Oběžná dráha Saturnu. Jak dlouho trvá rok na Saturnu?

Každé planetě ve sluneční soustavě trvá určitou dobu, než vykoná jeden oběh kolem Slunce. Zde na Zemi trvá tato doba 365,25 dne – období, které označujeme jako rok. Pokud jde o ostatní planety, používáme tuto míru k charakteristice jejich oběžných dob. A zjistili jsme, že na mnoha těchto planetách může rok v závislosti na jejich vzdálenosti od Slunce trvat velmi dlouho!

Příklad Saturn, který obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti přibližně 9,5 AU – tedy devětapůlkrát větší než vzdálenost Země od Slunce. Z tohoto důvodu je také rychlost, s jakou obíhá kolem Slunce, podstatně nižší. V důsledku toho trvá jeden rok na Saturnu v průměru asi dvacet devět a půl roku. A během této doby dochází k zajímavým změnám meteorologických systémů planety.

Oběžná doba:

Saturn obíhá kolem Slunce v průměrné vzdálenosti (poloosa) 1,429 miliardy km (887,9 milionu mil; 9,5549 AU). Vzhledem k tomu, že její dráha je eliptická – s excentricitou 0,05555 – její vzdálenost od Slunce se pohybuje od 1,35 miliardy km (838,8 milionu mil; 9,024 AU) v nejbližším bodě (perihelu) po 1.509 miliard km (937,6 milionů mil; 10,086 AU) v nejvzdálenějším bodě (afélium).

Při průměrné oběžné rychlosti 9,69 km/s trvá Saturnu 29,457 pozemského roku (neboli 10 759 pozemských dní), než vykoná jeden oběh kolem Slunce. Jinými slovy, jeden rok na Saturnu trvá přibližně stejně dlouho jako 29,5 roku zde na Zemi. Saturnu však také trvá něco přes 10 a půl hodiny (10 hodin 33 minut), než se jednou otočí kolem své osy. To znamená, že jeden rok na Saturnu trvá přibližně 24 491 saturnských slunečních dnů.

Z tohoto důvodu se to, co můžeme ze Země vidět na Saturnových prstencích, v průběhu času mění. Po část své dráhy jsou Saturnovy prstence vidět v nejširším místě. Jak ale pokračuje na své dráze kolem Slunce, úhel Saturnových prstenců se zmenšuje, až z našeho pohledu zcela zmizí. Je to proto, že je vidíme na okraji. Po několika dalších letech se náš úhel zlepší a my opět uvidíme krásnou soustavu prstenců.

Sklon orbity a sklon osy:

Další zajímavostí Saturnu je skutečnost, že jeho osa je skloněna mimo rovinu ekliptiky. V podstatě je jeho dráha skloněna o 2,48° vzhledem k rovině oběžné dráhy Země. Jeho osa je také skloněna o 26,73° vzhledem k ekliptice Slunce, což je podobný sklon jako u Země 23,5°. Výsledkem toho je, že podobně jako Země prochází Saturn během své oběžné doby sezónními změnami.

Sezónní změny:

Po polovinu své dráhy přijímá severní polokoule Saturnu více slunečního záření než polokoule jižní. Po druhou polovinu jeho oběžné dráhy je situace opačná, jižní polokoule přijímá více slunečního záření než severní polokoule. To vytváří bouřkové systémy, které se dramaticky mění v závislosti na tom, ve které části své oběžné dráhy se Saturn nachází.

Pro statisíce lidí vítr v horních vrstvách atmosféry může v oblasti rovníku dosahovat rychlosti až 5oo metrů za sekundu. Příležitostně se v Saturnově atmosféře objevují dlouhotrvající ovály, podobné těm, které jsou běžně pozorovány na Jupiteru. Zatímco na Jupiteru se vyskytuje Velká rudá skvrna, na Saturnu se pravidelně objevuje takzvaná Velká bílá skvrna (neboli Velký bílý ovál).

Tento jedinečný, ale krátkodobý jev se objevuje jednou za saturnský rok, v době letního slunovratu na severní polokouli. Tyto skvrny mohou být široké až několik tisíc kilometrů a v minulosti byly pozorovány již mnohokrát – v letech 1876, 1903, 1933, 1960 a 1990.

Od roku 2010 je pozorován velký pás bílých mraků zvaný Severní elektrostatická porucha, který byl zpozorován kosmickou sondou Cassini. Vzhledem k periodickému charakteru těchto bouří se očekává, že k další dojde v roce 2020, což se bude shodovat s příštím létem na severní polokouli Saturnu.

Podobně ovlivňují sezónní změny i velmi rozsáhlé meteorologické útvary, které existují v okolí severních a jižních polárních oblastí Saturnu. Na severním pólu Saturnu se vyskytuje šestiúhelníková vlnová struktura, která měří v průměru asi 30 000 km, přičemž každá z jejích šesti stran měří asi 13 800 km. Tato vytrvalá bouře může dosahovat rychlosti přibližně 322 km za hodinu (200 mil/h).

Díky snímkům pořízeným sondou Cassini v letech 2012 až 2016 se zdá, že bouře prochází změnami barvy (od namodralého oparu po zlatohnědý odstín), které se shodují s blížícím se letním slunovratem. To bylo přičítáno zvýšené produkci fotochemických mlhovin v atmosféře, která je způsobena zvýšeným působením slunečního záření.

Podobně na jižní polokouli naznačily snímky pořízené Hubbleovým vesmírným dalekohledem existenci rozsáhlého tryskového proudění. Tato bouře se z oběžné dráhy podobá hurikánu, má jasně definovanou oční stěnu a může dosahovat rychlosti až 550 km/h (~342 mph). A podobně jako severní šestihranná bouře i jižní tryskové proudění prochází změnami v důsledku zvýšeného působení slunečního záření.

Cassinimu se podařilo pořídit snímky jižní polární oblasti v roce 2007, což se shodovalo s pozdním podzimem na jižní polokouli. V té době byla polární oblast stále více „smogová“, zatímco severní polární oblast byla stále jasnější. Důvodem bylo tvrzení, že úbytek slunečního záření vede k tvorbě metanových aerosolů a vzniku oblačnosti.

Z toho byla vyvozena domněnka, že polární oblasti se s blížícím se zimním slunovratem na příslušné polokouli stále více zakrývají metanovými mraky a s blížícím se letním slunovratem se vyjasňují. A střední zeměpisné šířky jistě vykazují svůj podíl změn díky zvýšení/snížení expozice slunečnímu záření.

Stejně jako délka jednoho roku, i to, co víme o Saturnu, má mnoho společného s jeho značnou vzdáleností od Slunce. Stručně řečeno, jen málo misí jej dokázalo prozkoumat do hloubky a délka jediného roku znamená, že pro sondu je obtížné být svědkem všech sezónních změn, kterými planeta prochází. Přesto je to, co jsme se dozvěděli, značné a také docela působivé!

Ve Vesmíru dnes jsme napsali mnoho článků o letech na jiných planetách. Zde je článek Oběžné dráhy planet. Jak dlouhý je rok na jiných planetách, Oběžná dráha Země. Jak dlouhý je rok na Zemi, Oběžná dráha Merkuru. Jak dlouhý je rok na Merkuru?, Oběžná dráha Venuše. Jak dlouho trvá rok na Venuši?, Oběžná dráha Marsu. Jak dlouho trvá rok na Marsu?, Oběžná dráha Jupiteru. Jak dlouho trvá rok na Jupiteru?, Oběžná dráha Uranu. Jak dlouho trvá rok na Uranu?, Oběžná dráha Neptunu. Jak dlouho trvá rok na Neptunu?, Oběžná dráha Pluta. Jak dlouhý je rok na Plutu?“

Pokud chcete získat více informací o Saturnu, podívejte se na Hubblesite na Zprávy o Saturnu. A zde je odkaz na domovskou stránku sondy NASA Cassini, která obíhá kolem Saturnu.

Natočili jsme také celý díl pořadu Astronomy Cast, který se věnuje právě Saturnu. Poslechněte si ji zde, díl 59: