A Szaturnusz, a Naptól számított hatodik bolygó az óriásbolygók vagy gázbolygók egyike, méretét tekintve pedig Naprendszerünk második legnagyobbja. A következő cikkben igyekszünk betekintést engedni a gyűrűs bolygó legfontosabb és legérdekesebb jellemzőibe.
Mint ahogy a Naprendszer legtöbb bolygója, a Szaturnusz is egy istenségről kapta a nevét: a rómaiak időt, bőséget, gazdagságot és megújulást szimbolizáló Szaturnusz istenéről. Tiszteletére rendezték Rómában minden decemberben a saturnalia ünnepét, amely a mulatozás, a lakomák és az ajándékozás ünnepe volt. Emellett Szaturnusz neve szerepel a gyűrűs bolygó elnevezése mellett a hét szombati napjának számos idegen nyelvű változatában (például az angol Saturday elnevezésben). A görög mitológiában Szaturnuszt Kronosszal, az idő urával és a titánok legifjabbjával azonosították. A Szaturnusz bolygó szimbóluma az istenség sarlóját testesíti meg.
A Szaturnusz szimbóluma
A Szaturnusz a Naprendszer második legnagyobb bolygója, átlagos átmérője nagyjából 120500 km. A Napot 10,6 csillagászati egység fél nagytengelyű pályán keringi körbe 29,5 év alatt. Forgása igen gyors, rotációs periódusa körülbelül 10,5 óra, amelynek következtében a bolygó a Jupiterhez hasonlóan a tökéletes gömbtől eltérő, lapult alakú: sarki átmérője csaknem 10 százalékkal kisebb az egyenlítőinél! Forgástengelye 27 fokos szöget zár be a keringési síkkal, amelynek okát a kutatók a Neptunusz hatásának, illetve a nagyméretű holdak jelenlétének tulajdonítják. A víz sűrűségét is alulmúló átlagos sűrűsége kisebb az összes többi naprendszerbeli bolygóénál.
Belső szerkezetét tekintve a Szaturnusz a Jupiterhez hasonlóan gázóriás, így legbelső régiója egy szilárd mag, amelyet egy jórészt fémes hidrogénből álló réteg vesz körül. Ez a réteg gerjeszti a Szaturnusznak a Földénél gyengébb mágneses terét. Ezt egy hidrogénből és héliumból álló zóna burkolja, amely a bolygó külső 1000 kilométere felé haladva fokozatosan gáz halmazállapotúvá alakul. A légkör az alapvetően jelen lévő hidrogénen és héliumon kívül ammóniát, metánt, etánt és propánt is tartalmaz, és az atmoszférában ammóniát és vizet tartalmazó felhők lebegnek.
A gyűrűs bolygó légköre a Jupiteréhez hasonlóan sávos felépítésű, azonban annál jóval kevésbé kontrasztosan jelennek meg a különböző sávok, és szélesebbek is a Jupiter keskeny felhősávjainál.
A Szaturnusz légkörének különös felhőmintázata, a Nagy Fehér Folt.
A Szaturnusz légkörében fújnak a Naprendszer leggyorsabb szelei, s itt is megfigyelhetőek aktív, viharos régiók. Ezek közül az egyik legjelentősebb a Jupiter Nagy Vörös Folt nevű anticiklonjához hasonló, ám annál jóval rövidebb életű Nagy Fehér Folt, amelyet először a Hubble-űrtávcsővel figyeltek meg a kutatók. Szintén érdekes jelenség a Szaturnusz pólusánál található, körülbelül 25000 km szélességű, csaknem szabályos hatszög alakját felvevő felhőmintázat. Ez az alakja mellett abból a szempontból is különleges, hogy együtt forog a bolygóval.
Hatszög alakú légköri képződmény a Szaturnusz pólusánál.
A bolygó legnagyobb látványosságát mégis a körülötte lévő gyűrűrendszer adja, amely különböző méretű gyűrűkből, és közöttük fellelhető üres területekből, űrökből áll. A gyűrűket az ABC betűiről nevezték el. Ezek közül az A-val és B-vel jelölt gyűrű a legfényesebb, s közöttük található az űrök közül a legismertebb, a Cassini-rés, illetve a Huygens-rés. Előbbi a Földről is megfigyelhető távcsővel, később viszont a Voyager-űrszondák több száz kisebb gyűrűt, és közöttük elhelyezkedő vékony rést fedeztek fel.
A gyűrűket először Galileo Galilei figyelte meg távcsövével az 1600-as évek elején. A későbbi észlelések során a tudósok kimutatták, hogy a gyűrűrendszer igen vékony, maximum 20 kilométeres vastagságú, kiterjedése 120 000 km, összetételét tekintve pedig leginkább vas-oxid, és a porszemcsétől a több méteres átmérőig terjedő kőzetek alkotják. De vajon hogyan alakulhatott ki ez az érdekes képződmény a bolygó körül? Erre napjainkban több elfogadott elmélet is létezik. Az egyik elmélet szerint a gyűrű a Szaturnusz egy hajdani holdjából származik, amely a bolygóhoz az úgynevezett Roche-határnál közelebb került, és ezért az árapályerők hatására széthullott. A hold szétesése bekövetkezhetett egy aszteroidával vagy üstökössel történő ütközés során is. A másik, napjainkban kevésbé elfogadott hipotézis szerint a gyűrű a bolygó kialakulásakor is jelen lévő, majd azt körülvevő csillagközi anyagból maradt vissza.
2009-ben történt egy érdekes felfedezés a Szaturnusz gyűrűivel kapcsolatban: az infravörös tartományban működő Spitzer-űrtávcsővel ugyanis felfedeztek egy rendkívül nagy kiterjedésű, hideg porgyűrűt a bolygó körül, amely a látható fény tartományában egyáltalán nem látszik. Ezen porgyűrű átmérője körülbelül 300-szorosa a Szaturnusz átmérőjének, s ha szabad szemmel is megfigyelhetnénk, kétszer akkorának látnánk, mint a teliholdat. Ebben a gyűrűben kering a Phoebe nevű hold, amelyet a Szaturnusz a keletkezése után fogott be, s a legelfogadottabb elméletek szerint az infravörös tartományon megfigyelhető porgyűrű is a Phoebétől származik.
A Jupiterhez hasonlóan a Szaturnusznak is rendkívül sok holdja van: 2023-ig 83-at fedeztek fel. Ezek közül a legnagyobb a Merkúr méreténél is nagyobb, Titan nevű hold, a Naprendszer második legnagyobb holdja, tömege pedig a Szaturnusz körül keringő holdak tömegének 96%-át kiteszi. Az élet kutatásának szempontjából is kiemelt jelentőséggel bír, hiszen Naprendszerünkben ez az egyetlen olyan hold, amelynek kiterjedt légköre van. A NASA és az ESA közös küldetéseként indított Cassini-Huygens szondapáros Huygens leszállóegységének fő célja a Titan mélyebb megismerése volt. Ezen mérések alapján tudjuk, hogy a Titan kötött keringésű égitest, felszíne alatt pedig nagy valószínűséggel nagy mennyiségű víz található, a felszínt magát pedig metántavak tarkítják. Légköre 97%-ban nitrogénből áll, de emellett összetett szénhidrogéneket is tartalmaz, a metán bomlásának végtermékét. Ezeknek a szénhidrogéneknek hatására a Titan színe jellegzetes, narancssárgás.
A Szaturnusz holdjai közül jelentős még az Enceladus, a Mimas, a Tethys, a Dione, a Rhea és a Iapetus, amelyek a nagyobb holdak közé tartoznak. Ezek mellett számos kisebb hold is kering a bolygó körül. Ezek a holdak alakjukat tekintve lehetnek szabályosak vagy szabálytalanok, keringésük iránya pedig direkt vagy retrográd, amely jellemzők alapján különböző alcsoportokba sorolják őket.
A gyűrűs bolygót, bár igen távol kering Földünktől, megfigyelték már mellette elhaladó, illetve kifejezetten a vizsgálatát célzó űrszondák. A Pioneer–11 űrszonda látogatta meg elsőként a Szaturnuszt, a bolygó mellett elrepülve, végül egy olyan pályára állt, amely kivezette a Naprendszerből. A Pioneer–11 eredményei közé tartozik a Titan hőmérsékletének megmérése, és az F-gyűrű felfedezése. Később, az 1980-as éek elején a Voyager–1 és Voyager–2 űrszondák is elhaladtak a Szaturnusz mellett, s képet alkottak néhány holdjának felszínéről, illetve a Titan esetében a légkörről. A Cassini-Huygens űrszondapárost kifejezetten a Szaturnusz, illetve a Titan vizsgálatára bocsátották fel, és 2004-ben állt pályára a gyűrűs bolygó körül, illetve a Huygens szonda simán leszállt a Titan holdra. A küldetés során jó minőségű képek készültek a Phoebe holdról, a Titanról és más jeges holdakról is. A Cassini-űrszonda végül 2017-ben, hosszú szolgálata után a Szaturnusz légkörében elégve teljesítette utolsó küldetését.
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet