Saturnus bana. Hur lång tid tar ett år på Saturnus?
Varje planet i solsystemet tar en viss tid på sig för att genomföra en enda omloppsbana runt solen. Här på jorden varar denna period 365,25 dagar – en period som vi kallar ett år. När det gäller de andra planeterna använder vi detta mått för att karakterisera deras omloppsperioder. Och vad vi har upptäckt är att på många av dessa planeter, beroende på deras avstånd från solen, kan ett år vara mycket långt!
Tänk på Saturnus, som kretsar kring solen på ett avstånd av cirka 9,5 AU – det vill säga nio och en halv gång avståndet mellan jorden och solen. På grund av detta är hastigheten med vilken den kretsar runt solen också betydligt långsammare. Som ett resultat av detta varar ett enskilt år på Saturnus i genomsnitt cirka tjugonio och ett halvt år. Och under den tiden sker en del intressanta förändringar för planetens vädersystem.
Orbitalperiod:
Saturnus kretsar kring solen på ett genomsnittligt avstånd (halvstor axel) på 1,429 miljarder km (887,9 miljoner mi; 9,5549 AU). Eftersom dess bana är elliptisk – med en excentricitet på 0,05555 – varierar dess avstånd från solen från 1,35 miljarder km (838,8 miljoner mi; 9,024 AU) när den är som närmast (perihelium) till 1.509 miljarder km (937,6 miljoner mi; 10,086 AU) när den är längst bort (aphelion).
Med en genomsnittlig banhastighet på 9,69 km/s tar det Saturnus 29,457 jordår (eller 10 759 jorddagar) att göra ett enda varv runt solen. Med andra ord varar ett år på Saturnus ungefär lika länge som 29,5 år här på jorden. Men Saturnus tar också drygt 10 och en halv timme (10 timmar och 33 minuter) på sig att rotera en gång runt sin axel. Detta innebär att ett enda år på Saturnus varar ungefär 24 491 saturniska soldagar.
Det är på grund av detta som det vi kan se av Saturnus ringar från jorden förändras med tiden. Under en del av sin omloppsbana ses Saturnus ringar på sin bredaste punkt. Men när den fortsätter på sin bana runt solen minskar vinkeln på Saturnus ringar tills de helt försvinner från vår synvinkel. Detta beror på att vi ser dem med kanten på dem. Efter ytterligare några år förbättras vår vinkel och vi kan se det vackra ringsystemet igen.
Orbital lutning och axelvinkel:
En annan intressant sak med Saturnus är det faktum att dess axel lutar utanför ekliptikans plan. I huvudsak är dess bana lutande 2,48° i förhållande till jordens banplan. Dess axel lutar också 26,73° i förhållande till solens ekliptik, vilket liknar jordens lutning på 23,5°. Resultatet av detta är att Saturnus, precis som jorden, genomgår säsongsförändringar under loppet av sin omloppstid.
Säsongsförändringar:
Under halva sin omloppsbana tar Saturnus norra halvklot emot mer av solens strålning än det södra halvklotet. Under andra halvan av sin bana är situationen omvänd, med den södra hemisfären som får mer solstrålning än den norra hemisfären. Detta skapar stormsystem som förändras dramatiskt beroende på vilken del av Saturnus bana Saturnus befinner sig i.
För statare kan vindarna i den övre atmosfären nå hastigheter på upp till 5oo meter per sekund (1 600 fot per sekund) runt den ekvatoriala regionen. Ibland uppvisar Saturnus atmosfär långvariga ovaler, liknande det som vanligtvis observeras på Jupiter. Medan Jupiter har den stora röda fläcken, har Saturnus periodiskt vad som är känt som den stora vita fläcken (även kallad den stora vita ovalen).
Detta unika men kortlivade fenomen inträffar en gång varje Saturnusår, vid tiden för sommarsolståndet på det norra halvklotet. Dessa fläckar kan vara flera tusen kilometer breda och har observerats vid många tillfällen tidigare – 1876, 1903, 1933, 1960 och 1990.
Sedan 2010 har man observerat ett stort band av vita moln som kallas Northern Electrostatic Disturbance och som upptäcktes av rymdsonden Cassini. Med tanke på den periodiska karaktären hos dessa stormar förväntas ytterligare en sådan inträffa 2020, vilket sammanfaller med Saturnus nästa sommar på norra halvklotet.
På samma sätt påverkar säsongsförändringar de mycket stora vädermönster som finns runt Saturnus norra och södra polarområden. Vid nordpolen upplever Saturnus ett sexkantigt vågmönster som mäter cirka 30 000 km i diameter, medan var och en av dess sex sidor mäter cirka 13 800 km. Denna ihållande storm kan nå hastigheter på cirka 322 km i timmen.
Tack vare bilder tagna av Cassini-sonden mellan 2012 och 2016 tycks stormen genomgå färgförändringar (från en blåaktig dimma till en gyllenbrun nyans) som sammanfaller med när sommarsolståndet närmar sig. Detta tillskrivs en ökad produktion av fotokemiska dis i atmosfären, vilket beror på ökad exponering för solljus.
På samma sätt har bilder som förvärvats av rymdteleskopet Hubble på södra halvklotet visat på förekomsten av en stor jetström på det södra halvklotet. Denna storm liknar en orkan från omloppsbana, har en tydligt definierad ögonvägg och kan nå hastigheter på upp till 550 km/h (~342 mph). Och i likhet med den nordliga hexagonala stormen genomgår den sydliga jetströmmen förändringar till följd av ökad exponering för solljus.
Cassini kunde ta bilder av den södra polarregionen 2007, vilket sammanföll med senhösten på södra halvklotet. Vid den tidpunkten blev polarregionen alltmer ”smogig”, medan den norra polarregionen blev allt klarare. Orsaken till detta, hävdade man, var att det minskade solljuset ledde till bildandet av metanaerosoler och skapandet av molntäcke.
Det har antagits att polarregionerna blir alltmer skymda av metanmoln när respektive halvklot närmar sig vintersolståndet, och klarare när de närmar sig sommarsolståndet. Och de mellersta latituderna uppvisar säkert sin del av förändringarna tack vare ökad/minskad exponering för solstrålning.
Som längden på ett enskilt år har det vi vet om Saturnus mycket att göra med dess avsevärda avstånd från solen. Kort sagt har få uppdrag kunnat studera den på djupet, och längden på ett enda år innebär att det är svårt för en sond att bevittna alla säsongsförändringar som planeten genomgår. Ändå har det vi har lärt oss varit betydande, och också ganska imponerande!
Vi har skrivit många artiklar om år på andra planeter här på Universe Today. Här finns bland annat The Orbit of the Planets. How Long Is A Year On The Other Planets, The Orbit of Earth. Hur länge är ett år på jorden, Merkurius bana. Hur lång tid tar ett år på Merkurius, Venus bana. Hur lång tid tar ett år på Venus?, Mars’ omloppsbana. Hur lång tid tar ett år på Mars?, Jupiters omloppsbana. Hur lång tid tar ett år på Jupiter?, Uranus bana. Hur lång tid tar ett år på Uranus?, Neptunus bana. Hur lång tid tar ett år på Neptunus?, Plutos omloppsbana. Hur lång tid tar ett år på Pluto?
Om du vill ha mer information om Saturnus kan du läsa Hubblesites nyhetsmeddelanden om Saturnus. Och här är en länk till hemsidan för NASA:s rymdskepp Cassini, som kretsar runt Saturnus.
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast som bara handlar om Saturnus. Lyssna här, avsnitt 59: Saturnus.