Planeta Saturno
Fig. 1 - O planeta Saturno.
Comparação como tamanho da Terra [1]
Saturno é o sexto planeta do Sistema Solar com uma órbita localizada entre as órbitas de Júpiter e Urano. É o segundo maior planeta após Júpiter, sendo um dos planetas gasosos do Sistema Solar, porém o de menor densidade, tanto que se existisse um oceano grande o bastante, Saturno flutuaria nele. A sua principal característica é o seu brilhante sistema de anéis, o único visível da Terra. O seu nome provém do deus romano Saturno. Faz parte dos denominados planetas exteriores.
Saturno é um planeta gasoso, principalmente composto de hidrogénio (97%), com uma pequena proporção de hélio e outros elementos. O seu interior consiste num pequeno núcleo rochoso e gelo, cercado por uma espessa camada de hidrogénio metálico e uma camada externa de gases. A atmosfera externa tem uma aparência suave, embora a velocidade do vento em Saturno possa chegar a 1.800 km/h, significativamente tão rápido como os de Júpiter, mas não tão rápidos como os de Neptuno. Saturno tem um campo magnético planetário intermediário entre as forças da Terra e o poderoso campo ao redor de Júpiter.
Antes da invenção do telescópio, Saturno era o mais distante dos planetas conhecidos. A olho nu não parecia ser luminoso. O primeiro a observar seus anéis foi Galileu em 1610, porém devido à baixa inclinação de seus anéis e à baixa resolução de seu telescópio, pensou tratar-se de grandes luas. Christiaan Huygens com melhores meios de observação pôde em 1659 visualizar com clareza os anéis. James Clerk Maxwell em 1859 demonstrou matematicamente que os anéis não poderiam ser um único objeto sólido, sendo que deveriam ser um agrupamento de milhões de partículas de menor tamanho.
O movimento de rotação em volta do seu eixo demora cerca de 10,5 horas, e cada revolução ao redor do Sol (movimento de translação) leva 29 anos terrestres.
Tem um número elevado de satélites, 61 descobertos até então, e está cercado por um complexo de anéis concêntricos, composto por dezenas de anéis individuais separados por intervalos, estando o mais exterior destes situado a 138 000 km do centro do planeta geralmente compostos por restos de meteoros e cristais de gelo. Alguns deles têm o tamanho de uma casa.
Saturno é um esferoide oblato (achatado nos polos) - seus diâmetros polares e equatoriais variam por quase 10% (120 536 km contra 108 728 km). Este é o resultado de sua rápida rotação. Na linha do equador é notável uma pequena saliência, devido à velocidade de rotação. Os outros planetas gasosos também são oblatos, mas em um menor grau. Saturno é o único do sistema solar que é menos denso que a água, com uma densidade média de 0,69 g/cm³.
Características e estrutura interna de Saturno
Fig. 2 - Outra imagem dos anéis de Saturno
Saturno é um planeta visivelmente achatado em seus polos formando a figura de uma esfera oval. Os diâmetros equatorial e polar são respetivamente 120 536 e 108 728 km. Este efeito é produzido pela rápida rotação do planeta, a sua natureza liquida e a sua baixa gravidade. Os outros planetas gigantes são também ovalizados, porém não em tamanha proporção. Saturno possui uma densidade específica de 690 kg/m³ sendo o único planeta do Sistema Solar com uma densidade inferior à da água (1000 kg/m³). Se existisse um oceano suficientemente grande, Saturno poderia flutuar nele. O planeta é formado por 90% de hidrogénio e 5% de hélio. O volume do planeta é suficiente para conter 740 vezes a Terra, porém sua massa é apenas 95 vezes a terrestre, devido à sua mencionada densidade média relativa.
O período de rotação de Saturno é incerto, uma vez que não possui superfície e sua atmosfera gira com um período distinto em cada latitude. Desde a época da Voyager se considerava que o período de rotação de Saturno, baseando-se na periodicidade de sinais de rádio emitidas por ele, era de 10h 39min 22,4 s (810,8°/dia). As missões espaciais Ulysses e Cassini tem mostrado que este período de emissão em rádio varia no tempo, sendo atualmente: 10 h 45 m 45 s (± 36 s). As causas destas mudanças no período de rotação não são conhecidas e se considera que ambos períodos são uma aproximação do período de rotação do seu interior.
O interior do planeta é semelhante ao de Júpiter, com um núcleo sólido em seu interior. Sobre ele se estende uma extensa camada de hidrogénio líquido e metálico (devido ao efeitos das elevadas pressões e temperaturas). A superfície de 30.000 km do planeta é formada por uma extensa atmosfera de hidrogénio e hélio. O interior do planeta é formado por materiais gelados durante sua formação ou que se encontram em estado líquido nas condições de pressão e temperatura próximas ao núcleo. No núcleo podem encontrar-se temperaturas de cerca de 12.000 ºC (aproximadamente o dobro da temperatura na superfície do Sol). Saturno irradia mais calor da sua superfície do que aquele que recebe do Sol. A maior parte desta energia é produzida por uma lenta contração do planeta que liberta a energia gravitacional produzida durante a compressão. Este mecanismo denomina-se mecanismo de Kelvin-Helmholtz. No entanto, não parece ser o único responsável pela fonte de calor interna de Saturno. Provavelmente o calor extra gerado produz-se na separação de fases entre o hidrogénio e o hélio atmosférico que se separam na zona inferior da atmosfera, concentrando-se em gotas que se precipitam em chuva sobre o interior do planeta libertando energia gravitacional em forma de calor.
A atmosfera de Saturno
A atmosfera de Saturno tem um padrão de faixas escuras e claras, similares as de Júpiter embora a distinção entre ambas esteja muito menos nítida no caso de Saturno. A atmosfera planetária tem ventos fortes, na direção dos paralelos, alterando-se conforme a latitude e altamente simétricas em ambos os hemisférios, apesar do efeito estacionário da inclinação do eixo do planeta. O vento é dominado por uma corrente equatorial intensa e larga no nível da altura das nuvens que chegaram a alcançar velocidades de até 450 m/s durante a passagem da Voyager. A atmosfera de Saturno contém principalmente os gases: Hidrogénio, hélio e metano.
As nuvens superiores são formadas provavelmente por cristais de amoníaco. Neles uma névoa uniforme parece estender sobre todo o planeta, produzido por fenómenos fotoquímicos na atmosfera superior. Em níveis mais profundos a água da atmosfera condensa-se provavelmente numa camada da nuvem de água que não poderia ter sido observada.
Assim como Júpiter, ocasionalmente formam-se tempestades na atmosfera de Saturno, algumas poderiam ter sido observadas da terra. Em 1933 foi observado um ponto branco situado na zona equatorial pelo astrónomo W.T. Hay. Era suficientemente grande para ser visível com um refrator de 7 cm, mas não demorou para dissipar-se e desaparecer. Em 1962 começou a desenvolver uma mancha, mas nunca chegou a se destacar. Em 1990 foi possível observar uma gigantesca nuvem branca no equador de Saturno que foi associada a formação de uma grande tempestade. Foram observados pontos similares em fotografias feitas no último século. Em 1994 observou-se uma tempestade, com aproximadamente metade do tamanho daquela que ocorreu em 1990.
As regiões polares apresentam correntes a 78ºN e a 78ºS. As sondas Voyager detectaram nos anos 1980 um padrão sextavado na região polar norte que foi observado também pelo telescópio espacial Hubble durante os anos 1990. As imagens mais recentes obtidas pela sonda Cassini mostraram o vértice polar com detalhe. Saturno é o único planeta conhecido que tem um vértice polar destas características embora os vértices polares sejam comuns nas atmosferas da Terra ou de Vénus.
No caso do hexágono de Saturno, os lados têm aproximadamente 13.800 km no comprimento (maior que o diâmetro da terra) e na estrutura, com um período idêntico a sua rotação planetária, é uma onda recita que não muda de comprimento e nem estrutura, diferentemente das demais nuvens da atmosfera. Este formato em polígono, entre dois e seis lados, podem ser simulado em laboratório por meio dos modelos do líquido na rotação da escala.
Ao contrário do polo norte, as imagens do polo sul mostram uma forte corrente, sem a presença de vértices ou formas sextavadas persistentes. No entanto, a NASA informou em novembro do 2006 que a sonda Cassini tem observado um ciclone no polo sul, com um centro bem definido. Os únicos centros de furacões definidos tinham sido observados na terra (nem mesmo foi observado dentro da grande mancha vermelha de Júpiter pela sonda Galileo). Esse vértice de aproximadamente 8000 km de diâmetro, poderia ter sido fotografado e estudado com detalhe pela sonda Cassini, sendo ventos moderados de mais de 500 quilómetros por hora. A atmosfera superior nas regiões polares desenvolve fenómenos de auroras pela interação do campo magnético planetário com o vento solar.
Referências:
O texto apresentado foi adaptado de um artigo da Wikipédia.
[1] imagem obtida em http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Saturn_(planet)_large.jpg
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