

Essa missão consistiu no lançamento de duas sondas: Voyager 1 e Voyager 2.

Embora o Voyager 1 tenha sido concebido para alcançar Júpiter e Saturno, ele já ultrapassou os limites do sistema solar, entrando no espaço interestelar em 2012. Entre suas descobertas mais importantes, está a confirmação da existência da atmosfera de Titã, além de dados importantes. Atmosfera de Saturno e sistema de anéis.

A Voyager 2 coletou informações sobre a atmosfera de Saturno, pressão atmosférica e inúmeras imagens de alta qualidade. Depois de visitar Saturno, a sonda alcançou Urano e Netuno, após o que entrou no profundo espaço interestelar, assim como a sonda irmã.

Cassini

A missão Cassini foi um projeto conjunto entre a NASA, a Agência Espacial Européia e a Agência Espacial Italiana. Foi lançado em 1997 a partir de Cabo Canaveral e seu objetivo era estudar o planeta Saturno e seu sistema de satélites.

A sonda chegou a Saturno em 2004 e conseguiu orbitar o planeta 294 vezes até 2017, quando ficou sem combustível. A sonda foi então imersa deliberadamente em Saturno, para evitar colidir com qualquer um dos satélites, evitando assim a contaminação radioativa.

Cassini carregava a sonda Huygens, o primeiro objeto artificial a pousar em um mundo além do cinturão de asteróides: Titã, o maior satélite de Saturno. 

Huygens contribuiu com imagens da paisagem de Titã, bem como da estrutura dos anéis. Ele também obteve imagens de Mimas, outro satélite de Saturno que pasta anéis. Eles mostram a enorme cratera Herschel, com uma enorme montanha no centro.

Cassini também confirmou a presença de água em Encélado, a sexta lua gelada de Saturno, com 500 km de diâmetro, que está em ressonância orbital com Dione. 

A água de Encélado é quente, e gêiseres e fumarolas que expelem vapor de água e compostos orgânicos abundam no planeta, razão pela qual muitos acreditam que poderia abrigar vida.

Sobre Japetus, outro dos maiores satélites de Saturno, as imagens da Cassini revelaram um lado sombrio, cuja origem ainda é indeterminada.

Referências

  1. O céu do mês. Conjunções e oposições planetas externos. Recuperado de: elcielodelmes.com.
  2. Maran, S. Astronomia para manequins.
  3. PANELA. Missões Cassini. Recuperado de: solarsystem.nasa.gov.
  4. Powell, M. Os planetas do olho nu no céu noturno (e como identificá-los). Recuperado de: nakedeyeplanets.com.
  5. Sementes, M. 2011.O Sistema Solar. Sétima edição. Aprendizado Cengage.
  6. Wikipedia. Anel planetário. Recuperado de: es.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. Saturno (planeta). Recuperado de: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Saturno (planeta). Recuperado de: en.wikipedia.org.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies