Didžiosios planetos: Saturnas

Trumpai apie Saturną________________________________________

Saulės sistemos planeta milžinė. Antroji pagal dydį (po Jupiterio) ir šeštoji pagal nuotolį nuo Saulės. Aplink Saulę skrieja elipsine orbita vidutiniškai 9.64 km/s greičiu. Plika akimi dangaus skliaute matomas kaip gelsva žvaigždė, kurios spindesys priklausomai nuo planetos atstumo kinta nuo -0.2 iki 1.3 ryškio. Susiplojęs, nes greitai sukasi apie ašį. Saturno atmosfera susideda iš molekulinio vandenilio (~74%), helio (~24%), amoniako, metano, etano, acetileno ir kitų dujų. Paviršių ištisai dengia amoniako kristalėlių debesys, matoma tamsių ir šviesių juostų, juosiančių pplanetą lygiagrečiai su pusiauju, vėjas ties pusiauju pučia iš vakarų į rytus ~500 m/s greičiu. Aukštesnių platumų skirtingose juostose vėjas pučia priešingomis kryptimis. Dėl to atmosferoje daug sūkurių. Atmosferos geometrinis albedas 50%. Saturnas, kaip ir Jupiteris, neturi kieto paviršiaus. Nuo paviršiaus link centro iki ~32 000 km gylio eina skysto vandenilio ir helio sluoksnis, po to ~12 000 km storio metalinio vandenilio sluoksnis ir ~16 000 km spindulio silikatų ir metano, amoniako ir vandens ledų branduolys. Temperatūra centre ~20 000 KK, tankis ~13.5 g/cm3. Saturno efektinė temperatūra 97 K, jis išspinduliuoja šilumos 2.5 karto daugiau, negu gauna iš Saulės. Aplink Saturną pusiaujo srityje skrieja kietų dalelių spiečiai – Saturno žiedai. Atrasta 18 Saturno palydovų. Saturnas turi magnetosferą, tačiau jo magnetinis llaukas tik kelis kartus stipresnis negu Žemės. 1979-1981 JAV tarpplanetinės stotys – Pioneer 11, Voyager 1 ir Voyager 2 – perdavė į Žemę Saturno, jo žiedų ir palydovų televizijos vaizdų, atrado kelis naujus palydovus, išmatavo Saturno atmosferos cheminę sudėtį, magnetinio lauko stiprumą, palydovų matmenis, ištyrė fizikines savybes, žiedų sandarą. 1997 į Saturną paleista NASA-ESA tarpplanetinė storis Cassini, kuri pasiekė Saturną 2004.

Saturno charakteristika

Pusiaujo skersmuo 120 660 km

Ašigalinis skersmuo 107 400 km

Paplokštumas 0.11

Masė 5.684•1026 kg

(95.145 Žemės masės)

Vid. tankis 0.7 g/cm3

Laisvojo kritimo pagreitis

(pusiaujyje prie paviršiaus) 9.28 m/s2

Pabėgimo (II kosminis) greitis 33.4 km/s

Apsisukimo apie ašį žvaigždinis periodas 10.66 h

Pusiaujo plokštumos posvyris į

orbitos plokštumą 26.73

Apskriejimo aplink Saulę periodas 29.46 m.

Sinodinis periodas 378.1 d

Nuotolis nuo Saulės:

afelyje

perihelyje

vidutinis

1 506 mln. km

1 348 mln. km

1427 mln. km

Orbitos ekscentricitetas 0.0556

Orbitos plokštumos posvyris į

ekliptikos plokštumą 2.49

Nuotolis nuo Žemės:

didžiausias

mažiausias

1 658 mln. kkm

1 196 mln. km

Saturno žiedai

________________________________________

Saturno žiedai – tai kietų dalelių ir uolų, skriejančių aplink Saturną jo pusiaujo plokštumoje, sistema. Dalelės tokios mažos, kad jų nesimato ne tik iš žemės teleskopu, bet ir iš kosminio aparato borto. Žiedų storis mažesnis nei 1 km, jie susideda iš ledo gabalų, kurių skersmuo nuo kelių mikrometrų iki 10 m.

Žiedų išsidėstymo tvarka nesutampa su abėcėlės tvarka ir pagal nuotolį nuo Saturno išsidėstę taip:

D žiedas (67-73 tūkst. km nuo Saturno centro),

C žiedas (73-90 ttūkst. km),

B žiedas (91.9-117.4 tūkst. km),

A žiedas (121.9-136.6 tūkst. km),

F žiedas (~140.5 tūkst. km, plotis ~100 km),

G žiedas (~170 tūkst. km),

E žiedas (180-480 tūkst. km).

Tankio bangos A žiede F žiedas iš arti

Tarp A ir B žiedų yra apie 4500 km pločio Kasinio tarpas. Tarp B ir C žiedų tarpo beveik nėra. Tarp A ir F žiedų yra apie 4000 km pločio „Pionieriaus“ tarpas. Žiedai susideda iš siauresnių koncentrinių žiedų, pvz.: A, B ir C žieduose jų priskaičiuojama apie 1000. Saturno žiedus 1610 metais pastebėjo G. Galilėjas, bet palaikė juos palydovais. 1656 m. K. Huigensas įrodė, kad tai – žiedai. C žiedą 1848 m. atrado Dž. F. ir V. K. Bondai, F žiedą – 1979 m. JAV tarpplanetinė stotis Pioneer 11, D ir G žiedus – 1980 m. JAV tarpplanetinė stotis Voyager 1, E žiedą – 1981 m. Voyager 2. Iš Žemės su teleskopo pagalba gerai matomi trys žiedai: išorinis žiedas A (vidutinio ryškumo), vidurinis (ryškiausias) žiedas B ir vidinis (neryškus, pusiaupermatomas) žiedas C. A ir B žiedai atspindi apie 99% visos žiedų atspindimos Saulės šviesos. Žiedai šiek tiek baltesni už gelsvą Saturno diską. Jie yra planetos ekvatoriuje ir yra labai ploni: jų bendras pplotis apie 60 000 km, o storis mažiau nei 3 km. Žiedai sukasi ne taip, kaip kietas kūnas – kuo toliau nuo Saturno, tuo mažesnis greitis. Žiedų sandaros ypatybė – tamsios žiedų „skylės“, kur medžiagos labai mažai. Didžiausia iš jų (3500 km) skiria žiedą B nuo žiedo A. Be žiedų A, B ir C „Vojadžeriai“ aptiko dar keturis: D, E, F bei G. Visi jie labai neryškūs. Žiedai D ir E sunkiai matosi iš Žemės esant labai geroms sąlygoms, o žiedai F ir G aptikti pirmą kartą. Buvo pastebėta, kad žiedai turi savo dujiję atmosferą iš neutralaus atominio vandenilio. Jau iki kosminių aparatų skrydžių daug mokslininkų atspėjo šios atmosferos egzistavimą. Taip pat „Vojadžeriai“ pabandė išmatuoti žiedų masę. Tai buvo gana keblu, nes jų masė bent milijoną kartų mažesnė už Saturno masę. Bet apytiksliai šį skaičių nustatyti pavyko: žiedų masė lygi 17/10 000 000 planetos masės.

Saturno palydovai________________________________________

Saturnas turi 18 žinomų gamtinių palydovų: Panas, Atlantas, Prometėjas, Pandora, Epitemėjas, Janas, Mimas, Enceladas, Tetija, Telesta, Kalipsė, Dionė, Elenė, Rėja, Titanas, Hiperionas, Japetas, Febė.

Dar iki kosminių aparatų skrydžių buvo žinomi 10 planetos palydovų, dabar jau žinome 18. Nauji aštuoni palydovai labai maži, bet kai kurie iš jų įtakoja Saturno sistemos dinamikos dėsnius. Pavyzdžiui, mmažasis palydovas, judantis prie išorinio žiedo A krašto neduoda žiedo dalelėms išeiti už šios ribos. „Vojadžeriai“ buvo taip priartėję prie palydovų, kad pavyko sužinoti ne tik jų skersmenis, bet ir perduoti į Žemę jų paviršiaus atvaizdus. Jau yra pirmi palydovų žemėlapiai. Labiausiai paplitę dalykai ten – apskriti krateriai, panašūs į esančius Mėnulyje. Kai kuriuos iš jų reikia paminėti atskirai. Pavyzdžiui, tai didelis krateris mažame Mimase. Kraterio skersmuo – 130 km, arba trečdalis palydovo.

Panas. Artimiausias Saturno palydovas. Orbitos spindulys 133 570 km, orbitinis periodas 0.575 d., skersmuo apie 20 km. Atrastas 1991 m. tarppl. stočių Voyager 1 ir Voyager 2 nuotraukose. Pano orbita yra Saturno žiedų Enkės spragoje. Pavadintas pagal senovės graikų piemenų dievą Paną, kuris buvo vaizduojamas pusiau žmogumi, pusiau ožiu.

Atlantas. Orbitos spindulys 137 670 km, orbitinis periodas 0.602 d. Netaisyklingos formos, 37×34×27 km dydžio. Skrieja prie Saturno A žiedo išorinio krašto. 1980 atrado tarpplanetinė stotis Voyager 1. Pavadintas titano Atlanto, laikančio ant savo pečių dangų, vardu.

Enceladas

Enceladas. Orbitos spindulys 238 040 km, orbitinis periodas 1.37 d., dydis 512×495×488 km. Paviršius yra gryno ledo pluta, vietomis yra nedidelių smūginių kraterių, ilgų plyšių, kanjonų, raukšlių. Vid. tankis 1.2 g/cm3, geometrinis albedas beveik 100% (baltesnis už šviežiai iškritusį sniegą). Ryškis

11.7. 1789 atrado V. Heršelis. Pavadintas vieno iš senovės graikų titanų vardu.

Prometėjas. Orbitos spindulys 139 350 km, orbitinis periodas 0.613 d., dydis 148×100×68 km. Atrastas 1980 tarppl. stoties Voyager 1 nuotraukose. Pavadintas senovės graikų titano Prometėjo, atnešusių žmonėms dangiškąją ugnį, vardu.

Pandora. Orbitos spindulys 141 700 km, orbitinis periodas 0.629 d., dydis 110×88×62 km. Atrastas 1980 tarppl. stoties Voyager 1 nuotraukose. Pavadintas senovės graikų mitologinės moters vardu. Pandorą iš molio nulipdė Hefaistas. Pandora atidarė jai dievų dovanotą indą, iš kurio po ppasaulį pasklido nelaimės ir nedorybės. Epimtėjo žmona.

Epitemėjas. Orbitos spindulys 151 420 km, orbitinis periodas 0.694 d., dydis 194×190×154 km. Kartu su Janu skrieja beveik ta pačia orbita. 1966 atrado O. Dolfius. 1981 patvirtino tarppl. stotys Voyager Pavadinta senovės graikų dievaičio vardu. Epitemėjas buvo titano Japeto sūnus, Prometėjo brolis, Pandoros vyras. Charakterizuojamas kaip „pirma darantis, o po to galvojantis“.

Janas. Orbitos spindulys 151 470 km, orbitinis periodas 0.695 d., dydis 276×220×160 km. Kartu su Epimetėjumi skrieja beveik ta pačia orbita. 1966 atrado OO. Dolfiusas. 1980-81 patvirtino tarppl. stotys Voyager. Pavadintas senovės romėnų dievo Jano vardu. Janas turėjo du veidus, žiūrinčius į priešingas puses ir buvo atsakingas už visų veiksmų pradžią ir pabaigą. Jo vardu Romoje taip pat buvo pavadintas pirmasis – Sausio mmėnuo.

Mimas. Orbitos spindulys 185 540 km, orbitinis periodas 0.942 d., dydis 421×395×385 km. Paviršių dengia ledo pluta su tamsių medžiagų priemaiša. Daug smūginių kraterių, didžiausias turi 130 km skersmenį. Vid. tankis 1.2 g/cm3, geometrinis albedas 60%. 1789 atrado V. Heršelis. Pavadintas vieno iš senovės graikų titanų vardu.

Tetija

Tetija. Orbitos spindulys 294 670 km, orbitinis periodas 1.888 d., skersmuo 1050 km. Paviršiuje daug smūginių kraterių, didžiausio jų skersmuo 400 km. Beveik visą Tetiją juosia kanjonas. Tetija susideda iš ledo su silikatų priemaiša. Vid. tankis 1.3 g/cm3, geometrinis albedas 80%. 1684 atrado Dž. D. Kasinis. Pavadintas graikų titanidės vardu. Tetija – dievų Gajos ir Urano duktė, titano Okeano sesuo ir žmona.

Talesta. Orbitos spindulys 294 670 km, orbitinis periodas 1.888 d., dydis 34×28×26 kkm. Skrieja Tetijos orbitos Lagranžo taške L5. 1980 atrado tarppl. stotis Voyager 1. Pavadintas vienos iš senovės graikų okeanidžių (vandens nimfų) vardu. Titanų Okeano ir Tetijos duktė.

Kalipsė. Orbitos spindulys 294 670 km, orbitinis periodas 1.888 d., dydis 34×22×22 km. Skrieja Tetijos orbitos Lagranžo taške L4. 1980 atrado tarppl. stotis Voyager 1. Pavadintas senovės graikų nimfos vardu. Kalipsė buvo titano Atlanto ir okeanidės Plejonės duktė. Savo saloje 7 metus laikė Odisėją, grįžtantį namo iš Trojos karo. Dionė

Dionė. Orbitos spindulys 377 420 kkm, orbitinis periodas 2.737 d., skersmuo 120 km. Paviršių dengia ledo pluta su tamsių medżiagų priemaiša, daug smūginių kraterių. Vid. tankis 1.44 g/cm3, geometrinis albedas 60%. 1684 atrado Dž. Kasinis. Pavadinta senovės graikų okeanidės vardu. Dionė yra Urano ir Gėjos duktė, deivės Afroditės motina (nuo Dzeuso).

Elenė. Skrieja Dionės orbitos Lagranžo taške L4. Orbitos spindulys 377 420 km, orbitinis periodas 2.737 d., dydis 36×32×30 km. Atrastas 1980 tarppl. stočių Voyager nuotraukose. Pavadintas senovės graikų gražuolės karalienės vardu. Elena buvo Dzeuso ir Ledos duktė, gimusi iš gulbės kiaušinio kartu su Poluksu.

Rėja. Pagal dydį – šis palydovas beveik identiškas Japetui. Rėja – tai gana paprastas ledinio Saulės sistemos palydovo prototipas. Skersmuo – 1530 km, o tankis – 1,24 g/cm3. Geometrinis albedo lygus 0,6. Paaiškėjo, kad vidurinių Saturno palydovų (nuo Mimaso iki Rėjos, o taip pat Japeto) tankiai artimi vandens tankiui – nuo 1,0 iki 1,4 g/cm3. Yra pagrindas manyti, kad šie palydovai susideda pagrinde iš vandens ( tik ne skysto, nes temperatūra -180 laipsnių).

Titanas. Antras pagal dydį palydovas visoje Saulės sistemoje. Jo radiusas lygus 2575 kilometrų, o vidutinis tankis lygus 1,881 g/cm3. Tai vienintelis palydovas, turintis žymią atmosferą, o be to, ši atmosfera tankesnė už bet kurios Saulės sistemos planetos atmosferą (išskyrus VVenerą). Pagrindinis atmosferos komponentas – azotas. Hiperionas

Hiperionas. Orbitos spindulys 1.48 mln. km, orbitinis periodas 21.277 d., dydis 405×260×220 km. Paviršius sudarytas iš ledo ir silikatų mišinio, daug smūginių kraterių (kai kurie 50-100 km skersmens), geometrinis albedas ~30%. 1848 atrado Dž. F. Bondas. Pavadintas vieno iš senovės graikų titanų vardu. Hiperionas Gėjos ir Urano sūnus, savo sesers Tėjos vyras, dievų Helijo, Selenės ir Ėjos tėvas.

Japetas. Turbūt pats paslaptingiausias Saturno palydovas. Buvo užregistruotas tamsus žiedas, kurio skersmuo – 300 km. „Vojadžeriniai“ tyrinėjimai rodo, kad šviesi pusė stipriai kraterizuota (kas 10 km – 205 kraterių, kurių skersmuo didesnis nei 30 km ir 2000 kraterių, kurių skersmuo didesnis nei 10 km). Japeto tankis (1,16 g/cm3) būdingas lediniams Saturno palydovams.

Febė. Tolimiausias Saturno palydovas, orbitos spindulys 12.95 mln. km, orbitinis periodas 550.48 d., dydis 230×220×210 km. Paviršius tamsus (geometrinis albedas 5%). Orbita skrieja priešinga kryptimi negu kiti palydovai. 1898 atrado V. H. Pikeringas. Pavadintas vienos iš senovės graikų titanidžių vardu. Febė – Gėjos ir Urano duktė, deivės Letonos motina.

Titanas – didžiausias Saturno palydovas________________________________________

Titaną 1655 metais atrado K. Huigensas. Pavadintas senovės graikų pirmos kartos dievų titanų vardu. Šeši titanai ir šešios titanidės buvo Žemės deivės Gėjos ir dangaus dievo Urano vaikai.

Trumpa Titano charakteristika:

Orbitos spindulys 11.22 mln. km, orbitinis periodas – 15.945 d., skersmuo – 5150 km. Turi atmosferą, kuri susideda iš azoto (85%), argono (12%), metano, etano, acetileno, etileno, ciano ir kitų organinių junginių. Paviršių nuolat dengia debesys, kurių temperatūra apie 70 K, paviršiaus temperatūra apie 93 K. Vidutinis tankis 1.9 g/cm3, geometrinis albedas 20%.

Titano pietų ašigalyje – Titanas iš 339 000 km Dėmės Titane

metano debesys

Atsidūręs Mėnulio vietoje Titanas atrodytų pusantro karto didesnis. Ir ne sidabriškai baltas su pilkom kraterių dėmėm, o rausvas, tarytum susisupęs kraupaus smogo skraiste. Tas smogas – tai 1944 m. aptikta Titano atmosfera. Ji tokia tanki, kad 1980 m. už 6000 km pralėkęs „Voyager 1“ neįstengė pamatyti nė menkiausio paviršiaus lopinėlio ir nufotografavo tik kelias 300 km aukštyje tvyrančių debesų sruogas. Titano paviršiuje slėgis 1,5 karto didesnis už mums įprastą. Pagrindinė atmosferos komponentė (85%) – azotas. 12% sudaro argonas, likusius 3% – anglies junginiai, suteikiantys Titanui rausvą atspalvį.

Laboratorijose imituojant Titano atmosferą ir leidžiant pro ją elektros kibirkštis, gauta daugybė organinių junginių, net amino rūgščių. Deja, greičiausiai gyvybės Titane nėra – temperatūra jame neviršija -180 °C. Spėjama, kad čia tyvuliuoja okeanas iš skysto metano, etano ir azoto. Jo dugne kaupiasi acetileno nuosėdos, paviršiuje plūduriuoja metano ledkalniai, o iš

rusvų debesų kapsi sunkūs metano lietaus lašai.

Kaip yra iš tikrųjų, sužinosime tik po kosminės stoties „Cassini“ vizito 2004 m. Kol kas Titanas tiriamas infraraudonųjų spindulių bei radijo bangų pagalba. Antai 1992 m. radiolokacijos būdu nustatyta, kad Titanas sukasi sinchroniškai, t. y. atsigręžęs į Saturną visada ta pačia puse. Jo paviršius nelygus, vadinasi, virš metano jūrų kyšo salos, gal net ištisi žemynai. 1994 m. Hablo kosminiu teleskopu Titano diskelyje pavyko nufotografuoti šviesią dėmę sulig Australija. Vėliau didžiausiu pasaulyje („Keko“ ) 10 mm skersmens teleskopu aptikta daug šviesių ir tamsių dėmių, primenančių Mėnulio jūras bei žemynus. Iš šių nuotraukų sudarytas pirmasis Titano žemėlapis.

Rugpjūčio mėnesį Mančesteryje (Anglija) vykusios Tarptautinės astronomų sąjungos XXIV Generalinės asamblėjos metu prancūzų astronomai pateikė Titano nuotraukas, gautas 3,6 m skersmens teleskopu su adaptyvia optika Havajuose 1,3 mikrono bangų ruože. Jose aiškiai matyti šviesi, t. y. infraraudonuosius spindulius gerai atspindinti sritis. Ryškiausios dėmės boluoja ties pusiauju. Jeigu tai metano ledynai, jie turėtų būti aukštai kalnuose. Kitaip tariant, Titane yra didelis kkalnų masyvas, t. y. žemynas, iš visų pusių apsuptas metano jūrų. Kita versija – kosminio smūgio palikta šviežio ledo atodanga – mažai tikėtina.

Smogas Titano atmosferoje Titano paviršius

“.Saturnas jau turi dirbtinį palydovą“

________________________________________

Saturno valdas, t. y. erdvės sritį, kur Saturno trauka stipresnė nnegu Saulės, „Cassini“ pasiekė gegužės 18 d. Oficialios sutiktuvės – birželio 27 d., kuomet „Cassini“ kirto magnetopauzę – ribą tarp Saulės vėjo gairinamos tarpplanetinės ir Saturno magnetinio lauko saugomos erdvės (magnetosferos). Beje, tai įvyko ne iš karto: reaguodama į Saulės vėjo gūsius, magnetosfera tai išsipučia, tai susitraukia, todėl jos ribą „Cassini“ teko kirsti net 7 kartus. Bet svarbiausia ne tai. Šįkart Saturno magnetopauzė užregistruota už 2,97 mln. km, gi 1979 m. „Pioneer 11“ ją rado už 1,43 mln. km, 1980 m. „Voyager 1“ – už 1,58 mln. km, o 1981 m. „Voyager 2“ – už 1,92 mln. km. Dėl Saulės vėjo magnetosferos dydis neturėtų taip smarkiai keistis, todėl kaltė suversta atvykimo kampui: „Cassini“ Saturno pusiaujo plokštumą kirto mažiausiu kampu, todėl jjį pasitiko toliausiai esanti magnetosferos dalis. Kokia iš tikrųjų yra Saturno magnetosfera ir kaip ji reaguoja į permainingą Saulės vėją, dar nėra žinoma. Tai išsiaiškins pirmuoju dirbtiniu Saturno palydovu tapęs „Cassini“. Pirmasis jo atradimas – magnetosferos viduje vyrauja H, O ir OH, t. y. iš žiedų bei ledinių palydovų išmuštų vandens molekulių liekanos, o ne iš Titano atmosferos nutekėjęs azotas, kaip manyta anksčiau.

„Be abejo, žinodami technines „Cassini“ galimybes, mes to ir tikėjomės, – sakė C. Porco. – Bet matyti savo aakimis – visai kas kita“. Stebino nuotraukų kontrastas, ryškios žiedų ribos, o labiausiai – per juos besiritančios spiralinės tankio bangos. Jas numatę teoretikai trynė rankas: Saturno žiedai – unikali gamtos laboratorija, leidžianti atsijoti hipotezes ir kurti naujus modelius. Jie padės perprasti proplanetinių diskų evoliuciją, planetų, asteroidų ir kometoidų žiedų susidarymą, netgi spiralinę galaktikų struktūrą. Jeigu „Cassini“ gerai seksis, netrukus sužinosime, kas Saturno žiedą suskaido į daugybę siaurų žiedelių, kaip atsiranda ir išsilaiko tamsiosios properšos, kas siaurus išorinius žiedus daro panašius į virves. Gal pavyks atskleisti ir Saturno žiedų kilmę.

Fizikinės savybės________________________________________

Magnetinės savybės. Duomenų apie magnetinį lauką nebuvo iki to laiko, kol pirmieji kosminiai aparatai pasiekė Saturną. Dėl to, kad Saturnas pagal fizines savybes gana panašus į Jupiterį, astronomai galvojo, kad pastebimą magnetinį lauką turi ir Saturnas. Ši hipotezė pasitvirtino. Apskritai Saturno magnetosfera gana panaši į Žemės, bet, aišku, daug didesnė. Išorinis magnetosferos radiusas lygus 23 ekvatorialiniams planetos radiusams (Žemės – 10 planetos radiusų).Radiacinės Saturno juostos tokios plačios, kad tiesiasi ne tik per žiedus, bet ir per kai kurių vidinių planetos palydovų orbitas.Visos planetos dalelės sukasi su vienodu periodu – tai tuo pat metu yra didesnės planetos masės sukimosi periodas (išskyrus atmosferą, kuri sukasi ne kaip kietas kūnas).

Kitas įdomus, su Saturno magnetiniu llauku susijęs dalykas – jo sukimasis aplink ašį. Nuo 2003 04 29 iki 2004 06 10 fiksavęs iš Saturno sklindančius radijo triukšmus „Cassini“ nustatė ašinio sukimosi periodą – 10 val. 45 min. 45 s. Tai 6 min, arba 1% daugiau negu iš tų pačių radijo triukšmų gavo 1980–1981 m. pro šalį skrieję „Voyager“. Panašų skirtumą 1997 m. gavo prancūzų astronomai, stebėję Saturną nuo Žemės. Be abejo, sunku patikėti, kad milžinė planeta sukasi lėčiau nei prieš 20 metų. Veikiausiai kaltas magnetinį lauką bei radijo triukšmus generuojantis šaltinis Saturno gelmėse. Saturno sukimosi ir magnetinė ašys sutampa, vadinasi, jo magnetinis laukas gali elgtis panašiai kaip Saulės, kur sukimosi periodas priklauso nuo platumos: per 20 metų radijo emisija pasislinko į kitą platumą, dėl to pakito ir sukimosi periodas. „Cassini“ užduotis – per 4 metus išsiaiškinti, kas ir kaip. Jam taip pat reikės aiškintis, ar tikrai Saturnas išspinduliuoja daugiau energijos negu gauna jos iš Saulės, kiek daugiau ir koks tos perteklinės energijos šaltinis. Po „Voyager“ skrydžių spėliota, jog tai gali būti sunkesnių helio lašelių grimzdimas į Saturno gelmes pro lengvesnį vandenilio rūką. Bet tokiu atveju Saturno atmosferoje turėtų jaustis helio stygius.

Atmosfera ir debesų sluoksnis. Kiekvienas, kas stebėjo planetas per teleskopą, žino, kad Saturno paviršiuje ppastebima mažai detalių, ir jų kontrastas su aplinkiniu fonu – nedidelis. Tuo Saturnas skiriasi nuo Jupiterio, kad turi daug kontrastinių detalių, t.y. tamsių ir šviesių juostų, bangų, Šios detalės byloja apie jo atmosferos aktyvumą.

„Vojadžeriams“ pavyko gauti Saturno debesų nuotraukas, kuriose tiksliai atvaizduota atmosferos cirkuliacija: dešimtys debesų juostų, o taip pat atskiri uraganiniai vėjai. Tarp kitų aptiktas ir Jupiterio Didelės Raudonos Dėmės analogas, nors ir mažesnis. Nustatyta, kad vėjų greitis čia net aukštesnis, negu Jupiteryje. Taigi bebesuotumo nuotraukos demonstruoja Saturno atmosferos savitumą. Ši atmosfera net aktyvesnė už esančią Jupiteryje. Kosminiai aparatai nuodugniai ištyrė Saturno viršdebesinės atmosferos cheminę sudėtį. Jos 89% sudaro vandenilis. Antroje vietoje – helis (apie 11% pagal masę). Pažymėtina, kad Jupiterio atmosferoje jo 19%. Kitos dujos atmosferoje – metanas, amiakas, etanas, acetilenas, fosfidas – sutinkamos mažais kiekiais. Duomenys, gauti iš „Vojadžerio-1″ padėjo su dideliu tikslumu nustatyti ekvatorialinį Saturno radiusą. Debesų sluoksnio viršūnės lygyje ekvatorialinis radiusas lygus 60330 km, t.y. jis 9,46 kartų didesnis už Žemės radiusą. Patikslintas taip pat ir apsisukimo aplink ašį periodas (10 val. 39 min. – 2,25 kartų greičiau už Žemę). Toks greitas sukimasis privedė prie to, kad Saturno susispaudimas daug didesnis nei Žemės.

Fizinės charakteristikos

Diametras per ekvatorių

120,536 km

Vidutinis tankis

0.69 g/cm3

Paviršinė gravitacija

9.05 m/s2

Paviršiaus temperatūra

min vid. max

82 K 143K n.d.

Atmosferos charakteristikos

Atmosferos

slėgis 140 kPa

Vandenilis

>93%

Helis

>5%

Metanas

0.2%

Vandens garai 0.1%

Amoniakas

0.01%

Etanas

0.0005%

Fosfinas

0.0001%

.