Saturn - gospodar prstenova
Bio bi to svakako najzanimljiviji put: istraživanje Saturnovih prstenova. Astronauti se stisnu u svoja svemirska odijela, pričvrste si sjedalicu na raketni pogon i pripreme kamere. Njihov svemirski brod ih dovede do udaljenosti od par kilometara od prstenova. Tako dugo dok brod ne uhvati kružnu orbitu i njegova brzina bude identična orbiti kamenja i stijena od kojih se sastoje prstenovi. Sudar sa bilo kakvim materijalom bio bi samo lagani dodir. Nakon što iziđu van, uz lagani potisak raketa, oni lagano klize prema svjetlucajućoj zlatnoj ravnini. Istraživači dodirnu veliku stijenu i jednim laganim pomakom noge, odbace se prema sljedećoj. Između tih laganih odguravanja, istraživači osjete i laganu mećavu sitnih čestica kako se odbija od njihovih svemirskih odijela. Lebdjenje u srebrnastom pijesku je dosta omamljivo. Djelomice skriveno Sunce se odsijava od površina komada koji kruže. Otmjena gravitacijska simfonija zajedničkog gibanja nosi komade kamenja i istraživače sigurno oko planete. Jako je zanimljiv osjećaj biti okružen tim komadima stijena i još k tome slobodno lebdjeti a pri tome ne osjećati da se sve to zapravo vrti oko Saturna pri desetinama tisuća kilometra na sat.
Dragulj Sunčevog sustava Ne trebamo putovati milijune kilometara da bismo posjetili Saturn. On dolazi k nama. Od svih nebeskih objekata koji su na raspolaganju pogledu kroz teleskop, samo Saturn i Mjesec mogu izvući toliko oduševljenja od onih koji nikad nisu gledali kroz teleskope. I samo jedan pogled je rijetko dovoljan. Nikakva fotografija ili opis ne mogu predočiti ljepotu golemog planeta sa prstenom kako pluta po tamnom baršunastom nebu.
Ljudi su tisućama godina gledali Saturn ali tek je Galileo Galilei prvi okrenuo teleskop prema planeti i otkrio prstenove. Od tog otkrića godine 1610, do 19-og stoljeća, astronomi nisu bili sigurni dali su Saturnovi prstenovi bili čvrsti diskovi ili nakupine objekata. Kroz teleskop, prstenovi izgledaju kao čvrsti objekt, no Saturnova atmosfera bi ih rastrgala na komade. Američki astronom James Edward Keeler je riješio ovu dilemu godine 1895-te. Koristeći spektroskop da proučava reflektiranu sunčevu svjetlost sa različitih dijelova prstena, otkrio je da se oni ne pomiču istim brzinama, kao što bi se trebali kada bi bili čvrsti objekt. Umjesto toga, dijelovi koji su bliži Saturnu se vrte većom brzinom od onih koji su udaljeniji. Keeler je zaključio da se prstenovi moraju sastojati od individualnih objekata koji se okreću oko Saturna poput malih mjeseca. Ti objekti su u rasponu od sitnih kristala, poput onih u ledenoj magli, pa skroz do veličina ledenjaka. Svaki ima svoju orbitu oko Saturna, ali uglavnom se naguravaju. Lagani sudari mrve veće komade. A opet manji komadi imaju težnju da se povezuju u veće nakupine. Za svaki komad veličine kuće, postoji oko milijun komada veličine tenis lopte i trilijuni komada veličine pijeska. U gušćim prstenovima, komadi veličina teniskih loptica su odvojeni oko metar; komadi veličina kuća su odvojeni oko kilometar. U stvari najveći dio prstena je prazan prostor. Kada bi ih se moglo rastaliti i zatim ohladiti i povezati u jedno kompaktno tijelo, to bi bio onda disk debljine oko 50 centimetara. Prstenovi su nezamislive veličine. Od jednog do drugog kraja oni se protežu kroz daljinu ekvivalentnu od dvije trećine udaljenosti između Zemlje i Mjeseca. Čestice prstena rijetko se kada odvoje na više od par stotina metara od savršeno ravne plohe, uzrokujući tako visinu prstenova kao visina zgrade od 30 katova. Kada bi prstenovi bili veličine nogometnog stadiona, bili bi tanki kao papir.
Razlog zbog kojega su ti prstenovi tako ravni (umjesto da su nekog slučajnog magličastog oblika) ima veze sa samim Saturnom. Saturn je najmanje gusti planet od divovskih planeta, pa ipak dan na Saturnu traje samo 11 sati. Ova rapidna rotacija je izbočila planet na ekvatoru i sabila ga na polovima. Kao rezultat toga, postoji više materijala na ekvatoru, pa je i gravitacija tamo jača. U uspoređenju sa polovima, tijelo koje kruži oko Saturna osjeća veći gravitacijski učinak kada prolazi preko ekvatora. Tokom vremena, ova razlika je potisnula orbite tih čestica prstenova i uzrokovala da se one međusobno sudaraju i smjeste u kružnu orbitu oko ekvatora. Iako astronomi pokušavaju ustanoviti od kuda su zapravo došli prstenovi, smatraju da je sudar ili između dvaju mjeseca ili između mjeseca i komete izbacio krhotine u orbitu oko planeta. Te krhotine su postale prstenovi; ne može doći do ponovnog povezivanja u mjesec, jer blizu planete, gravitacija trga i usitnjava velike objekte. Neki naučnici smatraju da su prstenovi stariji manje od milijardu godina, dok drugi misle da datiraju još iz vremena ranih dana Sunčevog sustava.
Prstenovi ABC Čak i najosnovniji teleskop otkriva ljepotu Saturnovih prstenova. 60 milimetarski teleskop pri povećanju od 50 puta ih jasno pokazuje. Sa Zemlje mi možemo vidjeti tri glavna prstena. Prsten "A" sa vanjske strane, i "B" najširi i najsvjetliji dio koji su vidljivi u bilo kojem teleskopu. Odvojeni su Cassini pukotinom, koja se doima uskom ali zapravo je široka kao Sjeverna Amerika. Ta pukotina djeluje crna kao nebo ali sadržava neke čestice. Pukotinu uzrokuje Saturnov mjesec Mimas. Čestice u prstenu koje se nalaze u pukotini imaju ono što se zove "rezonancija" sa Mimasom - one naprave točno dva kruga dok Mimas napravi jedan. Na svakom krugu (orbiti), gravitacija Mimasa povuče čestice za izvjesnu količinu i tokom vremena ti pomaci se akumuliraju, čisteći to područje. Prsten "C", unutarnji prsten je toliko tamni da je potreban jaki teleskop da bismo ga ugledali. To je fantomska struktura se proteže od pola puta do planete do unutarnjeg ruba prstena "B". Prikladno za promatrače sa Zemlje, prsteni su nakošeni Saturnovim nagibom od 27 stupnjeva. Obzirom da prsteni lete točno iznad Saturnovog ekvatora, mi bismo samo vidjeli njihov rub kada bi Saturn imao nagib od primjerice 3 stupnja kao što ga ima Jupiter. Stoga imamo priliku počastiti se veličanstvenim ciklusom vidljivosti prstena tokom 29-godišnje Saturnove orbite oko Sunca. Saturn se ne pomiče tako da sam stvara te promjene. Poput Zemlje, Saturnova os rotacije je u biti nepromjenjiva u svemiru. To što mi vidimo su Saturnova godišnja doba.
Baš kako prstenovi djeluju glatko i jednostavno iz daljine, toliko su zamršeni iz blizine. Kada su dva Voyagera prošla pored Saturna tokom ranih 80-tih prošlog stoljeća, otkrili su da se glavni prstenovi sastoje od stotina prstenčića. Mnogo pukotina je stvoreno baš kako je stvorena Cassini pukotina. Par godina prije Voyagerovih preleta, astronomi su otkrili da drugi divovski planeti - Jupiter, Uran i Neptun - također imaju prstenove, iako su oni blijedi u odnosu na blistav Saturnov nakit. Kada bi bilo koji od tih drugih sustava prstenova okruživao Saturn, bio bi nevidljiv za nas sa Zemlje. Jupiterovi prstenovi su difuzni i bez sjaja, a oni od Urana i Neptuna potpuno tamni - jedni od najmanje reflektivnih objekata u Sunčevom sustavu. No ti drugi sustavi prstenova imaju svoju privlačnost. Uranovi prstenovi su tanki i ovalni u obliku, što otkriva da su uključeni u kompleksni gravitacijski ples sa obližnjim mjesecima. Nekada je možda i Zemlja imala prsten. Ali bez malih mjeseca u blizini koju bi snabdijevali prsten novim materijalom, prsten bi nestao polako kako bi materijal padao u našu atmosferu ili bio odbačen u svemir.
Ljepota planeta Iako Saturnovi prsteni privlače najviše pozornosti, planet i njegovi mjeseci također fasciniraju astronome. Saturn je gotovo identičan Jupiteru u cjelokupnoj strukturi - velika nakupina plina, uglavnom vodika i helija. Kremasta boja površine je samo vidljiv sloj atmosfere, no duboko unutra, postaje dovoljno gusto da zgnječi astronauta dovoljno ludog da se baci padobranom u to područje. Kako je Saturn tako daleko od Sunčeve topline, visinska izmaglica prevlači planet, dajući mu još umiljatiji izgled od Jupitera. Visoko reflektivni komadi leda omogućuju da prstenovi imaju veći sjaj od amonijskih oblaka na vrhu Saturnove atmosfere.
No imamo još mnogo toga naučiti o Saturnu. Zbog toga je Cassini letjelica na svom putu prema tamo. Sagrađen Američkim i Europskim partnerstvom, Cassini bi trebao stići na Saturn godine 2004 i ubaciti se u orbitu za četverogodišnju turneju. Čim dođe, on će odbaciti napravu sa znanstvenim instrumentima u atmosferu Titana, Saturnovog najvećeg mjeseca.
Titan je jedini satelit u Sunčevom sustavu sa pravom atmosferom. U mnogo načina, to je duboko smrznuta verzija Zemlje. Njegov zrak je dosta sličan našemu: uglavnom dušik, sa gotovo istim tlakom, ali sa dosta nižom temperaturom od -180 stupnjeva Celzijusa. Visoko u atmosferi su debeli, organski oblaci - smog stvoren prirodnim kemijskim procesima od metana i drugih komponenti. Ti oblaci prikrivaju Titanovu površinu, tako da nitko ne zna što se točno dolje nalazi. Pretpostavlja se da bi tamo trebale biti mješavine metana i glečera od leda, s jezerima od tekućeg etana, vrste tekućeg prirodnog plina. Sa atmosferom poput Zemljine i sastojcima baziranim na ugljiku, neki naučnici misle da bi se živi organizmi ili životolike kemijske reakcije mogle skrivati na površini. Cassini će napraviti na desetke tisuća slika Saturna iz blizine, njegovih prstenova i mjeseca.
Autor
teksta: |
