04-08-2009 14:33
| Janneke van Reenen-Hak
Hij staat bijna tien keer zo ver van de zon als de aarde, maar toch is Saturnus aan de nachtelijke hemel zichtbaar als een tamelijk heldere ster. Een kleine kijker toont de gasreus in al zijn schoonheid, compleet met ringen. Deze zomer zijn ze overigens even niet te zien.
Wanneer de Italiaanse sterrenkundige Galileo Galileï aan het begin van de zeventiende eeuw zijn eenvoudige kijker op Saturnus richt, ziet hij iets vreemds. De planeet is niet mooi rond, maar lijkt aan beide zijden een oor te hebben. Een paar jaar later zijn de uitsteeksels verdwenen, om daarna duidelijker dan ooit terug te keren.
Christiaan Huygens ontdekt in 1655 met zijn zelfgebouwde kijker –die veertig keer vergroot– de oorzaak van het afwijkende beeld. Om de planeet zit een gigantische ring. Maar Huygens ziet nog meer. Bij de planeet in de buurt bevindt zich een klein lichtpuntje dat soms links en dan weer rechts van de planeet staat. Daarmee is de Hollander de ontdekker van de grootste maan van Saturnus, Titan. Met een doorsnede van 5150 kilometer is Titan na Ganymedes van Jupiter de grootste maan in ons zonnestelsel. Zelfs groter dan de planeet Mercurius.
In 1675 merkt de Italiaan Giovanni Cassini op dat de ring van Saturnus uit twee delen bestaat. De donkere zone tussen de A- en de B-ring –de twee grootste van het stelsel– staat nog steeds bekend als de Cassinischeiding en is een paar duizend kilometer breed.
Wolkenbanden
Denk je de ringen even weg, dan lijkt Saturnus –vernoemd naar de Romeinse god van de landbouw– nog het meest op een kleine Jupiter. In het midden een stenen kern, daar omheen een laagje ijs en als laatste een 30.000 kilometer dikke mantel van waterstof. Het oppervlak van de gasreus laat banden met kolkende wolkenmassa’s zien, maar veel minder sprekend dan bij zijn grote broer.
Saturnus heeft een dichtheid van minder dan 1 gram per kubieke centimeter en is daarmee de lichtste planeet. In een bak water zou hij als enige planeet blijven drijven. Samen met de hoge rotatiesnelheid zorgt deze lage dichtheid ervoor dat de planeet sterk is afgeplat. Van pool naar pool gemeten is de diameter 10 procent kleiner dan aan de evenaar.
In 1979 krijgt de planeet met de ringen voor het eerst aards bezoek. De ruimtesonde Pioneer 11 maakt wat foto’s en meet een zwak magnetisch veld. In 1980 en 1981 volgen de beide Voyagers. Zij sturen eveneens adembenemende foto’s van wervelende wolkenbanden en duizenden fijne ringen naar de aarde. Al deze sondes maken een scheervlucht langs de planeet en zijn inmiddels in de buitenste regionen van het zonnestelsel aangekomen.
De Cassinisatelliet, die half 2004 bij Saturnus arriveert, zendt tot op de dag van vandaag foto’s en meetgegevens naar de aarde. Het meest tot de verbeelding sprekende deel van de verkenner is de Huygenssonde, die zich eind 2004 losmaakt van moederschip Cassini en op 14 januari 2005 in de atmosfeer van Titan duikt.
Niet voor niets krijgt juist Titan bezoek. Al in 1940 onderzoekt de uit Nederland afkomstige Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper het spectrum van deze maan. De metingen wijzen tot zijn verbazing op de aanwezigheid van een grote hoeveelheid methaan. Op grond daarvan komt hij tot de conclusie dat de maan een atmosfeer heeft.
Kuiper blijkt gelijk te hebben; er is zelfs meer methaan aanwezig dan hij vermoedde. Foto’s van de Huygenssonde tonen sporen van meren, rivieren en zeeën. Op Titan is het gemiddeld 183 graden onder nul en bij die temperatuur is methaan vloeibaar. Het maanoppervlak zelf bestaat grotendeels uit waterijs.
Op foto’s die Cassini in 2005 van de Saturnusmaan Enceladus maakt zijn geisers te zien die waterdamp honderden kilometers de hoogte in spuwen. Een grote verrassing, omdat onderzoekers tot dan toe ervan uitgaan dat Enceladus een bevroren wereld is, zonder water in vloeibare vorm. Recent onderzoek wijst op de aanwezigheid van een oceaan onder het oppervlak.
Saturnus heeft gezelschap van ten minste zestig manen, maar de teller loopt nog. Naast Titan zijn er zes ijsmanen met een diameter van enkele honderden kilometers. Daarnaast zijn er tientallen zogenaamde herdermaantjes, rotsblokken met een diameter van hooguit tientallen kilometers. Waarschijnlijk houden zij de ringen in vorm.
De ringen van Saturnus zijn in te delen in zeven zones. Sommige zijn groot –meer dan 10.000 kilometer breed– andere slechts enkele tientallen kilometers. Foto’s van ruimtesondes laten zien dat de zeven ringen op hun beurt uit vele duizenden kleine exemplaren zijn opgebouwd. De dikte van de ringen is minder dan een kilometer en op sommige plekken zelfs maar enkele tientallen meters.
Vanaf de aarde zien we de ringen van Saturnus niet altijd onder dezelfde hoek. De as van Saturnus staat (net als bij de aarde) scheef ten opzichte van zijn baan om de zon. Soms kijken we boven op de ringen, dan weer zien we de onderkant. Tussen deze perioden zijn ze korte tijd onzichtbaar. Dat geldt ook deze zomer, wanneer de aarde op 11 augustus precies door het vlak van de ringen beweegt. Het verschijnsel treedt ongeveer om de vijftien jaar op, twee keer per omloop om de zon.
120.536 km
0,687 g/cm3
29,46 jaar
10 u 40 min
1427 miljoen km
9,69 km/sec
>gt; 60
95,1
764
