Planeta Saturn jest jednym z gazowych gigantów Układu Słonecznego. Jest drugim co do wielkości po Jowiszu, ma ogromną masę i gęstą warstwę pierścieni, które go otaczają. Atmosfera Saturna to zjawisko, które od wielu lat jest przedmiotem kontrowersji wśród naukowców. Ale dziś niezawodnie ustalono, że to gazy stanowią podstawę całego ciała powietrznego, które nie ma stałej powierzchni.
Historia wielkiego odkrycia
Przez długi czas naukowcy wierzyli, że nasz system jest zamknięty właśnie przez tę ogromną planetę, a poza jej orbitą nie ma nic. Badali go od odległego 1610 roku, po tym, jak Galileusz zbadał Saturna przez teleskop, a także zwrócił uwagę na obecność pierścieni w swoich notatkach. W tamtych latach nikt nie mógł pomyśleć, że to ciało niebieskie tak bardzo różni się od Ziemi, Wenus czy Marsa: nie ma nawet powierzchni i składa się wyłącznie z gazów rozgrzanych do niewyobrażalnych temperatur. Obecność atmosfery Saturna potwierdzono dopiero w XX wieku. Co więcej, tylko współcześni naukowcy byli w stanie stwierdzić, żeplaneta jest kulą gazową.
Zbadał go satelita Voyager 1, który był w stanie wypuścić sondę do zewnętrznych warstw atmosfery. Uzyskano zdjęcia, które wskazywały na zawartość głównie wodoru w obłokach Saturna, a także wielu innych gazów. Od tego czasu badania prowadzone są wyłącznie na podstawie teorii i obliczeń. I tutaj warto zauważyć, że Saturn jest jedną z najbardziej tajemniczych i nieznanych planet do chwili obecnej.
Obecność atmosfery, jej skład
Wiemy, że planety ziemskie znajdujące się w bliskiej odległości od Słońca nie mają atmosfery. Ale są to ciała stałe, które składają się z kamienia i metalu, mają określoną masę i odpowiadające im parametry. Z balonami gazowymi sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Atmosfera Saturna jest sama w sobie podstawą. Niekończące się opary gazu, mgły i chmury gromadzą się w niewiarygodnych ilościach i tworzą kulę pod wpływem pola magnetycznego jądra.
Podstawą atmosfery planety jest wodór: to ponad 96 procent. Inne gazy są obecne jako zanieczyszczenia, których proporcje zależą od głębokości. Warto zauważyć, że na Saturnie nie ma kryształków wody, różnych modyfikacji lodu i innych substancji organicznych.
Dwie warstwy atmosfery i ich skład
A zatem atmosfera Saturna jest podzielona na dwie części: warstwę zewnętrzną i wewnętrzną. Pierwszy to 96,3 procent wodoru cząsteczkowego, 3 procent helu. Te główne gazy są mieszane ze składnikami takimi jak fosfina, amoniak,metan i etan. Występują tu silne wiatry powierzchniowe, których prędkość dochodzi do 500 m/s. Jeśli chodzi o dolną warstwę atmosfery, dominuje tu metaliczny wodór – około 91 proc., a także hel. To środowisko zawiera chmury wodorosiarczku amonu. Dolna warstwa atmosfery jest zawsze podgrzewana do granic możliwości. Gdy zbliżamy się do jądra, temperatura sięga tysięcy Kelwinów, ponieważ nie jest jeszcze możliwe badanie planety za pomocą sond wykonanych w warunkach ziemskich.
Zjawiska atmosferyczne
Najczęstsze zjawiska na tej planecie to wiatry i huragany. Większość strumieni wieje z zachodu na wschód w odniesieniu do obrotu osiowego. W rejonie równikowym panuje lekki spokój, a gdy się od niego oddalamy, pojawiają się strumienie zachodnie. Są też miejsca na Saturnie, gdzie pewne zjawiska pogodowe występują w regularnych odstępach czasu. Na przykład Wielki Biały Owal pojawia się na półkuli południowej raz na trzydzieści lat. Podczas takiej „złej pogody” atmosfera Saturna, której skład dodatkowo przyczynia się do tego zjawiska, jest dosłownie podziurawiona błyskawicami. Wyładowania występują głównie w średnich szerokościach geograficznych, między równikiem a biegunami. Jeśli chodzi o to drugie, tutaj głównym zjawiskiem jest zorza polarna. Silniejsze błyski występują na północy, ponieważ tam pole magnetyczne jest silniejsze niż na południu. Blask pojawia się w postaci owalnych pierścieni lub spiral.
Ciśnienie i temperatura
Jak się okazuje, sprawia to atmosfera Saturnaplaneta jest dość chłodna w porównaniu z Jowiszem, ale z pewnością nie tak lodowata jak Uran i Neptun. W górnych warstwach temperatura wynosi około -178 stopni Celsjusza, biorąc pod uwagę stałe wiatry i huragany. Im bliżej zbliżamy się do rdzenia, tym bardziej wzrasta ciśnienie, a co za tym idzie temperatura. W środkowych warstwach jest -88 stopni, a ciśnienie około tysiąca atmosfer. Skrajny punkt osiągnięty przez sondę to strefa temperaturowa -3. Według obliczeń w rejonie jądra planety ciśnienie sięga 3 milionów atmosfer. Temperatura wynosi 11700 stopni Celsjusza.
Posłowie
Przejrzeliśmy pokrótce strukturę atmosfery Saturna. Jego skład można porównać do Jowisza, istnieją też podobieństwa do lodowych olbrzymów – Urana i Neptuna. Ale, jak każda kula gazowa, Saturn ma wyjątkową strukturę. Wieją tu bardzo silne wiatry, ciśnienie osiąga niewiarygodne poziomy, a temperatura pozostaje chłodna (jak na standardy astronomiczne).
