2. osa: Päikesesüsteem

7. peatükk: Saturn

Veel Saturnist Saturn on antiikajal tuntud planeetidest kõige kaugem, teda lahutab Päikesest keskmiselt 9,5 a.ü. Kreeklaste titaan Kronos (aeg) ehk roomlaste Saturn oli Zeus-Jupiteri isa. Saturn, kes omal ajal oli troonilt tõuganud maailma looja, Uranuse, ei olnud kõrgemate olendite hulgas kuigi populaarne. Oma trooni kindlustamiseks sõi Saturn ära oma lapsed. Jupiteri asemel aga sokutati talle eineks kivi. Hiljem vabastas Jupiter vennad ning võitis sõja titaanide vastu. Ja nüüd liigubki Saturn taevas teistest kaugemal, liigub aeglaselt, olles täis kibestumist tänamatu maailma vastu. Saturni on tema suure kauguse tõttu teleskoobi abil juba kaunis raske uurida. Pikksilmaga on näha vaid rõngas ning heal juhul ka see, et planeet on veel lapikum kui Jupiter. Saturni ööpäev kestab "Voyageri" andmetel 10 tundi ja 39 minutit ja täistiiruks ümber Päikese kulub 29,5 maist aastat ehk umbes 25 000 Saturni ööpäeva. Planeet on üle kolme korra "kergem" kui Jupiter, aga 95 korda massiivsem kui Maa ning kolm korda massiivsem kui kõik teised päikesesüsteemi planeedid ilma Jupiterita kokku. Saturni läbimõõt on 120 600 kilomeetrit, 9,4 korda suurem kui Maal. Nagu teistelgi hiidplaneetidel, ei ole läbipaistmatu pilvkatte pärast võimalik näha Saturni pinda ning ta keskmine tihedus leitakse pilvkattega piiratud ruumala järgi. Saturni keskmine tihedus on ainult 0,7 vee tihedust, ta on Maast kaheksa korda hõredam. Raskusjõud Saturni pilvepiiril ületab maise vaid 1,2 korda. Saturn on lahjendatud Jupiter Väga vähe on teada hiidplaneetide siseelu kohta. Tänu "Voyageritele" on olemas hea ülevaade gigantide kaaslastest ja rõngastest, kuid planeetidest saadi andmeid vaid pilvkatte ülemise piiri kohta. Aga sedagi on rohkem, kui sajandialguse astronoom unistada julges. Saturni fantastiliselt väike keskmine tihedus lubab arvata, et planeedi pind, kui ta üldse olemas on, asub kaugel allpool pilvepiiri. Usutavam on aga, et kuigi planeedil on olemas tahke tuum, läheb aine pilvedeks ja gaasiks üle sujuvalt, nagu teistelgi hiidplaneetidel. Ka Saturnil on väga tugev magnetväli ja kiirgusvööndid. Magnetvälja telg langeb kokku pöörlemisteljega. Keemiline koostis on Saturnil umbkaudu sama mis Jupiteril. Levinuim element on vesinik (mahu järgi 87-90%), see, mis üle jääb, on peamiselt heelium (10-13%). Ka lisandid on samad -- ammoniaak (NH3), metaan (CH4), etaan (C2H6), vesi, atsetüleen (C2H2) ja fosfiin(PH3). Jälgi on leitud ka keerulisematest molekulidest. Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi nagu Jupiterilgi. Pilvkate jaguneb vöönditeks, kuid need pole nii kontrastsed ja värvilised kui naabril. Vööndid kulgevad ekvaatoriga paralleelselt. Ekvaatorile lähedased vööndid on heledamad ja sisaldavad tumedamaid ja heledamaid laike. Harva on näha ka punakaspruune laike. Planeedi pooluste läheduses leidub laike harva. Saturni keeristormid näivad olevat tsipa rahumeelsemad kui suurel naabril. Tuulte kiirus ulatub seal kuni 500 kilomeetrini tunnis. Saturn kiirgab kaks ja pool korda rohkem soojust, kui ta Päikeselt saab, ning tuulte ülesandeks on ülearune soojus välja pumbata. 1933. aastal vaadeldi Saturni ekvaatorist 15 kraadi põhja pool suurt valget laiku. Osutus, et seda nähti juba aastatel 1876 ja 1903. Ka 1960. ja 1990. aastal ilmus ta jälle nähtavale. Ta näib olevat umbes Saturni aastase tsükliga tormiala, mis tekib, kui Saturni põhjapoolkeral on suvi. "Voyager-1" avastas sellel planeedil ka maakera mõõtu suure punase laigu, mis aga polnud nii ere ja püsiv nagu tema kuulus kolleeg Jupiteril. Pilvede ülemisel piiril on õhutemperatuur -175 C, seega kolmkümmend kraadi madalam kui Jupiteril. Ülemised pilved on metaanist ja ammoniaagist, alumised pilved võivad olla jääkristallidest, sest sügavamale minnes kasvab nii rõhk kui temperatuur. Saturni rõngad 1610. aastal märkas Galilei oma väikese teleskoobiga Saturni küljes kahte moodustist. Kaaslased nad ei olnud, sest mingit liikumist ei õnnestunud avastada. Kuna ta ei saanud aru, millega on tegemist, saatis ta Keplerile anagrammi, milles öeldi: "alumist planeeti nägin kolmekordsenä. Huvitav, et Kepler luges sealt välja Marsi kuude avastamise -- "tervitus teile Marsi poolt sünnitatud kaksikud"! Järgmised 40 aastat nähti Saturni venitatuna või sangadega. Hüpoteese oli palju, kuid esimesena sõnastas hollandlane Huygens oma 1655. aasta anagrammis, et "ta on ümbritsetud õhukese ja tasase rõngaga, mis ei puutu teda kuskil ja on ekliptika suhtes kaldü. Saturni rõngas on maapealsetele vaatlejatele Saturni aasta jooksul kaks korda nähtamatu, sest siis näeme ainult rõnga serva. Viimati juhtus see 1996. aastal. Nüüdisajal on muidugi võimalik näha rõnga varju planeedil ja veenduda ta olemasolus, kuid XVII sajandil tekitas rõnga kadumine uurijate hulgas palju segadust. Pariisi observatooriumi esimene direktor G. Cassini avastas hiljem tema järgi nimetatud lõhe Saturni rõngas (1675) ning W. Struwe tegi rohkem kui sajand hiljem ettepaneku märkida rõnga osasid tähtedega A ja B. 1837. aastal avastas saksa astronoom J. Encke A-rõngas veel ühe lõhe. 1838. aastal märkas hiljem Neptuuni avastanud J. Galle seespool B-rõngast veel ühte, poolläbipaistvat rõngast. Seda avastust ei pandud eriti tähele, enne kui Cambridge ülikooli astronoom G. Bond koos oma isa W. Bondiga avastasid selle nn C-rõnga uuesti. 1907. aastal avastas Prantsuse amatöörastronoom G. Furnier C-rõngast seespool veel ühe rõnga. D-rõnga olemasolu üle vaieldi, kuni erakordselt hea nägemisega astronoom E. Bernard kinnitas selle olemasolu. Järgmine kord nähti seda rõngast 40 aastat hiljem, tema heledus on vaid kolmandik C-rõnga heledusest, mis omakorda on vaid sajandik B-rõnga heledusest. D-rõngas on tumedam kui Cassini pilu! E-rõngas avastati Allegheny observatooriumis, siis kui "Pioneer-11" oli juba teel. Selle tihedus on veel 100 000 korda väiksem kui D-rõngal. Rõngaid peeti alguses tahketeks objektideks ning Cassini pilu vaid teist värvi alaks, kuni läbi selle õnnestus pildistada tähte. Laplace näitas, et laiu tahkeid rõngaid olla ei saa, see oleks vastuolus gravitatsiooniseadusega. Ta oletas kitsaste rõngaste süsteemi olemasolu. Venelanna S. Kovalevskaja tõestas, et rõngas ei saa olla ei vedel ega ka mitte gaasiline -- ta hajuks väga kiiresti. Shoti matemaatik J. Maxwell tõestas lõpuks teoreetiliselt, et rõngad peavad koosnema väikestest tükkidest, mis tiirlevad iseseisvalt ümber planeedi. Praktiliselt kinnitas seda ameeriklane J. Keller, kes Doppleri efekti kasutades mõõtis B-rõnga sisemiste oskeste tiirlemiskiiruseks peaaegu 21 km/s ja A-rõnga välispiiri osakeste kiiruseks ainult 17 km/s. Kolme heledama rõnga sisse saaks panna viis maakera kõrvuti, nii laiad on nad. Rõngaste pindala ületab ka Saturni oma, Maast rääkimata. Roche arvutuste järgi ei saa lähemal kui 2,44 planeedi raadiust suuri kaaslasi tekkida ning kui nad sinna satuvad, siis nad purunevad. Saturni rõngad asuvad just sellises vahemikus ning teadlased arvavad, et materjal, millest muidu oleks tekkinud mõned kuud, on jäänud rõngastesse. 1973. aasta aprillis startis "Pioneer-11", mis jõudis Saturni E-rõngasse 1979. aasta 1. septembril. Automaatjaam tegi palju huvitavaid vaatlusi ja avastas veel kaks kitsat rõngast, F- ja G-rõnga. "Pioneer" avastas ka Saturni kiirgusvööndid. 1980. aasta novembris jõudis Saturni juurde automaatjaam "Voyager-1". Leiti, et Saturni rõngas koosneb sadadest väikestest rõngastest. Cassini lõhes pildistati mitut kitsast nõrka rõngast. "Voyageri" piltide põhjal jõudsid uurijad arvamusele, et F-rõngast "karjatatakse": kaks kuud, Prometheus ja Pandora tiirlevad teine teiselpool rõngast. Kõikide rõngaste osakesed koosnevad jääst, mis on segatud metaani ja ammoniaagiga, nende tihedus on 0,6 vee tihedust. Osakeste suurus kõigub mikromeetrist kilomeetrini. A-, B- ja C-rõngad on umbes 1,3 km paksud, äärealadel veel kümme korda õhemad. F-rõngas võivad suuremad osakesed olla kuni paarkümmend kilomeetrit läbimõõdus. Augustis 1981 jõudis Saturni juurde ka "Voyager-2". Ta näitas, et kohati on rõnga paksus vaid 150 meetrit ning Encke lõhe juures koguni alla saja meetri. B-rõngas avastas ta välke võimsusega kuni 1000 megavatti.

[ Peatüki indeks | Õpiku tekst | Illustratsioonid | Viited | Kordamisküsimused ]

• Eelmine peatükk: Jupiter
• Järgmine peatükk: Uraan
• Sisukord
• Täiendavad tekstid

Õpiku tegijad / opik@obs.ee © Tartu Tähetorni Astronoomiaring 1997-99 19. veebruar 1999

Selle õpiku valmimist on toetanud Avatud Eesti Fond.