Na mitologia grega seu nome corresponde a Cronos , o deus do tempo. Os povos antigos já haviam percebido que a trajetória desse mundo era mais lenta do que a dos outros quatro planetas conhecidos, além da Terra. Só não sabiam que isso ocorria pelo fato de estar mais afastado do Sol. Saturno é o segundo maior planeta do sistema solar e foi o mais distante a ser observado antes da invenção do telescópio. Assim como Júpiter, é uma enorme esfera gasosa que envolve um pequeno núcleo sólido. Caracteriza-se por sua coloração amarelado e por seu complexo sistema de anéis, formado por rochas, partículas de gelo e poeira cósmica. Embora pareçam uniformes quando vistas da Terra, as partículas constituintes dos anéis são independentes e com órbita própria. Outra curiosidade: é o único planeta cuja densidade é menor do que a da água. Significa que se houvesse uma piscina gigantesca Saturno boiaria em vez de afundar.
· Distância média do Sol: 1,4 bilhão de km;
· Massa: 5,688×1026 kg
· Temperatura média na superfície: -180ºC
· Satélites: 61 ( Titã é o mais conhecido)
Saturno é um planeta gasoso, principalmente composto de hidrogênio (97%), com uma pequena proporção de hélio e outros elementos. Seu interior consiste de um pequeno núcleo rochoso e gelo, cercado por uma espessa camada de hidrogênio metálico e uma camada externa de gases. A atmosfera externa tem uma aparência suave, embora a velocidade do vento em Saturno possa chegar a 1.800 km/h, significativamente tão rápido como os de Júpiter, mas não tão rápidos como os de Netuno. Saturno tem um campo magnético planetário intermediário entre as forças da Terra e o poderoso campo ao redor de Júpiter.
O movimento de rotação em volta do seu eixo demora cerca de 10,5 horas, e cada revolução ao redor do Sol leva 29 anos terrestres.
Tem um número elevado de satélites, 61 descobertos até então, e está cercado por um complexo de anéis concêntricos, composto por dezenas de anéis individuais separados por intervalos, estando o mais exterior destes situado a 138 000 km do centro do planeta geralmente compostos por restos de meteoros e cristais de gelo. Alguns deles têm o tamanho de uma casa.
Devido à sua posição orbital mais distante que Júpiter os antigos romanos o outorgaram o nome do pai do deus Júpiter ao planeta Saturno. Na mitologia romana, Saturno era equivalente de Cronos, antigo titã da mitologia grega. Cronos era filho de Urano e Gaia e governava o mundo dos deuses e dos homens devorando seus filhos ao nascerem por que uma profecia dizia que seus filhos o destronariam. Zeus, conseguiu se esquivar deste destino e derrotou seu pai convertendo-se no deus supremo.
Saturno também já foi denominado pelos astrônomos gregos de "Khronos". Era a divindade celeste mais distante, e era considerada como sendo o sétimo dos sete objetos divinos visíveis a olho nu. Como possui a maior translação observável, cerca de 30 anos, os astrônomos gregos e romanos julgaram tratar-se do guardião dos tempos, ou "Pai do Tempo"
Saturno é um planeta visivelmente achatado em seus polos formando a figura de uma esfera oval. Os diâmetros equatorial e polar são respectivamente 120 536 e 108 728 km. Este efeito é produzido pela rápida rotação do planeta, sua natureza liquida e relativamente a sua baixa gravidade. Os outros planetas gigantes são também ovalados, porém não em tamanha proporção. Saturno possui uma densidade específica de 690 kg/m³ sendo o único planeta do Sistema Solar com uma densidade inferior a da água (1000 kg/m³). Se existisse um oceano grande o bastante para cabê-lo, Saturno flutuaria nele. O planeta é formado por 90% de hidrogênio e 5% de hélio. O volume do planeta é suficiente para conter 740 vezes a Terra, porém sua massa é apenas 95 vezes a terrestre, devido à sua mencionada densidade média relativa.
O período de rotação de Saturno é incerto, uma vez que não possui superfície e sua atmosfera gira com um período distinto em cada latitude. Desde a época da Voyager se considerava que o período de rotação de Saturno, baseando-se na periodicidade de sinais de rádio emitidas por ele, era de 10h39min 22,4 s (810,8°/dia). As missões espaciais Ulysses e Cassini tem mostrado que este período de emissão em rádio varia no tempo, sendo atualmente: 10 h 45 m 45 s (± 36 s). As causas destas mudanças no período de rotação não são conhecidas e se considera que ambos períodos são uma aproximação do período de rotação do seu interior.
O interior do planeta é semelhante ao de Júpiter, com um núcleo sólido em seu interior. Sobre ele se estende uma extensa camada de hidrogeno líquido e metálico (devido ao efeitos das elevadas pressões e temperaturas). A superfície de 30.000 km do planeta é formada por uma extensa atmosfera de hidrogénio e hélio. O interior do planeta é formado por materiais gelados durante sua formação ou que se encontra em estado líquido nas condições de pressão e temperatura próximas ao núcleo. No núcleo pode-se encontrar temperaturas em torno a 12.000 K (aproximadamente o dobro da temperatura na superfície do Sol). Porém são semelhantes a Júpiter e Netuno, Saturno irradia mais calor a superfície do que recebe do Sol. A maior parte desta energia é produzida por uma lenta contração do planeta que libera a energia gravitacional produzida durante a compressão. Este mecanismo se denomina mecanismo de Kelvin-Helmholtz. No entanto, não parece ser o único responsável pela fonte de calor interna de Saturno. Provavelmente o calor extra gerado se produz em uma separação de fases entre o hidrogênio e o hélio atmosférico que se separam na zona inferior da atmosfera, concentrando-se em gotas que precipitam em chuva sobre o interior do planeta liberando energia gravitacional em forma de calor.
A atmosfera de Saturno tem um padrão de faixas escuras e claras, similares as de Júpiter embora a distinção entre ambas esteja muito menos nítida no caso de Saturno. A atmosfera planetária tem ventos fortes, na direção dos paralelos, alterando-se conforme a latitude e altamente simétricas em ambos os hemisférios, apesar do efeito estacionário da inclinação do eixo do planeta. O vento é dominado por uma corrente equatorial intensa e larga no nível da altura das nuvens que chegaram a alcançar velocidades de até 450 m/s durante a passagem da Voyager. A atmosfera de Saturno contém principalmente os gases: Hidrogênio, hélio e metano.
As nuvens superiores são formadas provavelmente por cristais de amônia. Neles uma névoa uniforme parece estender sobre todo o planeta, produzido por fenômenos fotoquímicos na atmosfera superior (cerca de 10 a mbar). Em níveis mais profundos (perto de 10 bar de pressão) a água da atmosfera condensa-se provavelmente em uma camada da nuvem de água que não poderia ter sido observada.
As regiões polares apresentam correntes a 78ºN e a 78ºS. As sondas Voyager detectaram nos anos 1980 um padrão sextavado na região polar norte que foi observado também pelo telescópio espacial Hubble durante os anos 1990. As imagens mais recentes obtidas pela sonda Cassini mostraram o vértice polar com detalhe. Saturno é o único planeta conhecido que tem um vértice polar destas características embora os vértices polares sejam comuns nas atmosferas da Terra ou de Vénus.
No caso do hexágono de Saturno, os lados têm aproximadamente 13.800 km no comprimento (maior que o diâmetro da terra) e na estrutura, com um período idêntico a sua rotação planetária, é uma onda reta que não muda de comprimento e nem estrutura, diferentemente das demais nuvens da atmosfera. Este formato em polígono, entre dois e seis lados, podem ser simulados em laboratório por meio dos modelos do líquido na rotação da escala.
No contrário do pólo norte, as imagens do pólo sul mostra uma forte corrente, sem a presença de vértices ou formas sextavadas persistentes. No entanto, a NASA informou em novembro do 2006 que a sonda Cassini tem observado um ciclone no pólo sul, com um centro bem definido. Os únicos centros de furacões definidos tinham sido observados na terra (nem mesmo foi observado dentro da grande mancha vermelha de Júpiter pela sonda Galileo). Esse vértice de aproximadamente 8000 km de diâmetro, poderia ter sido fotografado e estudado com detalhe pela sonda Cassini, sendo ventos moderados de mais de 500 quilômetros por hora. A atmosfera superior nas regiões polares desenvolve fenômenos de auroras pela interação do campo magnético planetário com o vento solar.
O campo magnético de Saturno é muito mais fraco que o de Júpiter, e sua magnetosfera é um terço da de Júpiter. A magnetosfera de Saturno consiste em um conjunto de cinturões de radiação. Esses cinturões estendem por aproximadamente 2 milhões de quilômetros do centro de Saturno, principalmente, no sentido oposto do Sol, embora o tamanho da magnetosfera varie dependendo da intensidade do vento solar (o fluxo do sol de partículas carregadas). O vento solar, os satélites e o anel de Saturno fornecem as partículas elétricas para o cinturão. O período de rotação em 10 horas, 39 minutos e 25 segundos do interior de Saturno foi medido pela Voyager 1 quando cruzou a magnetosfera, que gira em forma assíncrona com o interior de Saturno. A magnetosfera interage com a ionosfera, a camada superior da atmosfera de Saturno, causando emissões de auroras de radiação ultravioleta.
Nas proximidades da órbita de Titã e estendendo até a órbita de Reia, se encontra uma grande nuvem de átomos do hidrogênio neutro. Como um disco plasma, composto do hidrogênio e possivelmente de íons de oxigênio, estendendo da órbita de Tétis até as proximidades da órbita de Titã. O plasma gira em quase perfeitamente assíncrona com o campo magnético de Saturno.
|
|
Visão de Saturno de Titã, satélite que talvez abrigue vida
|
Saturno gira em torno do Sol em uma distância media de 1.418 milhões de quilômetros em uma órbita de excentricidade 0.056, com um afélioa 1.500 milhões quilômetros e o periélio a 1.240 milhões quilômetros. Saturno esteve no periélio em 1974. O período da translação em torno do sol completa a cada 29 anos e 167 dias, visto que seu Período sinódico se realiza de 378 dias, de modo que, a cada ano a oposição ocorre com quase duas semanas de atraso em relação ao ano anterior. O período de rotação em seu eixo é curto, de 10 horas, 14 minutos, com algumas variações entre o equador e os pólos.
Os elementos orbitais de Saturno são alterados em uma escala de 900 anos por uma ressonância orbital do tipo de 5:2 com o planeta Júpiter, batizado pelos astrônomos franceses doséculo XVIII como a grand inégalité ("grande desigualdade"), Júpiter completa 5 retornos para cada 2 de Saturno. Os planetas não estão em uma ressonância perfeita, mas são suficientemente próximo de modo que os distúrbios de suas órbitas sejam apreciáveis.
Os anéis de Saturno são constituídos essencialmente por uma mistura de gelo, poeiras e material rochoso. Se estendem a cerca de 280 mil quilômetros de diâmetro, não ultrapassam 1,5 km de espessura. A origem dos anéis é desconhecida. Originalmente pensou-se que teriam tido origem na formação dos planetas há cerca de 4 bilhões de anos, mas estudos recentes apontam para que sejam mais novos, tendo apenas algumas centenas de milhões de anos. Alguns cientistas acreditam que os anéis se formaram a partir de uma colisão que ocorreu perto do planeta ou com o planeta. Pensa-se que os anéis de Saturno desaparecerão um dia, cerca de 100 milhões de anos, pois vão sendo lentamente puxados para o planeta. Os anéis podem mudar de cor.
Saturno tem um grande número de satélites ou luas. Os seus maiores satélites, conhecidos antes do começo da exploração espacial, são: Mimas, Encélado, Tétis, Dione, Reia, Titã, Hipérion, Jápeto e Febe. O maior desses satélites naturais é Titã, que tem o diâmetro de 5280 quilômetros (maior que o Planeta Mercúrio).
Encélado e Titã são mundos especialmente interessantes para os cientistas planetários, primeiramente pela existência de água líquida a pouca profundidade de sua superfície, com a emissão de vapor da água geyser. Em segundo porque possui uma atmosfera rica do metano, bem similar a da terra primitiva.
O sistema de satélites maiores de Saturno, que vai até Jápeto, se espalha por cerca de 3,5 milhões de km, enquanto Febe, um satélite menor, faz parte de um sistema de satélites irregulares externos e se localizam a cerca de 12,9 milhões de km do planeta.
|
|
Satélites de Saturno. Em primeiro plano, Titã, o maior deles.
|
Exploração Espacial em Saturno
Visto da terra, Saturno aparece como um objeto amarelado, um dos mais brilhantes no céu noturno. Observado através de telescópio, o anel A e o B são vistos facilmente, no entanto, os anéis D e E são vistos somente em ótimas condições atmosféricas. Com telescópios de grande sensibilidade situados na Terra pode distinguir a névoa gasosa que envolve Saturno, dos pálidos cinturões e das estruturas de faixas paralelas ao equador.
Três naves espaciais norte-americanas ampliaram enormemente o conhecimento do sistema de Saturno: a sonda Pionner 11, a Voyager 1 e a 2, que sobrevoaram o planeta em setembro 1979, novembro de 1980 e em agosto de 1981, respectivamente. Estas naves espaciais levaram câmeras e instrumentos para analisar as intensidades e as polarizações das radiações nas regiões visíveis, ultravioletas, infravermelhas e do spectrum eletromagnético. Foram equipados também com instrumentos para o estudo dos campos magnéticos e para a detecção de partículas carregadas e grãos da poeira interplanetária.
Em outubro de 1997 foi lançada a sonda espacial Cassini, com destino a Saturno, que incluiu também a sonda Huygens para explorar Titã, uma das luas do planeta. Sendo um projeto de grande interesse da NASA em colaboração com a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Italiana. Após uma viagem de quase sete anos, está previsto que a Cassinirecolha dados em Saturno e em seus satélites durante quatro anos. Em outubro de 2002 a sonda obteve sua primeira fotografia do planeta, tomada a uma distância de 285 milhões quilômetros, na qual aparece também Titã. Em junho de 2004 a Cassini voou sobre Febe, outro satélite de Saturno (o mais afastado), obtendo imagens espetaculares de sua superfície, repleta de crateras. Em julho do mesmo ano, a sonda entrou na órbita de Saturno. Em janeiro de 2005 a sonda Huygens cruzou a atmosfera de Titã e alcançou sua superfície, enviando dados para terra e imagens do interessante satélite.
Datas importantes na observação e na exploração de Saturno:
1610 - Galileu Galilei observa através de seu telescópio o anel de Saturno.
1655 - Titã foi descoberto pelo astrônomo holandês Christiaan Huygens.
1659 - Huygens observa com maior claridade os anéis de Saturno e descreve sua verdadeira aparência.
1789 - As luas Mimas e Encélado são descobertas por William Herschel.
1980 - Acelerada pelo campo gravitacional de Júpiter, a sonda Voyager 1 alcança Saturno em 12 de novembro a uma distância de 124.200 quilômetros. Nesta ocasião descobriu estruturas complexas no sistema de anéis do planeta e obteve dados da atmosfera de Saturno e sua maior lua, Titã a uma distância de menos de 6500 quilômetros.
1982 - A sonda Voyager 2 aproxima-se de Saturno.
2004 - A sonda Cassini-Huygens alcança Saturno. Transformando-se no primeiro veículo espacial a orbitar o planeta distante e em aproximar-se de seus anéis. A missão está programada para concluir no final do ano 2009.
