Saturnus

Fitur fisik

Saturnus adalah sebuah oblate spheroid, yang berarti bahwa Saturnus berbentuk pipih di kutub, dan membengkak di sekitar khatulistiwanya. Diameter ekuator planet ini adalah 120.536 km (74.898 mi), sedangkan diameter kutubnya (jarak dari kutub utara ke kutub selatan) adalah 108.728 km (67.560 mi); perbedaan 9%. Saturnus memiliki bentuk yang pipih karena rotasinya yang sangat cepat, sekali setiap 10,8 jam.

Saturnus adalah satu-satunya planet di Tata Surya yang kurang padat daripada air. Meskipun inti planet ini sangat padat, Saturnus memiliki atmosfer gas, sehingga kerapatan spesifik rata-rata planet ini adalah 0,69 g/cm³ . Artinya, jika Saturnus ditempatkan di kolam besar berisi air, maka planet ini akan mengapung.

Suasana

Bagian terluar atmosfer Saturnus terdiri dari sekitar 96% hidrogen, 3% helium, 0,4% metana dan 0,01% amonia. Ada juga asetilena, etana, dan fosfin dalam jumlah yang sangat kecil.

Awan Saturnus menunjukkan pola pita, seperti pita awan yang terlihat di Jupiter. Awan Saturnus jauh lebih redup dan pita-pita awan Saturnus lebih lebar di ekuator. Lapisan awan Saturnus yang paling rendah terdiri dari es air, dan tebalnya sekitar 10 km (6 mil). Temperatur di sini cukup rendah, yaitu 250 K (-10°F, -23°C). Namun, para ilmuwan tidak sepakat tentang hal ini. Lapisan di atas, sekitar 77 km (48 mi) tebalnya, terdiri dari es amonium hidrosulfida, dan di atasnya adalah lapisan awan es amonia setebal 80 km (50 mi). Lapisan tertinggi terdiri dari gas hidrogen dan helium, yang membentang antara 200 km (124 mil) dan 270 km (168 mi) di atas puncak awan air. Aurora juga diketahui terbentuk di Saturnus di mesosfer. Temperatur di puncak awan Saturnus sangat rendah, yaitu 98 K (-283 °F, -175 °C). Temperatur di lapisan dalam jauh lebih tinggi daripada lapisan luar karena panas yang dihasilkan oleh interior Saturnus. Angin Saturnus termasuk yang tercepat di Tata Surya, mencapai 1.800 km/jam (1.118 mph), sepuluh kali lebih cepat daripada angin di Bumi.

Badai dan bintik-bintik

Atmosfer Saturnus juga diketahui membentuk awan berbentuk oval, mirip dengan bintik-bintik bening yang terlihat di Jupiter. Bintik-bintik oval ini adalah badai siklonik, sama seperti siklon yang terlihat di Bumi. Pada tahun 1990, Teleskop Hubble menemukan awan putih yang sangat besar di dekat ekuator Saturnus. Badai seperti yang terjadi pada tahun 1990 dikenal sebagai Bintik Putih Besar. Badai unik ini hanya terjadi dalam waktu singkat dan hanya terjadi setiap 30 tahun Bumi, pada saat titik balik matahari musim panas di belahan Bumi utara. Great White Spots juga ditemukan pada tahun 1876, 1903, 1933, dan 1960. Jika siklus ini terus berlanjut, badai lain akan terbentuk sekitar tahun 2020.

Wahana Voyager 1 menemukan pola awan heksagonal di dekat kutub utara Saturnus sekitar 78°LU. Wahana Cassini-Huygens kemudian mengkonfirmasinya pada tahun 2006. Berbeda dengan kutub utara, kutub selatan tidak menunjukkan fitur awan heksagonal. Wahana ini juga menemukan badai mirip badai yang terkunci di kutub selatan yang dengan jelas menunjukkan dinding mata. Sampai penemuan ini, dinding mata hanya terlihat di Bumi.

Interior

Interior Saturnus mirip dengan interior Jupiter. Saturnus memiliki inti berbatu kecil seukuran Bumi di pusatnya. Saturnus sangat panas; suhunya mencapai 15.000 K (26.540 °F (14.727 °C)). Saturnus sangat panas sehingga mengeluarkan lebih banyak energi panas ke angkasa daripada yang diterimanya dari Matahari. Di atasnya terdapat lapisan hidrogen metalik yang lebih tebal, sekitar 30.000 km (18.641 mil) dalamnya. Di atas lapisan itu adalah wilayah hidrogen cair dan helium. Intinya berat, dengan massa sekitar 9 hingga 22 kali lebih banyak daripada inti Bumi.

Medan magnet

Saturnus memiliki medan magnet alami yang lebih lemah daripada Jupiter. Seperti halnya Bumi, medan Saturnus adalah dipol magnetik. Medan Saturnus unik karena simetris sempurna, tidak seperti planet lain yang diketahui. Ini berarti medan tersebut persis segaris dengan sumbu planet. Saturnus menghasilkan gelombang radio, tetapi terlalu lemah untuk dideteksi dari Bumi. Bulan Titan mengorbit di bagian luar medan magnet Saturnus dan mengeluarkan plasma dari partikel terionisasi di atmosfer Titan.

Saturnus dibandingkan dengan ukuran Bumi


Gambar Saturnus oleh Robert Hooke pada tahun 1666


Awan heksagonal kutub utara yang pertama kali ditemukan oleh Voyager 1 dan kemudian oleh Cassini

Rotasi dan orbit

Jarak rata-rata Saturnus dari Matahari lebih dari 1.400.000.000 km (869.000.000 mi), sekitar sembilan kali jarak Bumi ke Matahari. Saturnus membutuhkan waktu 10.759 hari, atau sekitar 29,8 tahun, untuk mengorbit mengelilingi Matahari. Ini dikenal sebagai periode orbit Saturnus.

Voyager 1 mengukur rotasi Saturnus selama 10 jam 14 menit di ekuator, 10 jam 40 menit lebih dekat ke kutub, dan 10 jam 39 menit 24 detik untuk interior planet. Ini dikenal sebagai periode rotasinya.

Cassini mengukur rotasi Saturnus sebagai 10 jam 45 menit 45 detik ± 36 detik. Itu sekitar enam menit, atau satu persen, lebih lama daripada periode rotasi radio yang diukur oleh pesawat ruang angkasa Voyager 1 dan Voyager 2, yang terbang melewati Saturnus pada tahun 1980 dan 1981.

Periode rotasi Saturnus dihitung dari kecepatan rotasi gelombang radio yang dilepaskan oleh planet tersebut. Wahana Cassini-Huygens menemukan bahwa gelombang radio melambat, menunjukkan bahwa periode rotasi meningkat. Karena para ilmuwan tidak berpikir rotasi Saturnus benar-benar melambat, penjelasannya mungkin terletak pada medan magnet yang menyebabkan gelombang radio.

Cincin planet

Saturnus terkenal karena cincin planetnya yang mudah dilihat dengan teleskop. Ada tujuh cincin yang dinamai; cincin A, B, C, D, E, F, dan G. Cincin-cincin tersebut dinamai sesuai dengan urutan penemuannya, yang berbeda dengan urutannya dari planet. Dari planet, cincin-cincin tersebut adalah: D, C, B, A, F, G dan E.

Para ilmuwan meyakini bahwa cincin-cincin itu adalah materi yang tersisa setelah sebuah bulan pecah. Sebuah gagasan baru mengatakan bahwa itu adalah bulan yang sangat besar, yang sebagian besar menabrak planet ini. Ini meninggalkan sejumlah besar es untuk membentuk cincin, dan juga beberapa bulan, seperti Enceladus, yang diperkirakan terbuat dari es.

Sejarah

Cincin pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1610, dengan menggunakan teleskopnya. Bagi Galileo, cincin-cincin itu tidak terlihat seperti cincin, jadi dia menyebutnya "pegangan". Dia mengira bahwa Saturnus adalah tiga planet terpisah yang hampir menyentuh satu sama lain. Pada tahun 1612, ketika cincin-cincin itu berhadapan langsung dengan Bumi, cincin-cincin itu menghilang, kemudian muncul kembali pada tahun 1613, semakin membingungkan Galileo. Pada tahun 1655, Christiaan Huygens adalah orang pertama yang mengenali Saturnus dikelilingi oleh cincin. Dengan menggunakan teleskop yang jauh lebih kuat daripada teleskop Galilei, ia mencatat Saturnus "dikelilingi oleh cincin tipis, datar, tidak menyentuh tempat...". Pada tahun 1675, Giovanni Domenico Cassini menemukan bahwa cincin planet ini sebenarnya terbuat dari cincin-cincin kecil dengan celah. Celah cincin terbesar kemudian dinamai Divisi Cassini. Pada tahun 1859, James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa cincin-cincin itu tidak bisa padat, tetapi terbuat dari partikel-partikel kecil, masing-masing mengorbit Saturnus sendiri-sendiri, jika tidak, cincin itu akan menjadi tidak stabil atau pecah. James Keeler mempelajari cincin menggunakan spektroskop pada tahun 1895 yang membuktikan teori Maxwell.

Fitur fisik

Cincin-cincin tersebut berkisar dari 6.630 km (4.120 mil) hingga 120.700 km (75.000 mil) di atas ekuator planet. Seperti yang dibuktikan oleh Maxwell, meskipun cincin-cincin itu tampak padat dan tidak terputus ketika dilihat dari atas, cincin-cincin itu terbuat dari partikel-partikel kecil batuan dan es. Tebalnya hanya sekitar 10 m (33 kaki); terbuat dari batuan silika, oksida besi, dan partikel es. Partikel terkecil hanya berupa bintik-bintik debu sedangkan yang terbesar seukuran rumah. Cincin C dan D juga tampak memiliki "gelombang" di dalamnya, seperti ombak di air. Gelombang besar ini memiliki tinggi 500 m (1.640 kaki), tetapi hanya bergerak perlahan sekitar 250 m (820 kaki) setiap hari. Beberapa ilmuwan percaya bahwa gelombang tersebut disebabkan oleh bulan-bulan Saturnus. Gagasan lainnya adalah gelombang tersebut disebabkan oleh komet yang menabrak Saturnus pada tahun 1983 atau 1984.

Celah terbesar di cincin adalah Divisi Cassini dan Divisi Encke, keduanya terlihat dari Bumi. Divisi Cassini adalah yang terbesar, dengan lebar 4.800 km (2.983 mi). Namun, ketika pesawat ruang angkasa Voyager mengunjungi Saturnus pada tahun 1980, mereka menemukan bahwa cincin-cincin tersebut merupakan struktur yang kompleks, terbuat dari ribuan celah tipis dan ringlet. Para ilmuwan meyakini bahwa hal ini disebabkan oleh gaya gravitasi beberapa bulan Saturnus. Bulan kecil Pan mengorbit di dalam cincin Saturnus, menciptakan celah di dalam cincin. Cincin Saturnus yang lain mempertahankan strukturnya karena gaya gravitasi satelit-satelit penggembala, seperti Prometheus dan Pandora. Celah lainnya terbentuk karena gaya gravitasi bulan besar yang lebih jauh. Bulan Mimas bertanggung jawab untuk membersihkan celah Cassini.

Data terbaru dari pesawat ruang angkasa Cassini menunjukkan bahwa cincin-cincin tersebut memiliki atmosfernya sendiri, bebas dari atmosfer planet. Atmosfer cincin terbuat dari gas oksigen, dan itu diproduksi ketika sinar ultraviolet Matahari memecah es air di cincin. Reaksi kimia juga terjadi antara sinar ultraviolet dan molekul air, menciptakan gas hidrogen. Atmosfer oksigen dan hidrogen di sekitar cincin memiliki jarak yang sangat luas. Selain gas oksigen dan hidrogen, cincin-cincin tersebut memiliki atmosfer tipis yang terbuat dari hidroksida. Anion ini ditemukan oleh Teleskop Hubble.

Jari-jari

Wahana antariksa Voyager menemukan fitur-fitur yang berbentuk seperti sinar, yang disebut jari-jari. Ini juga terlihat kemudian oleh teleskop Hubble. Wahana Cassini memotret jari-jari tersebut pada tahun 2005. Jari-jari tersebut terlihat gelap saat berada di bawah sinar matahari, dan tampak terang saat berada di sisi yang tidak diterangi. Pada awalnya, diperkirakan jari-jari itu terbuat dari partikel debu mikroskopis, tetapi bukti baru menunjukkan bahwa jari-jari itu terbuat dari es. Jari-jari tersebut berputar bersamaan dengan magnetosfer planet, oleh karena itu, diyakini bahwa jari-jari tersebut memiliki hubungan dengan elektromagnetisme. Namun, apa yang menyebabkan jari-jari itu terbentuk masih belum diketahui. Jari-jari tersebut tampaknya bersifat musiman, menghilang selama titik balik matahari dan muncul lagi selama ekuinoks.

Jari-jari di cincin Saturnus, yang dipotret oleh Voyager 2

Bulan

Saturnus memiliki 53 bulan yang telah diberi nama, dan sembilan bulan lainnya yang masih dipelajari. Banyak di antara bulan-bulan tersebut yang berukuran sangat kecil: 33 bulan berdiameter kurang dari 10 km (6 mil) dan 13 bulan berdiameter kurang dari 50 km (31 mil). Tujuh bulan cukup besar untuk menjadi bola yang hampir sempurna yang disebabkan oleh gravitasi mereka sendiri. Bulan-bulan ini adalah Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus dan Mimas. Titan adalah bulan terbesar, lebih besar dari planet Merkurius, dan merupakan satu-satunya bulan di Tata Surya yang memiliki atmosfer yang tebal dan padat. Hyperion dan Phoebe adalah bulan terbesar berikutnya, berdiameter lebih besar dari 200 km (124 mi).

Pada bulan Desember 2004 dan Januari 2005, sebuah satelit buatan manusia yang disebut wahana Cassini-Huygens mengambil banyak foto Titan dari jarak dekat. Salah satu bagian dari satelit ini, yang dikenal sebagai wahana Huygens, kemudian mendarat di Titan. Dinamai sesuai nama astronom Belanda, Christiaan Huygens, satelit ini merupakan wahana antariksa pertama yang mendarat di luar Tata Surya. Wahana itu dirancang untuk mengapung jika mendarat di cairan. Enceladus, bulan terbesar keenam, berdiameter sekitar 500 km (311 mil). Enceladus adalah salah satu dari sedikit objek di luar Tata Surya yang menunjukkan aktivitas vulkanik. Pada tahun 2011, para ilmuwan menemukan hubungan listrik antara Saturnus dan Enceladus. Hal ini disebabkan oleh partikel terionisasi dari gunung berapi di bulan kecil yang berinteraksi dengan medan magnet Saturnus. Interaksi serupa menyebabkan cahaya utara di Bumi.

Eksplorasi

Saturnus pertama kali dijelajahi oleh wahana antariksa Pioneer 11 pada bulan September 1979. Wahana ini terbang sedekat 20.000 km (12.427 mil) di atas puncak awan planet Saturnus. Wahana ini mengambil foto planet dan beberapa bulannya, tetapi resolusinya rendah. Ia menemukan cincin tipis baru yang disebut cincin F. Wahana ini juga menemukan bahwa celah-celah cincin yang gelap tampak terang jika dilihat ke arah Matahari, yang menunjukkan bahwa celah-celah tersebut tidak kosong dari materi. Wahana antariksa ini mengukur suhu bulan Titan.

Pada bulan November 1980, Voyager 1 mengunjungi Saturnus, dan mengambil foto-foto resolusi tinggi dari planet, cincin, dan bulan. Foto-foto ini mampu menunjukkan fitur permukaan bulan-bulan. Voyager 1 mendekati Titan, dan memperoleh banyak informasi tentang atmosfernya. Pada bulan Agustus 1981, Voyager 2 terus mempelajari planet ini. Foto-foto yang diambil oleh wahana antariksa ini menunjukkan bahwa perubahan terjadi pada cincin dan atmosfer. Wahana Voyager menemukan sejumlah bulan yang mengorbit dekat dengan cincin Saturnus, serta menemukan celah cincin baru.

Pada tanggal 1 Juli 2004, wahana Cassini-Huygens memasuki orbit di sekitar Saturnus. Sebelumnya, wahana ini terbang dekat dengan Phoebe, mengambil foto-foto beresolusi sangat tinggi dari permukaannya dan mengumpulkan data. Pada tanggal 25 Desember 2004, wahana Huygens berpisah dari wahana Cassini sebelum bergerak turun menuju permukaan Titan dan mendarat di sana pada tanggal 14 Januari 2005. Huygens mendarat di permukaan yang kering, tetapi menemukan bahwa ada cairan dalam jumlah besar di bulan. Wahana Cassini terus mengumpulkan data dari Titan dan sejumlah bulan es. Ia menemukan bukti bahwa bulan Enceladus memiliki air yang meletus dari geyser-nya. Cassini juga membuktikan, pada bulan Juli 2006, bahwa Titan memiliki danau hidrokarbon, yang terletak di dekat kutub utaranya. Pada bulan Maret 2007, Cassini menemukan danau hidrokarbon besar seukuran Laut Kaspia di dekat kutub utaranya.

Cassini mengamati petir yang terjadi di Saturnus sejak awal tahun 2005. Kekuatan petir tersebut terukur 1.000 kali lebih kuat daripada petir di Bumi. Para astronom meyakini kalau petir yang diamati di Saturnus merupakan yang terkuat yang pernah dilihat.

Saturnus seperti yang terlihat dari wahana antariksa Cassini pada tahun 2007


Gambar Cassini dalam orbit di sekitar Saturnus

Halaman terkait

• Daftar planet