i Saturn | enciclopèdia.cat
Gran enciclopèdia catalana

Saturn

Saturn i els seus anells en una imatge presa per l’astronau Cassini
© NASA
astronomia astr
El sisè dels planetes del sistema solar atenent la seva proximitat al Sol.

És, però, el segon per la massa, malgrat que la seva densitat és la més baixa entre les densitats de tots els planetes i satèl·lits del sistema solar (0,69 gr/cm3). Saturn orbita el Sol a una distància mitjana de 1.429.400.000 km (9,54 unitats astronòmiques). La velocitat de rotació del planeta sobre ell mateix és molt elevada i varia amb la latitud, però hom accepta com a valor mitjà del període de rotació a l'equador la de 10 h 14 min. Aquesta gran velocitat de rotació i una densitat molt baixa expliquen que l’aplatament de Saturn sigui molt elevat. La diferència entre el radi equatorial i el polar és de gairebé un 10% (60.268 km vs. 54.364 km). Saturn és visible a ull nu com un astre groguenc de primera magnitud. La propietat més espectacular de Saturn és, però, que, vist pel telescopi, presenta un sistema d’anells lluminosos que l’envolten i que li són característics. A part els anells, Saturn té un aspecte molt semblant al de Júpiter i, en concret, presenta també una estructura de bandes paral·leles a l’equador.

Composició

Saturn és compost per un 75% de hidrogen i per un 25% d'heli amb traces d'altres materials, com aigua, amoníac, metà i materials rocallosos. Aquesta composició és similar a la de la nebulosa primordial que donà lloc al sistema solar. Els models planetaris, corroborats per les dades aportades per les diferents sondes espacials que han visitat el planeta, indiquen que Saturn és constituït per una esfera sòlida envoltada per una atmosfera gasosa. La part sòlida de Saturn és formada per un nucli de roques de 25.000 km de diàmetre, al centre de la qual la densitat és de 15,6 g/cm3, i la pressió, de l’ordre de 55 x 1012 dyn/cm2. Al voltant d’aquest nucli hi ha una capa d’hidrogen metàl·lic líquid, bon conductor elèctric i origen del camp magnètic del planeta. Finalment al nucli trobem una capa de transició, formada per hidrogen i heli en estat líquid a la part inferior i que gradualment es transforma en gas a mesura que ens allunyem del centre. El nucli del planeta es troba a una temperatura de 12000 K.

L'atmosfera de Saturn és constituïda, en volum, pel 96,3% d'hidrogen molecular i el 3,25% d'heli, i per traces de compostos com l’amoníac (en petits cristalls que formen núvols), l’acetilè, l'età o el propà. Tot i que és molt menys activa que la de Júpiter, esporàdicament presenta unes taques brillants d’una certa durada originades per grans tempestes que arriben a les capes altes de l'atmosfera. La temperatura de l'atmosfera, on s’han enregistrat vents de fins a 1800 km/h, oscil·la entre 0 °C a les capes inferiors, i -250 °C a la part exterior visible.

A l'igual que Júpiter, Saturn radia a l’espai més energia de la que rep del Sol. En concret l'energia emesa és entre 1,5 i 2,5 vegades l'energia rebuda. Hom suposa que la font interna d'energia necessària té dos orígens: d’una banda l’energia gravitatòria que s’allibera en forma de calor en contreure’s la gran massa del planeta; de l’altra, l'escalfament de les capes interiors de l'atmosfera degut a la caiguda d'heli en forma de pluja des de les capes més externes, el qual acaba transformant l'energia cinètica de les gotes en calor, que posteriorment es radiat a l'espai.

Els anells i els satèl·lits

Els anells de Saturn foren observats per primera vegada per Galileu l’any 1610 amb la primera lent astronòmica de la història. Galileu, però, a causa de l’orientació de Saturn en aquella època, només observà unes taques lluminoses a banda i banda de Saturn, però no pogué precisar la natura i la forma d’aquestes taques. Fou Huygens, l’any 1655, qui descobrí que Saturn és envoltat d’una banda lluminosa que anomenà l’anell de Saturn. Les primeres hipòtesis postulaven que els anells eren formacions sòlides, d’una peça, però l’any 1859 J.C. Maxwell demostrà que un anell sòlid o líquid al voltant del planeta no seria estable i feu la hipòtesi que els anells de Saturn eren constituïts per una gran quantitat de partícules independents que giraven al voltant del planeta com a petits satèl·lits. Les observacions posteriors han confirmat aquesta hipòtesi en comprovar espectroscòpicament que la velocitat de les regions interiors dels anells era més gran que la velocitat de les regions exteriors, tal com cal esperar en un sistema de satèl·lits independents, i en comprovar que a través d’algunes regions dels anells es pot veure la llum dels estels i fins i tot el cos del planeta. Actualment hom admet que els anells de Saturn són formats per infinitat de partícules (bàsicament gel d'aigua i material rocós), amb mides que van des de petits grans de pols a centenars de metres. El gruix dels anells no supera 1 km i la seva estructura és extremament complexa.

Hom distingeix quatre anells principals, anomenats respectivament A, B, C i D atenent l’ordre decreixent de llurs radis. L'anell B és de color blanc i és també el més lluminós, especialment a les regions exteriors. L’anell A és menys lluminós i la seva brillantor no és uniforme. L'anell C és difícilment visible amb els telescopis petits, i quan se l’observa presenta un aspecte de transparència. L’anell D, interior a C, és poc lluminós i potser s’estén fins al límit dels núvols del planeta. Existeixen altres anells secundaris (E, F, G), com també multitud de subestructures i arcs. Entre els anells principals, o, fins i tot, dins alguns anells. hi ha regions buides, com són la divisió de Cassini (entre els anells A i B) o la divisió d'Encke, dins de l'anell A. Aquestes divisions són degudes a la presència de petits satèl·lits que han netejat la seva òrbita de partícules o que coincideixen amb òrbites inestables originades per ressonàncies orbitals amb alguna lluna de Saturn. L'origen dels sistemes d'anells al voltant dels planetes gasosos no és ben conegut. En cas que les partícules provinguessin de la mateixa nebulosa que donà lloc al planeta i que, per tant, els anells fossin presents des de la formació de Saturn, atès que es tracta de sistemes inestables, seria necessari algun mecanisme de regeneració, com podria ser el trencament posterior d'alguna lluna. Fins i tot hi ha la possibilitat que el sistema d'anells que observem actualment tingui tan sols alguns centenars de milions d'anys.

El 2017 53 satèl·lits de Saturn havien rebut nom per part de la Unió Astronòmica Internacional. Nou més han estat detectats, fins a formar un sistema de 62 satèl·lits. Els més grans són Mimes, Encèlad, Tetis, Dione, Rea, Tità, Hiperíon, Japet i Febe. Entre aquests satèl·lits, cal destacar Tità, que és el més gran i posseïdor d'una atmosfera de nitrogen i metà. El 2005 la sonda Huygens, que formava part de la missió Cassini-Huygens de les agències NASA i ESA, aconseguí aterrar sobre la superfície de Tità.

Missions espacials

Fins el 2017 Saturn havia estat visitat per quatre missions espacials. L'any 1979 la sonda Pioneer XI passà a 21.000 km de les capes més altes de l'atmosfera. Les següents missions a sobrevolar el planeta foren la Voyager 1 i la Voyager 2, els anys 1980 i 1981, respectivament. Aquestes dues sondes estudiaren la composició de l’atmosfera de Saturn i el seu sistema d'anells, i fotografiaren diversos satèl·lits. També captaren aurores als pols dels planetes, les quals, com a la Terra, es formen quan partícules provinents del Sol són dirigides pels camps magnètics del planeta cap a les seves regions polars, on interactuen amb els gasos que componen l’atmosfera. A Saturn, a més, les característiques de les aurores estan influïdes per ones electromagnètiques generades quan algun del seus satèl·lits travessa la magnetosfera del planeta, com es posà en evidència posteriorment. Finalment, l'any 2004 arribà a Saturn la missió Cassini, que a més de fer aterrar la sonda Huygens a la superfície de Tità, fou la primera a entrar en òrbita al voltant del planeta. La Cassini ha descobert set satèl·lits de Saturn i n’ha sobrevolat de prop algun, com Encèlad, Tità, Rea, Dione o Febe, mostrant detalls de la seva superfície. El març del 2017 la sonda Cassini continua en funcionament.

Col·laboració: 
JMVH / EMaF
Data de revisió: 
2017-04-05
Llegir més...