Satürn
Güneş sistemi İçinde, Jüpiter'den sonra en büyük gezegendir. Güneşten uzaklık bakımından 6. gezegendir. Bu uzaklık 1.400.000.000 km.'yi geçer. Dünyadan uzaklığı ise 1.200.000.000 km. kadardır. Çapı 114.449 km. (Dünyanın 10 katı), kütlesi de dünyanınkinin 95 katıdır. Güneş çevresindeki dönüş hızı saniyede 9,6 km.'dir. Güneş çevresindeki dönüşünü 29.457 yılda tamamlar. 1 Satürn yılı, 30 dünya yılına eşittir. Buna karşılık 1 günü 10 saat 14 dakikadır.
Satürnün en ilgi çekici özelliği 1665'te Hollandalı astronom Christian Huygens'in sadece birini keşfettiği çevresindeki üç halkadır. Genellikle A, B ve C harfleriyle gösterilen bu halkalar saydamdır. En dıştaki A halkasının dış çapı 272.000 km. genişliği 16.000 km.'dir. Ortadaki B halkasının çapı 232.000 km., genişliği 23.000 km., en içteki C halkasının da çapı 180.000 km., genişliği 17.500 km.'dir. Halkalar, birbirinden epey uzak küçük taneciklerden meydana gelir.
Bu halkalardan ayrı olarak Satürnün bugüne kadar 9 uydusu tespit edilmiştir. En büyük uydu Titan'ın çapı 5.000 km. kadardır. Titan'ın en büyük özelliği Güneş Sistemi içinde atmosferi olan tek uydu olmasıdır. Bu atmosferin amonyak ve metan gazlarından meydana geldiği 1944'te tespit edilmiştir. Satürn'ün yüzeyi katı değildir. Bulutumsu, dumanlı bir maddeden ibarettir. Gezegenin yüzündeki ısı -150°'dir. Atmosferi amonyak gazı billurlarıyla metan ve hidrojenden ibarettir. En yeni bilgilere göre Satürnün atmosferini meydana getiren elementler arasında bol miktarda metan ve amonyağın varlığı belirlenmiştir.
Astronomlara göre henüz kesin bir neticeye varılmamakla birlikte atmosferinde yine bol miktarda hidrojen ve helyumun bulunması gerekir. Günümüzde dev gezegen Satürnün iç yapısı ve bileşiminin nasıl olduğu hakkında kesin bir bilgi yoktur. Çünkü hiçbir uzay aracı bu gezegene iyice yaklaşıp yakından bir inceleme yapamamıştır. Buna rağmen modern astronomi oldukça kabul gören tasarılar (varsayımlar) ortaya atmıştır.
Bunlardan biri olan Wild Teorisine göre Satürnün merkezinde demir ve nikel gibi ağır elementlerden meydana gelmiş bir çekirdek vardır. Bu çekirdek buzul bir tabaka tarafından çevrelenmekte ve en üstte de gaz halinde bulunan bir tabaka yer almaktadır. Başka bir teoriye göre de en üst tabaka ağır atmosferin sebep olduğu basınç sonucu sıvı hidrojenden teşekkül etmiştir. Başka bir deyişle Satürnün bütün yüzeyi dev hidrojen okyanuslarından meydana gelmiştir.
Satürn’ü diğer gezegenlerden ayıran en önemli özelliği dev gezegeni çepeçevre saran halkalardır. Her ne kadar tek bir halka olarak görünse de aslında birbirinden ayrılmış ve iç içe geçmiş üç halkadan meydana gelmiştir. Bu üç halkanın görünümü ve boyutları birbirinden farklıdır. Mesela, yarı saydam ve en az aydınlık görünen iç halkanın dıştan çapı 180 bin km, yüzeye olan uzaklığı 10.000 km’dir. Ortada bulunan halka ise biraz daha aydınlık olup, iç halkadan 1000 km’lik bir saha ile ayrılmıştır. Genişliğiyse 20 bin km’dir. Halkaların en aydınlık olanı dış halkadır.
Ortadaki halkadan 4000 km uzakta olan bu halka, yaklaşık 16 bin km genişliğindedir. Buna karşılık halkaların kalınlıkları çok azdır (ortalama 50-60 km). Satürn halkalarını meydana getiren milyarlarca taneciğin boyutları en az birkaç milimetreyle en çok birkaç kilometre (astroid gibi) arasında değişmekte olup donmuş amonyaktan meydana geldikleri tahmin edilmektedir. Birbirine bağlı olmadan aynı gezegen çevresinde, belli bir yörüngede dönen bu taneciklerin meydana gelişi hakkında değişik görüşler vardır. Bunlardan en çok kabul görenine göre söz konusu halkalar,
Satürn çevresinde dolaşan katı cisimli büyük uyduların parçalanıp gezegen yörüngesine dağılmasıyla meydana gelmiştir. Satürn’ün tam 17 uydusu vardır. Bunların en ünlüleri titan (çapı 5150 km), Rea (1530 km), Japet (1460 km), Dione (1120 km), Tethys (1060 km) ve Mimas (390 km)tır. Titan aynı zamanda Jüpiter’in uydusu Ganymede (5276 km)den sonra Güneş sisteminin en büyük uydusudur. Satürn yüzeyinin son derece soğuk olması, ayrıca gaz veya sıvı maddelerden teşekkül etmesi sebebiyle, üzerine araç veya astronot indirip araştırma yapılması bugün için imkansızdır.
yapısı
Gaz devleri, içerdikleri elementlerin oranlarına göre iki alt gruba ayrılırlar. Uranüs ve Neptün 'buz' ve 'kaya' oranı daha yüksek Uranian gezegenler grubundadır. Satürn ise Jüpiter ile birlikte, adını yine Jüpiter'den alan Jovian gezegenler grubu içindedir. Jovian gezegenlerin kabaca Güneş'i ve benzer yıldızları oluşturan maddeleri bu yıldızlardakine yakın oranlarda içerdiği düşünülür. 20. yüzyıl başlarından itibaren, gezegenlerin çap, kütle, yoğunluk, kendi etrafında dönme hızları, uydularının davranışları gibi verilerden yola çıkılarak iç yapıları hakkında ortaya atılan görüşler, daha sonra tayfölçümsel çalışmalarla ve son otuz yıl içinde gerçekleştirilen birçok uzay aracı araştırması ile zenginleştirilmiş ve günümüzde oldukça tatminkar modeller geliştirilmiştir.
Bu bilgiler çerçevesinde, Güneş sisteminin ilksel bileşenlerine paralel biçimde Satürn'ün kütlesinin büyük kısmını hidrojen ve helyumun oluşturduğu varsayılır. Hidrojen/Helyum kütle oranı 75-25 civarındadır. Daha ağır elementlerin Güneş Bulutsusu içindeki toplam payı %1 iken, hafif bir zenginleşme ile Satürn'de %3-5 arasında olabileceği hesaplanmaktadır. Bu yapı taşları özgül ağırlıklarına göre tabakalanmış durumdadır: Satürn'ün merkezinde demir ve ağır metallerle birlikte bunları çevreleyen daha hafif elementlerin oluşturduğu bir 'buz' ve 'kaya' tabakasından oluşan bir çekirdek bulunur. Gezegenin ileri derecedeki basıklığının nedeni olarak büyük ve yoğun bir çekirdek varlığı gösterilmektedir.
Bazı hesaplamalar, gözlenen basıklık oranını sağlayabilmek için çekirdeğin gezegen kütlesinin dörtte biri kadar büyük bir kısmını oluşturması gerektiği sonucuna ulaşmaktadır. Bu, 25 Yer kütlesine sahip ve yarıçapı 10.000 kilometreyi aşan bir kaya, buz ve metal kütlesi anlamına gelir ve Satürn'ün ağır elementler açısından tahmin edilenden daha da zengin olabileceğini gösterir. Satürn‘ün merkezinde sıcaklığın 12.000K, basıncın 10 megabar (10 milyon atmosfer) üzerinde olduğu tahmin edilir. Çekirdeği çevreleyen alanda metalik hidrojenden oluşmuş manto tabakası yer alır.
Hidrojen 3 ila 4 Mbar'dan daha yüksek basınçlarda devreye giren van der Waals kuvvetlerinin etkisi ile moleküler yapısını kaybederek metalik özellikler kazanır, ısıl ve elektriksel iletkenliği çok artar. Jüpiter'de olduğu kadar büyük olmayan bu katmanın, yaklaşık 20.000 km.lik bir kalınlıkla çekirdekten gezegen yarıçapının yarısı kadar bir uzaklığa yayıldığı sanılır. En dışta, gezegenin hacminin %90'ını oluşturan en az 30.000 km. kalınlığında moleküler hidrojen(H2) tabakası bulunur. Gezegenin yüzeyine yaklaşıldıkça basınç, ısı ve yoğunluk düşer, hidrojen sıvıdan gaza dönüşür ve giderek atmosfer olarak adlandırılabilecek ortama geçilir.
Bu şemada helyumun konumu çok iyi aydınlatılabilmiş değildir. Satürn atmosfer ve dış tabakalarında helyum oranının beklenenden çok daha az olduğu gözlenmiştir. Buna, Jüpiter'e oranla daha soğuk olan gezegende, helyumun en dıştan başlayarak yoğunlaşıp bir süperakışkan şeklinde gezegenin içine doğru yağdığı ve gezegen yüzeyindeki oranının gittikçe düştüğü şeklinde bir açıklama getirilmiştir. Bu olasılığın geçerli olması durumunda helyumun sıvı hidrojen tabakaları içinden geçerek manto ve çekirdek arasında ayrı bir katman oluşturması beklenir. Bugün, metalik hidrojen katmanının da sıvı nitelikte olduğu görüşü yaygın olarak kabul edilmektedir.
Katı fazdaki bir manto tabakasının Satürn'ün ürettiği büyük ısıyı dışarı iletemeyeceği ve bu aktarım için madde akımına (konveksiyon) olanak sağlayan sıvı bir ortamın gerekli olduğu düşünülmektedir. Konveksiyon akımlarının katmanlar arasında ne ölçüde madde alışverişine izin verdiği bilinmemektedir. Güçlü yerçekiminin ve akışkan yapının sonuçta ağır elementleri sürekli olarak merkeze doğru çökmeye zorlayacağı tahmin edilmekle birlikte, buz ve kaya oluşturan bileşiklerin tümünün çekirdeğe hapsolmuş durumda olmayabileceği, bir kısmının metalik ve moleküler hidrojen katmanlarında eriyik halinde ya da askıda bulunabileceği varsayılabilir.
Atmosfer
Satürn kalın ve karmaşık bir atmosfer tabakası ile çevrilidir. Atmosferin temel bileşeni, bir gaz devi gezegenden bekleneceği gibi, Güneş Bulutsusu’nun içeriğine benzer olarak, hidrojen gazıdır. Ancak, Jüpiter'in atmosferinden farklı olarak, helyum oranının beklenenden düşük olduğu gözlenir.Bu olgunun, helyumun kütleçekimi etkisi ile gezegenin daha derinlerine doğru çökmesi ile ilişkili olabileceği düşünülür. Satürn atmosferi %94 hidrojen ve %6 helyumdan oluşmaktadır. Bunları %0,2 oranla metan (CH4), %0,1 oranla su buharı (H2O), ve %0,01 oranla amonyak (NH3) izler.
Azot, hidrojen, karbon, oksijen, kükürt, fosfor ve diğer elementleri içeren çeşitli bileşiklere milyonda bir düzeyini geçmeyen oranlarda rastlanır. Aslında gaz devlerinin belirli bir yüzeyi olduğu söylenemez, gezegenden atmosfer olarak adlandırılabilecek en dış gaz tabakasına doğru kesintisiz, yumuşak bir geçiş sözkonusudur. Bu tür gezegenlerin çapları hesaplanırken 1 bar (yaklaşık 1 atmosfer) sınırının dışında kalan kısım dikkate alınmaz, basıncın 1 barı aştığı noktadan itibaren tüm hacim gezegenin sınırları içinde kabul edilir. Ancak çoğu zaman, atmosfer olarak adlandırılan alan, hidrojen gazı yoğunluğunun sıvı hidrojen yoğunluğu düzeyine çıktığı 10.000 bar basınç sınırına yani gezegenin binlerce kilometre içine dek genişletilir.
Satürn’ün daha zayıf çekim gücü nedeniyle, atmosferi gezegenin merkezinden uzaklık bakımından daha geniş bir alana yayılmıştır; derinlikle ısı ve basınç artışı Jüpiter’e oranla daha sınırlıdır. Bu nedenle, atmosferin alt sınırı olarak kabul edilebilecek fizik koşullara çok daha derinlerde ulaşılır. Aynı şekilde, atmosferin çeşitli yükseltilerinde görülen değişik bileşiklerin yoğunlaşmasından oluşmuş bulutlar Jüpiter’e oranla birbirinden daha aralıklı yer alırlar. En yüksek bulutlar, tropopoz düzeyinin yaklaşık 100 km. altında amonyak, 200 km. altında amonyum hidrosülfid ve 300 km. altında su buzundan oluşmuş bulutlardır.
Satürn'ün kendi ekseni etrafında dönüşü
Katı bir yüzeye sahip olmayan Satürn'ün dönüş özelliklerinin, atmosfer yapılarının gözlenen hareketlerine göre belirlenmesine çalışılmıştır. Ekvator bölgesi ile kutupların farklı devirlerle dönmesi, 'Sistem I' ve 'Sistem II' olmak üzere iki ayrı dönme süresi tanımlanmasına yol açmıştır. Ekvator bölgelerinin dönüşü 10 saat 14 dakika 00 saniyede tamamlanır ve Sistem I olarak adlandırılır. Kutup bölgelerinde dönüş süresi 10 saat 39 dakika 24 saniyedir ve Sistem II adını alır. Satürn'den yayılan mikrodalga ve radyo dalgaboyundaki ışınımların ise 10 saat 39 dakika 22,4 saniyelik bir dalgalanma göstermelerine dayanarak, gezegenin manyetik alanını belirleyen metalik hidrojen kütlesinin bu hızla dönmekte olduğu sonucu çıkarılmıştır. 'Sistem III' adı verilen bu periyod Satürn'ün gerçek dönüş hızı olarak kabul edilir, ve bu değerin kutuplardaki dönüş hızı ile hemen hemen aynı olduğu, ekvatorda ölçülen farklı hızın bu bölgelerdeki bulutların 1800 km./saat hıza ulaşan rüzgarlar nedeniyle doğuya doğru hareket etmelerinden kaynaklandığı dikkati çeker.
Voyager 1 ve Voyager 2 uzay sondalarının 1980 ve 1981 yıllarındaki geçişleri sırasında yaptıkları duyarlı ölçümlere dayanan bu değer, 1997 yılında Paris Gözlemevi gökbilimcileri tarafından 6 dakika daha uzun olarak ölçüldü. Cassini uzay aracının 2004 yılında Satürn'e yaklaşmakta iken yaptığı ölçümlerde belirlediği 10 saat 45 dakika 45 saniye uzunluğundaki radyo dönüş periyodu de bu son bulguyla uyumlu idi. Gezegenin dönüş hızında kısa sürede bu denli önemli değişikliklerin olanak dışı olduğu bilinmekte, öte yandan Voyager ve Cassini sondalarının güvenilirliği tartışılmamaktadır. Radyo kaynağının dönüş hızındaki bu sapmaların aydınlatılması, gezegenin iç yapısı hakkında değerli bilgiler sağlayabilecektir.
Halkalar
Cassini uzay aracı tarafından çekilen bir Satürn fotoğrafıSatürn'ün ilk bakışta dikkati çeken belirleyici özelliği halka sistemidir. Satürn‘ün halkaları, gökyüzünün basit teleskoplarla izlenmeye başlandığı 17. yüzyıldan bu yana Satürn'ü diğer gezegenlerden ayırdeden eşsiz bir yapı olarak bilinegelmiştir. 1970'lerden sonra diğer gaz devlerinin de halkaları bulunduğu keşfedilmiştir. Halkalar, ekvator düzleminde gezegenin merkezinden uzaklıkta 67.000 km. ile 480.000 km. arasında kalan alanı kaplamaktadır. Satürn'ün yarıçapı RS=60.250 km. olarak alınırsa halkaların iç sınırının gezegenin yüzeyine 6.700 km. uzaklıkta bulunduğu görülür. Dış sınırı ise Satürn için yaklaşık 2,5 RS yani 150.000 km. olan Roche limitinin çok ötesindedir. Halkaların kalınlığı ise sadece 100 metre kadardır.
Satürn halkaları çoğunluğunun çapı 1 cm. ile 10 m. arasında değiştiği düşünülen büyük sayıda buz parçacıklarından oluşmuştur. Halkaların yoğunluğunun gezegen merkezinden uzaklığa göre büyük değişimler gösterdiği, bazı alanlarda boşluklar bulunduğu bilinmektedir. Bunların Satürn uydularının çekim etkileri ile ilişkisi gösterilmiş, hatta yörüngesi halkaların içinde bulunan ve çoban uydular olarak adlandırılan küçük uyduların halkaların bilinen yapısının korunmasındaki rolleri aydınlatılmıştır. Ancak son 25 yılda uzay aracı araştırmalarından elde edilen büyük miktardaki yeni bilgi, Satürn halkalarının bugün için de tam olarak açıklanamamış birçok özelliğini ortaya koymaktadır.
Uydular
Satürn'ün resmi olarak ad verilmiş 34 uydusu vardır. 2004 yılı içinde gözlenen ve 4 Mayıs 2005'te Uluslararası Gökbilim Birliği'nin 8523 sayılı sirküleri ile duyurulan 12 yeni uydu ve 2005 yılı içinde gözlenen ve 5 Mayıs 2005' te 8524 sayılı sirküler ile duyurulan bir yeni uydu ile bu sayı 47'ye ulaşmaktadır. Henüz doğrulanmamış uydular bu sayının dışındadır. Satürn'ün uydularının listesi, Satürn'ün doğal uyduları makalesinde yer almaktadır. Ayrıca 2004 yılında satürne gönderilen uzay aracı cassini satürn etrafındaki uyduları tespit etmiş ve 2 önemli uydusuna S/2004 S1 DİĞERNE İSE S/2004 S2 adını vemiştir.
Sözlükte "satürn" ne demek?
1. Güneş' e yıkanlık bakımından altıncı olan gezegen, sekendiz, zühal.
Satürn kelimesinin ingilizcesi
[Saturn] n. sixth planet from the sun, second largest planet in the solar system (distinguishable by the flat rings surrounding it); god of agriculture (Roman Mythology)
n. Saturn, sixth planet from the sun, second largest planet in the solar system; (Roman Mythology) god of agriculture
n. Saturn
Köken: Fransızca