De baan van Saturnus. Hoe lang is een jaar op Saturnus?

Elke planeet in het zonnestelsel doet er een bepaalde tijd over om één baan rond de zon af te leggen. Hier op aarde duurt deze periode 365,25 dagen – een periode die wij een jaar noemen. Voor de andere planeten gebruiken we deze meting om hun omlooptijd te karakteriseren. En wat we hebben ontdekt is dat op veel van deze planeten, afhankelijk van hun afstand tot de zon, een jaar heel lang kan duren!

Zie bijvoorbeeld Saturnus, die op een afstand van ongeveer 9,5 AU om de zon draait – dat is negen en een half keer de afstand tussen de aarde en de zon. Hierdoor is ook de snelheid waarmee hij om de zon draait aanzienlijk lager. Als gevolg daarvan duurt een jaar op Saturnus gemiddeld ongeveer negenentwintig en een half jaar. En gedurende die tijd vinden er een aantal interessante veranderingen plaats voor de weersystemen van de planeet.

Baanperiode:

Saturnus draait op een gemiddelde afstand (halve lange as) van 1,429 miljard km (887,9 miljoen mi; 9,5549 AE) om de zon. Omdat haar baan elliptisch is – met een excentriciteit van 0,05555 – varieert haar afstand tot de Zon van 1,35 miljard km (838,8 miljoen mi; 9,024 AE) op haar dichtste punt (perihelium) tot 1,509 miljard km (937,5 miljoen mi; 9,024 AE) op haar dichtste punt (perihelium).509 miljard km (937,6 miljoen mi; 10,086 AE) op zijn verste punt (aphelium).

Met een gemiddelde baansnelheid van 9,69 km/s doet Saturnus er 29,457 aardjaren (of 10.759 aarddagen) over om één omwenteling rond de zon te maken. Met andere woorden, een jaar op Saturnus duurt ongeveer even lang als 29,5 jaar hier op aarde. Saturnus doet er echter ook iets meer dan 10,5 uur (10 uur 33 minuten) over om eenmaal om zijn as te draaien. Dit betekent dat een jaar op Saturnus ongeveer 24.491 Saturniaanse zonnedagen duurt.

Hierom verandert wat we vanaf de aarde van Saturnus’ ringen kunnen zien in de loop van de tijd. Gedurende een deel van zijn omloopbaan zijn de ringen van Saturnus op hun breedste punt te zien. Maar naarmate de baan van Saturnus verder rond de zon draait, neemt de hoek van de ringen van Saturnus af totdat ze helemaal uit ons gezichtspunt verdwijnen. Dat komt omdat we ze van de zijkant zien. Na nog een paar jaar wordt onze hoek beter en kunnen we het prachtige ringenstelsel weer zien.

Orbitale inclinatie en axiale inclinatie:

Een ander interessant aspect van Saturnus is het feit dat zijn as gekanteld is ten opzichte van het vlak van de ecliptica. In wezen helt zijn baan 2,48° ten opzichte van het baanvlak van de aarde. Zijn as is ook 26,73° gekanteld ten opzichte van de ecliptica van de zon, wat vergelijkbaar is met de 23,5° van de aarde. Het resultaat hiervan is dat Saturnus, net als de aarde, in de loop van zijn omlooptijd seizoensgebonden veranderingen ondergaat.

Seizoensveranderingen:

Tijdens de helft van zijn omloop ontvangt het noordelijk halfrond van Saturnus meer straling van de zon dan het zuidelijk halfrond. In de andere helft van zijn baan is de situatie omgekeerd, waarbij het zuidelijk halfrond meer zonlicht ontvangt dan het noordelijk halfrond. Hierdoor ontstaan stormsystemen die dramatisch veranderen, afhankelijk van in welk deel van zijn baan Saturnus zich bevindt.

Voor de staters kunnen de winden in de bovenste atmosfeer rond het evenaarsgebied snelheden bereiken tot 5oo meter per seconde (1.600 voet per seconde). Af en toe vertoont de atmosfeer van Saturnus langgerekte ovalen, vergelijkbaar met wat men gewoonlijk op Jupiter ziet. Terwijl Jupiter de Grote Rode Vlek heeft, heeft Saturnus periodiek de zogenaamde Grote Witte Vlek (ook wel Groot Wit Ovaal genoemd).

Dit unieke, maar kortstondige verschijnsel doet zich eens per Saturnusjaar voor, rond de zomerzonnewende van het noordelijk halfrond. Deze vlekken kunnen enkele duizenden kilometers breed zijn, en zijn in het verleden al vele malen waargenomen – in 1876, 1903, 1933, 1960, en 1990.

Sinds 2010 is er een grote band van witte wolken waargenomen die de Noordelijke Elektrostatische Storing wordt genoemd, en die is waargenomen door de Cassini-ruimtesonde. Gezien het periodieke karakter van deze stormen wordt verwacht dat er in 2020 weer een zal plaatsvinden, samenvallend met de volgende zomer van Saturnus op het noordelijk halfrond.

Op vergelijkbare wijze beïnvloeden seizoensveranderingen de zeer grote weerpatronen die rond de noord- en zuidpoolgebieden van Saturnus bestaan. Aan de noordpool heeft Saturnus te maken met een zeshoekig golfpatroon met een diameter van zo’n 30.000 km, terwijl elk van zijn zes zijden ongeveer 13.800 km meet. Deze hardnekkige storm kan snelheden bereiken van ongeveer 322 km per uur (200 mph).

Dankzij beelden die tussen 2012 en 2016 door de Cassini-sonde zijn gemaakt, lijkt de storm veranderingen in kleur te ondergaan (van een blauwachtige waas naar een goudbruine tint) die samenvallen met de nadering van de zomerzonnewende. Dit werd toegeschreven aan een toename van de productie van fotochemische nevels in de atmosfeer, die het gevolg is van een verhoogde blootstelling aan zonlicht.

Op vergelijkbare wijze is op het zuidelijk halfrond op beelden die door de Hubble Space Telescope zijn gemaakt, het bestaan van een grote straalstroom aangetoond. Deze storm lijkt op een orkaan vanuit een baan om de aarde, heeft een duidelijk gedefinieerde oogwand en kan snelheden bereiken tot 550 km/u (~342 mph). En net als de noordelijke zeshoekige storm, ondergaat de zuidelijke straalstroom veranderingen als gevolg van een verhoogde blootstelling aan zonlicht.

Cassini kon in 2007 beelden maken van het zuidpoolgebied, wat samenviel met de late herfst op het zuidelijk halfrond. Op dat moment werd het poolgebied steeds “smoggy”, terwijl het noordelijke poolgebied steeds helderder werd. De reden hiervoor, zo werd gesteld, was dat afnemend zonlicht leidde tot de vorming van methaanaerosolen en het ontstaan van bewolking.

Daaruit werd afgeleid dat de poolgebieden steeds meer door methaanwolken worden verduisterd naarmate hun respectieve halfrond dichter bij de winterzonnewende komt, en steeds helderder naarmate hun respectieve halfrond dichter bij de zomerzonnewende komt. En de mid-latitudes laten zeker hun deel van de veranderingen zien dankzij een toenemende of afnemende blootstelling aan zonnestraling.

Net als de lengte van een enkel jaar heeft wat we over Saturnus weten veel te maken met zijn aanzienlijke afstand tot de zon. Er zijn maar weinig missies geweest die Saturnus grondig hebben bestudeerd, en de lengte van een jaar betekent dat het moeilijk is om alle seizoensveranderingen die de planeet doormaakt met een sonde waar te nemen. Toch is wat we hebben geleerd aanzienlijk, en ook heel indrukwekkend!

We hebben veel artikelen geschreven over jaren op andere planeten hier bij Universe Today. Hier is De omloopbaan van de planeten. Hoe Lang Is Een Jaar Op De Andere Planeten?, De Baan Van De Aarde. Hoe lang is een jaar op de aarde?, De baan van Mercurius. Hoe lang is een jaar op Mercurius?, De baan van Venus. Hoe lang is een jaar op Venus?, De baan van Mars. Hoe lang is een jaar op Mars?, De baan van Jupiter. Hoe lang is een jaar op Jupiter?, De baan van Uranus. Hoe lang is een jaar op Uranus?, De baan van Neptunus. Hoe lang is een jaar op Neptunus?, De baan van Pluto. Hoe lang is een jaar op Pluto?

Als u meer informatie over Saturnus wilt, kijk dan eens naar Hubblesite’s Nieuwsberichten over Saturnus. En hier is een link naar de homepage van NASA’s Cassini ruimtevaartuig, dat in een baan rond Saturnus draait.

We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die alleen over Saturnus gaat. Luister hier, Aflevering 59: Saturnus.