Jeder Planet im Sonnensystem benötigt eine bestimmte Zeit, um eine einzelne Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Hier auf der Erde dauert dieser Zeitraum 365,25 Tage - ein Zeitraum, den wir als Jahr bezeichnen. Wenn es um die anderen Planeten geht, verwenden wir diese Messung, um ihre Umlaufzeiten zu charakterisieren. Und wir haben festgestellt, dass auf vielen dieser Planeten, abhängig von ihrer Entfernung von der Sonne, ein Jahr sehr lange dauern kann!
Betrachten Sie den Saturn, der die Sonne in einer Entfernung von etwa 9,5 AE umkreist - d. H. Neuneinhalb Mal so weit wie die Erde und die Sonne. Aus diesem Grund ist auch die Geschwindigkeit, mit der es die Sonne umkreist, erheblich langsamer. Infolgedessen dauert ein einziges Jahr auf dem Saturn durchschnittlich neunundzwanzigeinhalb Jahre. In dieser Zeit gibt es einige interessante Veränderungen für die Wettersysteme des Planeten.
Umlaufzeit:
Saturn umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung (Semi-Major-Achse) von 1,429 Milliarden km (9,8549 AU). Da seine Umlaufbahn elliptisch ist - mit einer Exzentrizität von 0,05555 - reicht die Entfernung von der Sonne von 1,35 Milliarden km (8,388 Millionen Meilen; 9,024 AE) am nächsten (Perihel) bis 1,509 Milliarden km (Meilen; 10,086 AE) am weitesten (10,086 AE). Aphel).
Bei einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 9,69 km / s benötigt Saturn 29,457 Erdjahre (oder 10.759 Erdentage), um eine einzige Umdrehung um die Sonne durchzuführen. Mit anderen Worten, ein Jahr auf dem Saturn dauert hier auf der Erde ungefähr 29,5 Jahre. Saturn braucht jedoch auch etwas mehr als 10 ½ Stunden (10 Stunden 33 Minuten), um sich einmal um seine Achse zu drehen. Dies bedeutet, dass ein einziges Jahr auf dem Saturn ungefähr 24.491 Saturn-Sonnentage dauert.
Aus diesem Grund ändert sich das, was wir von den Saturnringen von der Erde aus sehen können, im Laufe der Zeit. Für einen Teil seiner Umlaufbahn sind die Saturnringe an ihrer breitesten Stelle zu sehen. Aber während es auf seiner Umlaufbahn um die Sonne weitergeht, nimmt der Winkel der Saturnringe ab, bis sie aus unserer Sicht vollständig verschwinden. Dies liegt daran, dass wir sie direkt sehen. Nach einigen weiteren Jahren verbessert sich unser Winkel und wir können das schöne Ringsystem wieder sehen.
Orbitalneigung und axiale Neigung:
Ein weiteres interessantes Merkmal von Saturn ist die Tatsache, dass seine Achse von der Ebene der Ekliptik geneigt ist. Im Wesentlichen ist seine Umlaufbahn um 2,48 ° zur Umlaufbahn der Erde geneigt. Seine Achse ist ebenfalls um 26,73 ° gegenüber der Sonnenfinsternis geneigt, was der Neigung der Erde um 23,5 ° ähnelt. Dies hat zur Folge, dass der Saturn wie die Erde im Verlauf seiner Umlaufzeit saisonale Veränderungen durchläuft.
Saisonale Änderungen:
Auf der Hälfte seiner Umlaufbahn empfängt die nördliche Hemisphäre des Saturn mehr Sonnenstrahlung als die südliche Hemisphäre. Für die andere Hälfte ihrer Umlaufbahn ist die Situation umgekehrt, da die südliche Hemisphäre mehr Sonnenlicht erhält als die nördliche Hemisphäre. Dies schafft Sturmsysteme, die sich dramatisch ändern, je nachdem, in welchem Teil ihrer Umlaufbahn sich Saturn befindet.
Bei Statern können Winde in der oberen Atmosphäre Geschwindigkeiten von bis zu 500 Metern pro Sekunde (1.600 Fuß pro Sekunde) um die Äquatorregion erreichen. Gelegentlich weist die Saturnatmosphäre langlebige Ovale auf, ähnlich wie dies bei Jupiter häufig der Fall ist. Während Jupiter den Großen Roten Fleck hat, hat Saturn regelmäßig den sogenannten Großen Weißen Fleck (auch bekannt als Great White Oval).
Dieses einzigartige, aber kurzlebige Phänomen tritt einmal im Saturnjahr zur Zeit der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel auf. Diese Stellen können mehrere tausend Kilometer breit sein und wurden in der Vergangenheit mehrfach beobachtet - 1876, 1903, 1933, 1960 und 1990.
Seit 2010 wurde ein großes Band weißer Wolken namens Northern Electrostatic Disturbance beobachtet, das von der Cassini Weltraumsonde. Angesichts der periodischen Natur dieser Stürme wird für 2020 ein weiterer erwartet, der mit dem nächsten Sommer des Saturn auf der Nordhalbkugel zusammenfällt.
In ähnlicher Weise wirken sich saisonale Veränderungen auf die sehr großen Wettermuster in den nördlichen und südlichen Polarregionen des Saturn aus. Am Nordpol erfährt Saturn ein hexagonales Wellenmuster mit einem Durchmesser von etwa 30.000 km, während jede seiner sechs Seiten etwa 13.800 km misst. Dieser anhaltende Sturm kann Geschwindigkeiten von etwa 322 km / h erreichen.
Dank der von der Cassini-Sonde zwischen 2012 und 2016 aufgenommenen Bilder scheint der Sturm Farbveränderungen (von einem bläulichen Dunst bis zu einem goldbraunen Farbton) zu erfahren, die mit der Annäherung an die Sommersonnenwende zusammenfallen. Dies wurde auf eine Zunahme der Produktion von photochemischen Gefahren in der Atmosphäre zurückgeführt, die auf eine erhöhte Sonneneinstrahlung zurückzuführen ist.
In ähnlicher Weise weisen Bilder, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, auf der südlichen Hemisphäre auf die Existenz eines großen Jetstreams hin. Dieser Sturm ähnelt einem Hurrikan aus der Umlaufbahn, hat eine klar definierte Augenwand und kann Geschwindigkeiten von bis zu 550 km / h erreichen. Und ähnlich wie beim nördlichen sechseckigen Sturm ändert sich auch der südliche Jetstream aufgrund der erhöhten Sonneneinstrahlung.
Cassini konnte 2007 Bilder der Südpolregion aufnehmen, die mit dem späten Herbst auf der südlichen Hemisphäre zusammenfielen. Zu dieser Zeit wurde die Polarregion zunehmend „smoggy“, während die nördliche Polarregion immer klarer wurde. Der Grund dafür, so wurde argumentiert, war, dass eine Abnahme des Sonnenlichts zur Bildung von Methanaerosolen und zur Bildung einer Wolkendecke führte.
Daraus wurde vermutet, dass die Polarregionen zunehmend von Methanwolken verdeckt werden, wenn sich ihre jeweilige Hemisphäre ihrer Wintersonnenwende nähert, und klarer, wenn sie sich ihrer Sommersonnenwende nähern. Und die mittleren Breiten zeigen sicherlich ihren Anteil an Veränderungen dank der Zunahme / Abnahme der Sonneneinstrahlung.
Ähnlich wie bei einem einzelnen Jahr hat das, was wir über Saturn wissen, viel mit seiner beträchtlichen Entfernung von der Sonne zu tun. Kurz gesagt, nur wenige Missionen konnten es eingehend untersuchen, und die Länge eines einzelnen Jahres bedeutet, dass es für eine Sonde schwierig ist, alle saisonalen Veränderungen zu beobachten, die der Planet durchläuft. Trotzdem war das, was wir gelernt haben, beachtlich und auch ziemlich beeindruckend!
Wir haben hier im Space Magazine viele Artikel über Jahre auf anderen Planeten geschrieben. Hier ist die Umlaufbahn der Planeten. Wie lange dauert ein Jahr auf den anderen Planeten?, Die Erdumlaufbahn. Wie lang ist ein Jahr auf der Erde?, Die Umlaufbahn des Merkur. Wie lang ist ein Jahr auf Merkur?, Die Umlaufbahn der Venus. Wie lang ist ein Jahr auf der Venus?, Die Umlaufbahn des Mars. Wie lang ist ein Jahr auf dem Mars?, Die Umlaufbahn des Jupiter. Wie lang ist ein Jahr auf Jupiter?, Die Umlaufbahn des Uranus. Wie lang ist ein Jahr auf Uranus?, Die Umlaufbahn des Neptun. Wie lang ist ein Jahr auf Neptun?, Die Umlaufbahn von Pluto. Wie lange dauert ein Jahr auf Pluto?
Wenn Sie weitere Informationen zu Saturn wünschen, lesen Sie die Hubblesite-Pressemitteilungen zu Saturn. Und hier ist ein Link zur Homepage des Cassini-Raumfahrzeugs der NASA, das den Saturn umkreist.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast aufgenommen, in der es nur um Saturn geht. Hören Sie hier, Episode 59: Saturn.
Quellen:
- NASA: Erforschung des Sonnensystems - Saturn
- Wikipedia - Saturn
- Weltraum Fakten - Saturn
