Ciekawostki o Saturnie: 40 sprawdzonych faktów

Objętość Saturna jest 763,59 razy większa od objętości Ziemi. Promień równikowy planety wynosi 60 268 km, czyli 9,449 promienia Ziemi. Saturn jest szóstą planetą od Słońca i drugą co do wielkości w Układzie Słonecznym. To ogromna kula zbudowana głównie z wodoru i helu.[1][2]

Masa Saturna wynosi 568,32 × 10²⁴ kg, czyli 95,16 masy Ziemi. Średnia gęstość planety to jednak tylko 687 kg/m³, a Ziemi 5513 kg/m³. Według Encyclopaedii Britannica to około 70% gęstości wody i najmniej spośród wszystkich znanych obiektów Układu Słonecznego. Royal Museums Greenwich podaje, że Saturn jest jedyną planetą mniej gęstą od wody.[1][3][4]

Promień równikowy Saturna wynosi 60 268 km, a biegunowy 54 364 km, więc różnica sięga 5904 km. Spłaszczenie planety wynosi 0,09796 i jest 29,24 razy większe niż spłaszczenie Ziemi (0,00335). Średnia grawitacja Saturna na poziomie ciśnienia 1 bara to 11,19 m/s², czyli tylko 1,14 razy więcej niż na Ziemi, choć planeta ma ponad 95 mas Ziemi.[1]

Saturn okrąża Słońce w 10 755,7 doby ziemskiej, czyli w 29,447 roku ziemskiego. Royal Museums Greenwich zaokrągla tę wartość do około 29,5 roku. Średnia odległość Saturna od Słońca wynosi 1432 mln km, 9,573 razy więcej niż w przypadku Ziemi. Odległość między Saturnem a Ziemią waha się od 1205,5 do 1658,6 mln km.[1][4]

Doba na Saturnie trwa 10 godzin, 33 minuty i 38 sekund, co ustalono w 2019 r. na podstawie danych sondy Cassini. Christopher Mankovich zbadał wzory fal w pierścieniach, wywołanych drganiami wnętrza planety. Wcześniejsze wyliczenie z danych sond Voyager, oparte na polu magnetycznym, dawało 10:39:23, a wcześniejsze szacunki z Cassini wahały się od 10:36 do 10:48.[5]

Oś obrotu Saturna jest nachylona do płaszczyzny orbity o 26,73°, nieco bardziej niż oś Ziemi (23,44°). Na Saturnie też zmieniają się pory roku: w 2006 r. na półkuli północnej panowała zima, równonoc przypadła w sierpniu 2009 r., a przesilenie letnie 24 maja 2017 r. Między 2013 a 2017 r. heksagon na biegunie północnym zmienił barwę z niebieskozielonej na żółtawą.[1][6]

Saturn, oddalony od Ziemi o co najmniej 1205,5 mln km, to najdalsza od Ziemi planeta odkryta ludzkim okiem, bez przyrządów. W najjaśniejszym momencie ma jasność 0,43 magnitudo, a średnio w czasie opozycji 0,7 magnitudo. Royal Museums Greenwich podaje, że Saturna łatwo zobaczyć gołym okiem.[2][1][4]

Wiatry na Saturnie osiągają do 400 m/s, czyli 1440 km/h, w pasie do 30° szerokości geograficznej. Dalej od równika wieją z prędkością do 150 m/s, czyli 540 km/h. Atmosfera składa się w 96,3% z wodoru cząsteczkowego i w 3,25% z helu, a na poziomie ciśnienia 1 bara ma temperaturę minus 139°C. Pomiary grawitacji z ostatnich orbit Cassini wykazały, że silne wiatry sięgają tysięcy kilometrów w głąb planety.[1][6]

Sześciokątny prąd strumieniowy wokół północnego bieguna Saturna, zwany heksagonem, ma średnicę ponad 2 razy większą od szerokości Ziemi. Naukowcy zobaczyli go po raz pierwszy, gdy obok planety przelatywały sondy Voyager w 1980 i 1981 r. Zdjęcia Cassini pokazały prąd o szerokości około 30 000 km z wiatrami około 500 km/h. Huragan na Ziemi trwa zwykle tydzień, a heksagon istnieje od dziesięcioleci.[6]

Wir na północnym biegunie Saturna ma oko około 50 razy większe niż oko typowego huraganu na Ziemi. Wokół tego wiru obraca się heksagon. Prąd strumieniowy heksagonu porywa też mniejsze wiry, a największy z nich ma około 3500 km średnicy. To mniej więcej 2 razy więcej niż największy huragan, jaki kiedykolwiek zanotowano na Ziemi.[6]

We wrześniu 2026 r. ogłoszono, że Kosmiczny Teleskop Hubble’a potwierdził olbrzymią, zmieniającą się 10-boczną falę atmosferyczną wokół południowego bieguna Saturna. Astronomowie amatorzy Trevor Barry i Jean-Paul Oger wypatrzyli ją na zdjęciach z Ziemi w 2024 r., a dane Hubble’a pokazały ją już w 2023 r. To pierwszy duży, regularny wielobok prądów strumieniowych zaobserwowany na południowej półkuli Saturna.[7][2]

Wielka burza na Saturnie zaczęła się jako mała plama, którą sonda Cassini sfotografowała 5 grudnia 2010 r. Szalała bez przerwy ponad 200 dni, co czyni ją najdłuższą burzą okrążającą planetę, jaką zaobserwowano na Saturnie. Burza pokryła około 5 mld km², a z północy na południe rozciągała się na około 15 000 km. Takie wybuchy powtarzają się na Saturnie mniej więcej co 20–30 lat.[8]

Galileusz dostrzegł pierścienie Saturna w 1610 r., ale z powodu słabej rozdzielczości swojego przyrządu uznał je za 2 inne planety. Royal Museums Greenwich podaje, że był pierwszym człowiekiem, który zobaczył pierścienie Saturna. Christiaan Huygens w książce z 1659 r. omówił obserwacje sięgające Galileusza i zauważył, że ograniczały je zbyt słabe teleskopy.[3][4][9]

Christiaan Huygens w lutym 1656 r. rozpoznał, że „uszy” Saturna to pierścień otaczający planetę. Swoje wyjaśnienie ukrył najpierw w łacińskim anagramie, którego rozwiązanie brzmi: „otoczony jest pierścieniem cienkim, płaskim, nigdzie niestykającym się, nachylonym do ekliptyki”. Pełny opis podał w książce „Systema Saturnium”, wydanej w Hadze w 1659 r. Pomysł pierścienia przyjął się powszechnie do 1670 r.[9]

Jan Heweliusz (1611–1687), astronom z Gdańska, w 1656 r. wydał w tym mieście rozprawę o wyglądzie Saturna. Uważał, że planeta ma kształt elipsoidy z 2 przyczepionymi do niej wyrostkami. Był jednym z najważniejszych krytyków teorii pierścienia Christiaana Huygensa. Przyjął ją dopiero po lekturze pisma Huygensa „Brevis assertio”, wydanego we Florencji w 1660 r.[9][10]

Giovanni Domenico Cassini, dyrektor Obserwatorium Paryskiego, w 1675 r. odkrył przerwę w pierścieniu Saturna, który uważano wtedy za lity. Ta przerwa, zwana dziś przerwą Cassiniego, oddziela pierścienie A i B i ma 4550 km szerokości. Nie jest całkiem pusta: znajduje się w niej kilka słabych, mało gęstych struktur.[9][11]

James Clerk Maxwell w 1857 r. napisał matematyczną rozprawę, która obaliła pogląd, że pierścień Saturna jest lity. W 1895 r. teorię Maxwella potwierdził James E. Keeler w Obserwatorium Allegheny w Pittsburghu. Według Encyclopaedii Britannica pierścienie tworzą niezliczone cząstki, w większości od kilku centymetrów do kilku metrów średnicy, zbudowane prawdopodobnie głównie z lodu wodnego.[9][3]

Główne pierścienie Saturna, od wewnętrznego pierścienia D do pierścienia F, zajmują pas od 66 900 do 140 612 km od środka planety. Najszerszy z gęstych pierścieni jest pierścień B, mierzący 25 595 km. Jest też najmniej przejrzystym pierścieniem Saturna i ma drobną strukturę widoczną w każdej skali. Pierścień A ma 14 720 km szerokości, a pierścień C 17 484 km.[11]

Przerwa Enckego w pierścieniu A Saturna ma 322 km szerokości i pozostaje otwarta dzięki krążącemu w niej księżycowi Pan. W przerwie znajdują się słabe, wąskie pierścionki. Węższa przerwa Keelera, przy zewnętrznej krawędzi pierścienia A, ma tylko 35 km szerokości, a utrzymuje ją księżyc Daphnis.[11]

Największy pierścień Saturna, odkryty w 2009 r. przez Kosmiczny Teleskop Spitzera, pomieściłby około 1 mld Ziem. Jego główna część zaczyna się około 6 mln km od planety, a w pionie ma około 20 średnic Saturna. Pierścień jest nachylony o 27° do płaszczyzny głównych pierścieni, a jego pył ma temperaturę około 80 K, czyli minus 193°C. Leży na orbicie księżyca Febe.[12][11]

Pierścienie Saturna mają najwyżej 400 mln lat, wynika z badania zespołu Saschy Kempfa z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, opublikowanego w maju 2023 r. w „Science Advances”. Sam Saturn ma około 4,5 mld lat. W latach 2004–2017 badacze zebrali przyrządem Cosmic Dust Analyzer sondy Cassini 163 ziarna pyłu i ocenili, jak szybko pył opada na pierścienie, złożonych w około 98% z czystego lodu wodnego.[13][14]

Badanie opublikowane 16 grudnia 2024 r. w „Nature Geoscience” sugeruje, że pierścienie Saturna mogą być tak stare jak Układ Słoneczny, czyli mieć około 4,5 mld lat. Ryuki Hyodo, Gustavo Madeira i Hidenori Genda wykazali w symulacjach, że mikrometeoroidy uderzające z prędkością 20 km/s całkowicie odparowują i tworzą plazmę o temperaturze około 10 000°C. Pole magnetyczne Saturna szybko wyrzuca ją z pierścieni, więc lód pozostaje czysty.[15]

W ciągu 30 minut z pierścieni Saturna spada na planetę tyle wody i jej związków, że wypełniłyby basen olimpijski. Ten „deszcz z pierścieni” opisał James O’Donoghue w badaniu opublikowanym w grudniu 2018 r. w czasopiśmie „Icarus”. Według niego z tego powodu cały układ pierścieni zniknie w ciągu 300 mln lat, a po uwzględnieniu innych strat nawet w mniej niż 100 mln lat.[16]

Według NASA w sierpniu 2026 r. Saturn miał 293 potwierdzone księżyce, znacznie więcej niż jakakolwiek inna planeta Układu Słonecznego. Tę samą liczbę ze stanem na czerwiec 2026 r. podało Astronomiczne Zdjęcie Dnia NASA i jego polska wersja APOD.pl. Większość z nich to małe, nieregularne satelity, a wiele ma tylko kilka kilometrów lub nawet kilkaset metrów średnicy.[17][18][19]

11 marca 2025 r. uznano odkrycie 128 nowych księżyców Saturna, co podniosło ich liczbę do 274. Zespół Edwarda Ashtona z Academia Sinica na Tajwanie wypatrzył je na zdjęciach z Teleskopu Kanadyjsko-Francusko-Hawajskiego (CFHT), łącząc wiele ujęć, by wzmocnić słaby sygnał. Wszystkie są nieregularnymi księżycami o wielkości kilku kilometrów, prawdopodobnie odłamkami ciał rozbitych w zderzeniach.[20]

26 marca 2026 r. Międzynarodowa Unia Astronomiczna ogłosiła odkrycie 11 kolejnych księżyców Saturna, co podniosło ich liczbę do 285. Nowe księżyce mają prawdopodobnie 1–2 km średnicy. Odkrył je zespół Edwarda Ashtona z Instytutu Astronomii i Astrofizyki Academia Sinica. Otrzymały tymczasowe oznaczenia od S/2020 S 45 do S/2020 S 48 i od S/2023 S 51 do S/2023 S 57.[21]

Tytana, największego księżyca Saturna, odkrył w 1655 r. Christiaan Huygens. Tytan ma średnicę 5150 km i jest większy od planety Merkury oraz od ziemskiego Księżyca. Huygens wyliczył, że Tytan okrąża Saturna w 15 dni, 23 godziny i 13 minut, a współcześnie przyjmuje się 15 dni, 22 godziny i 41 minut.[17][18][9]

Lądownik Huygens zmierzył w 2005 r., że ciśnienie przy powierzchni Tytana, księżyca Saturna, jest 1,47 razy większe niż na Ziemi. Temperatura w miejscu lądowania wynosiła minus 180°C, a najniższą, minus 203°C, czujniki zanotowały na wysokości 44 km. Atmosfera Tytana składa się głównie z azotu z domieszką metanu. Tytan jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym z gęstą atmosferą.[22][23]

Tytan, księżyc Saturna, jest obok Ziemi jednym z 2 znanych miejsc, w których na powierzchni występują ciecze. Na Tytanie są chmury, deszcz, rzeki, jeziora i morza z ciekłych węglowodorów, takich jak metan i etan. Pierwszą sondą, która badała Tytana, był Pioneer 11, przelatujący przez układ Saturna 1 września 1979 r.[23]

Enceladus, księżyc Saturna o średnicy około 500 km, ma najbielszą i najlepiej odbijającą światło powierzchnię w Układzie Słonecznym. Temperatura na jego powierzchni wynosi około minus 201°C. Krąży 238 000 km od Saturna, w najgęstszej części pierścienia E, i okrąża planetę w 32,9 godziny. Odkrył go William Herschel 28 sierpnia 1789 r.[24]

W 2005 r. sonda Cassini odkryła, że z powierzchni Enceladusa, księżyca Saturna, tryskają drobiny lodu wodnego i gaz z prędkością około 400 m/s. Strumienie wydobywają się z cieplejszych pęknięć skorupy, zwanych „tygrysimi pasami”, a zasila je globalny ocean. Lodowa skorupa ma średnio 20–25 km grubości, a na biegunie południowym może mieć tylko 1–5 km. Ze strumieni powstaje pierścień E Saturna.[24]

W czerwcu 2023 r. zespół Franka Postberga z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie ogłosił w „Nature”, że stężenie fosforanów w oceanie Enceladusa jest ponad 100 razy wyższe niż w oceanach Ziemi. Fosfor to 1 z 6 pierwiastków niezbędnych do życia, określanych skrótem CHNOPS. Według NASA na dnie oceanu Enceladusa prawdopodobnie działają kominy hydrotermalne, uwalniające wodę o temperaturze powyżej 90°C.[25][24]

Pod lodową skorupą Mimasa, księżyca Saturna, kryje się globalny ocean na głębokości 20–30 km, który ma prawdopodobnie mniej niż 25 mln lat. Granica lodu i oceanu znalazła się płycej niż 30 km dopiero niedawno, mniej niż 2–3 mln lat temu. Wyniki opublikował w 2024 r. w „Nature” zespół V. Lainey’a. Mimas ma olbrzymi krater o średnicy prawie 1/3 średnicy całego księżyca.[26][4]

Sonda Pioneer 11 jako pierwsza z bliska zbadała Saturna we wrześniu 1979 r. i zbliżyła się do planety na około 21 000 km. Odkryła 2 nowe księżyce, o mało nie zderzając się z jednym z nich, oraz nowy pierścień F. Wystartowała 5 kwietnia 1973 r. Później obok Saturna przeleciały Voyager 1 i Voyager 2, w odstępie 9 miesięcy, w latach 1980 i 1981.[27][2]

Sonda Voyager 1 przeleciała najbliżej Saturna 12 listopada 1980 r., w odległości około 126 000 km. Odkryła 5 nowych księżyców, nowy pierścień G i złożone struktury pierścieni. Ustaliła też, że atmosfera Tytana w 90% składa się z azotu. Po minięciu Saturna skierowała się na północ, poza płaszczyznę ekliptyki, z prędkością około 3,5 jednostki astronomicznej rocznie.[28]

Sonda Cassini wystartowała 15 października 1997 r. na rakiecie Titan IVB/Centaur i weszła na orbitę Saturna 1 lipca 2004 r. Okrążyła planetę 294 razy, wykonała 453 048 zdjęć i zebrała 635 GB danych naukowych, na podstawie których opublikowano 3948 prac naukowych. Wspólną misję NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i Włoskiej Agencji Kosmicznej wyceniono na 3,9 mld dolarów.[29]

Sonda Cassini wykonała 127 zaplanowanych przelotów obok Tytana i 23 obok Enceladusa. Odkryła 6 księżyców Saturna, które otrzymały nazwy. Względem Słońca przebyła około 7,8 mld km. W chwili startu ważyła 5712 kg, razem z paliwem i lądownikiem Huygens, a pod koniec misji już tylko 2125 kg. Miała 6,7 m wysokości i 4 m szerokości.[29]

Europejski lądownik Huygens wylądował na Tytanie, księżycu Saturna, 14 stycznia 2005 r. o 12:34 UTC. Była to pierwsza udana próba lądowania na innym ciele w zewnętrznej części Układu Słonecznego. Huygens odłączył się od Cassini 24 grudnia 2004 r. i po 21 dniach samotnego lotu przetrwał trwające 2 godziny i 27 minut opadanie. Po lądowaniu przez 72 minuty przesyłał dane.[30][31][29]

Sonda Cassini w 2017 r. wykonała 22 śmiałe przeloty, nazwane Wielkim Finałem, przez szczelinę szeroką na około 1930 km między Saturnem a jego najbardziej wewnętrznym pierścieniem. Wcześniej przeszła 20 orbit nad biegunami, między pierścieniami F i G. Misja zakończyła się 15 września 2017 r. wejściem sondy w atmosferę Saturna, co wykluczyło zanieczyszczenie lodowych księżyców przez przypadkowe zderzenie.[32]

Dron NASA Dragonfly ma wystartować do Tytana, księżyca Saturna, w lipcu 2028 r. na rakiecie Falcon Heavy i dotrzeć na miejsce w 2034 r. Wyląduje między równikowymi wydmami Shangri-La, w pobliżu krateru uderzeniowego Selk. Ma 8 wirników o średnicy 1 m, osiągnie do 36 km/h i 4 km wysokości, a zasilać go będzie generator jądrowy MMRTG. Francja dostarcza chromatograf gazowy DraMS-GC.[33][23]