Die Umlaufbahn des Saturn. Wie lang ist ein Jahr auf dem Saturn?

Jeder Planet im Sonnensystem braucht eine bestimmte Zeit, um einen einzigen Umlauf 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 dieses Maß, um ihre Umlaufzeiten zu charakterisieren. Und wir haben herausgefunden, dass ein Jahr auf vielen dieser Planeten, je nach Abstand zur Sonne, sehr lange dauern kann!

Betrachten wir den Saturn, der die Sonne in einem Abstand von etwa 9,5 AE umkreist – also neuneinhalb Mal so weit wie die Erde von der Sonne entfernt ist. Dadurch ist auch die Geschwindigkeit, mit der er die Sonne umkreist, wesentlich geringer. Ein einzelnes Jahr auf dem Saturn dauert daher im Durchschnitt etwa neunundzwanzigeinhalb Jahre. Und in dieser Zeit vollziehen sich einige interessante Veränderungen für die Wettersysteme des Planeten.

Bahnperiode:

Saturn umkreist die Sonne in einem durchschnittlichen Abstand (Halbachse) von 1,429 Milliarden km (887,9 Millionen Meilen; 9,5549 AE). Da seine Umlaufbahn elliptisch ist – mit einer Exzentrizität von 0,05555 – reicht seine Entfernung von der Sonne von 1,35 Milliarden km (838,8 Millionen Meilen; 9,024 AU) an seinem nächsten Punkt (Perihel) bis 1.509 Milliarden km (937,6 Millionen Meilen; 10,086 AU) an seinem weitesten Punkt (Aphel).

Bei einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 9,69 km/s benötigt Saturn 29,457 Erdjahre (oder 10.759 Erdtage) für einen einzigen Umlauf um die Sonne. Mit anderen Worten: Ein Jahr auf dem Saturn dauert ungefähr so lange wie 29,5 Jahre hier auf der Erde. Allerdings braucht Saturn auch etwas mehr als 10,5 Stunden (10 Stunden 33 Minuten), um sich einmal um seine Achse zu drehen. Das bedeutet, dass ein einzelnes Jahr auf dem Saturn etwa 24.491 Saturn-Sonnentage dauert.

Deshalb ändert sich das, was wir von der Erde aus von den Saturnringen sehen können, mit der Zeit. Während eines Teils seiner Umlaufbahn sind die Ringe des Saturn an ihrer breitesten Stelle zu sehen. Doch im weiteren Verlauf seiner Umlaufbahn um die Sonne nimmt der Winkel der Saturnringe ab, bis sie schließlich ganz aus unserem Blickfeld verschwinden. Das liegt daran, dass wir sie von der Seite her sehen. Nach einigen weiteren Jahren verbessert sich der Winkel und wir können das schöne Ringsystem wieder sehen.

Bahnneigung und Achsneigung:

Eine weitere interessante Eigenschaft des Saturn ist die Tatsache, dass seine Achse aus der Ebene der Ekliptik geneigt ist. Im Wesentlichen ist seine Umlaufbahn um 2,48° gegenüber der Bahnebene der Erde geneigt. Ihre Achse ist außerdem um 26,73° gegenüber der Ekliptik der Sonne geneigt, was einer Neigung von 23,5° gegenüber der Erde entspricht. Dies hat zur Folge, dass Saturn wie die Erde im Laufe seiner Umlaufzeit jahreszeitliche Veränderungen erfährt.

Jahreszeitliche Veränderungen:

Während der Hälfte seiner Umlaufbahn empfängt die nördliche Hemisphäre des Saturn mehr Strahlung von der Sonne als die südliche Hemisphäre. In der anderen Hälfte seiner Umlaufbahn ist die Situation umgekehrt, wobei die südliche Hemisphäre mehr Sonnenlicht empfängt als die nördliche Hemisphäre. Dadurch entstehen Sturmsysteme, die sich dramatisch verändern, je nachdem, in welchem Teil seiner Umlaufbahn sich der Saturn befindet.

Für Statiker können die Winde in der oberen Atmosphäre in der Äquatorregion Geschwindigkeiten von bis zu 5oo Metern pro Sekunde erreichen. Gelegentlich treten in der Saturnatmosphäre lang anhaltende Ovale auf, wie sie auch auf dem Jupiter zu beobachten sind. Während auf dem Jupiter der Große Rote Fleck zu sehen ist, tritt auf dem Saturn regelmäßig der so genannte Große Weiße Fleck (auch bekannt als Großes Weißes Oval) auf.

Dieses einzigartige, aber kurzlebige Phänomen tritt einmal im Jahr auf dem Saturn auf, und zwar um die Zeit der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel. Diese Flecken können mehrere tausend Kilometer breit sein und wurden in der Vergangenheit bereits mehrfach beobachtet – 1876, 1903, 1933, 1960 und 1990.

Seit 2010 wird ein großes Band weißer Wolken, die sogenannte Nördliche Elektrostatische Störung, beobachtet, das von der Raumsonde Cassini entdeckt wurde. Angesichts der periodischen Natur dieser Stürme wird ein weiterer im Jahr 2020 erwartet, der mit dem nächsten Sommer auf der Nordhalbkugel des Saturns zusammenfällt.

Gleichermaßen wirken sich jahreszeitliche Veränderungen auf die sehr großen Wettermuster aus, die um die nördlichen und südlichen Polarregionen des Saturns existieren. Am Nordpol des Saturn herrscht ein sechseckiges Wellenmuster mit einem Durchmesser von etwa 30.000 km, während jede der sechs Seiten etwa 13.800 km misst. Dieser anhaltende Sturm kann Geschwindigkeiten von etwa 322 km pro Stunde erreichen.

Dank der von der Cassini-Sonde zwischen 2012 und 2016 aufgenommenen Bilder scheint der Sturm Farbveränderungen zu erfahren (von einem bläulichen Dunst zu einem goldbraunen Farbton), die mit dem Näherrücken der Sommersonnenwende zusammenfallen. Dies wurde auf eine Zunahme der Produktion von photochemischen Dämpfen in der Atmosphäre zurückgeführt, die auf eine erhöhte Sonneneinstrahlung zurückzuführen ist.

Auch auf der Südhalbkugel haben Bilder des Hubble-Weltraumteleskops die Existenz eines großen Jetstreams gezeigt. Dieser Sturm ähnelt aus der Umlaufbahn einem Hurrikan, hat eine klar definierte Augenwand und kann Geschwindigkeiten von bis zu 550 km/h erreichen. Und ähnlich wie der nördliche Sechsecksturm verändert sich auch der südliche Jetstream durch die erhöhte Sonneneinstrahlung.

Cassini konnte im Jahr 2007 Bilder der südlichen Polarregion einfangen, die mit dem Spätherbst auf der Südhalbkugel zusammenfielen. Zu dieser Zeit wurde die Polarregion zunehmend „smogig“, während die Nordpolarregion immer klarer wurde. Der Grund dafür war, dass die abnehmende Sonneneinstrahlung zur Bildung von Methanaerosolen und zur Bildung von Wolken führte.

Daraus wurde gefolgert, dass die Polarregionen zunehmend von Methanwolken verdunkelt werden, wenn sich die jeweilige Hemisphäre der Wintersonnenwende nähert, und klarer werden, wenn sie sich der Sommersonnenwende nähern. Und auch in den mittleren Breitengraden sind Veränderungen zu beobachten, die auf die zunehmende bzw. abnehmende Sonneneinstrahlung zurückzuführen sind.

Gleich der Länge eines einzelnen Jahres hat das, was wir über den Saturn wissen, viel mit seiner großen Entfernung von der Sonne zu tun. Kurz gesagt, nur wenige Missionen waren in der Lage, ihn eingehend zu untersuchen, und die Länge eines einzigen Jahres bedeutet, dass es für eine Sonde schwierig ist, alle jahreszeitlichen Veränderungen des Planeten zu beobachten. Dennoch ist das, was wir gelernt haben, beachtlich und auch ziemlich beeindruckend!

Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel über die Jahre auf anderen Planeten geschrieben. Hier ist Die Umlaufbahn der Planeten. Wie lang ist ein Jahr auf den anderen Planeten? und Die Umlaufbahn der Erde. Wie lang ist ein Jahr auf der Erde?, Die Umlaufbahn des Merkur. Wie lang ist ein Jahr auf dem Merkur?, Die Umlaufbahn der Venus. Wie lang ist ein Jahr auf der Venus?, Die Umlaufbahn des Mars. Wie lange dauert ein Jahr auf dem Mars?, Die Umlaufbahn des Jupiter. Wie lang ist ein Jahr auf dem Jupiter?, Die Umlaufbahn des Uranus. Wie lang ist ein Jahr auf dem Uranus?, Die Umlaufbahn des Neptun. Wie lang ist ein Jahr auf Neptun?, Die Umlaufbahn von Pluto. Wie lang ist ein Jahr auf dem Pluto?

Wenn Sie mehr Informationen über den Saturn haben möchten, sehen Sie sich die Hubblesite News Releases über den Saturn an. Und hier ist ein Link zur Homepage der NASA-Raumsonde Cassini, die den Saturn umkreist.

Wir haben auch eine ganze Folge von Astronomy Cast aufgenommen, die sich nur mit dem Saturn beschäftigt. Hören Sie hier, Episode 59: Saturn.