Saturnuksen kuut
Saturnukselta tunnetaan 146 kuuta (23. maaliskuuta 2023).[1] Kuiden kokonaismäärää ei tulla koskaan tarkoin määrittelemään, koska renkaiden jääkappaleet ovat kaikki teknisesti kuita, ja on vaikea vetää rajaa pikkukuun ja suuren renkaankappaleen välille. Saturnuksen tunnetuimmat ja suurimmat kuut ovat sisimmästä uloimpaan: Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Mimas, Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso, Dione, Helene, Rhea, Titan, Hyperion, Japetus ja Phoebe.
Saturnuksen kuista suurin on 5 150 kilometrin läpimittainen Titan, joka sisältää yli 90 % Saturnusta kiertävästä massasta renkaat mukaan lukien. Titan on ainoa kuu Aurinkokunnassa, jolla on merkittävä kaasukehä, joka koostuu enimmäkseen typestä. Titanissa on myös hiilivetyjärviä. Saturnuksen toiseksi suurimmalla kuulla Rhealla saattaa olla heikko oma rengasjärjestelmä. Mimas-kuussa on suuri kraatteri, Enceladuksen pinta on lähes peilinkirkas ja näyttää melko äskettäin muokkautuneelta. Useimmat Saturnuksen kuista ovat jäisiä kraatterien peittämiä, kylmiä ja kaasukehättömiä kappaleita, joiden tiheys on alhainen. Kuiden tiheys on noin 0,6–1,7 g/cm³. Kuut koostuvat kivestä ja jäästä, ja suuremmat kuut näyttävät olevan tiheämpiä, koska puristuvat tiiviimmin kasaan.
Kuiden tutkimisen historiaa
Saturnukselta tunnettiin kahdeksan kuuta optisilla kaukoputkilla tehdyillä suorilla havainnoilla, ennen valokuvaustekniikan kehittymistä:
- Titan, löytäjänä vuonna 1655 Christiaan Huygens
- Tethys, Dione, Rhea ja Japetus, löytäjänä vuosina 1671–1684 Giovanni Domenico Cassini
- Mimas ja Enceladus, löytäjänä vuonna 1789 William Herschel
- Hyperion, löytäjinä vuonna 1848 W. C. Bond, G. P. Bond ja William Lassell.
Valokuvaustekniikan kehittymisen ja pitkien valotusaikojen myötä löydettiin seuraavat kuut:
- Phoebe, löytäjänä vuonna 1899 W. H. Pickering
- Janus ja Epimetheus havaittiin vuonna 1966, mutta ei vahvistettu, eikä oivallettu että saman kiertoradan jakaa kaksi eri kuuta.
Ulkoplaneettoja kuvaamaan lähetettyjen luotaimien ja kehittyneempien kaukoputkien myötä on vuodesta 1980 lähtien löydetty runsaasti uusia kuita:
- Helene, löytäjinä vuonna 1980 Pierre Laques ja Jean Lecacheux
- Voyager-luotaimien ottamista kuvista löydettiin Atlas, Prometheus, Pandora, Telesto ja Calypso vuonna 1980 ja viimeisenä Pan vuonna 1990.
Vuonna 1997 laukaistu Cassini-luotain tutki Saturnuksen kuujärjestelmää vuodesta 2004, jolloin se ohjattiin Saturnuksen kiertoradalle. Luotaimen mukana kulkenut Huygens-luotain laskeutui Titanin pinnalle vuonna 2005 ja otti kuvia kuun pinnasta.
Saturnuksen kuiden jaottelu
Saturnuksen kuita voidaan jaotella ryhmiin:
- Pienimmät, sisimmät kuut aivan renkaiden lähistöillä tai sisässä
- Sisimmät suuret kuut Mimas, Enceladus, Tethys ja Dione
- Uloimmat suuret kuut Rhea, Titan, Hyperion, Japetus
- Epäsäännölliset kuut
- Myötäsuuntaan kiertävät, muun muassa Siarnaq, Albiorix
- Taantuvasti kiertävät, esimerkiksi Phoebe
Saturnuksen kuujärjestelmän gravitaatioilmiöitä
Saturnuksen kuujärjestelmässä näkyy monenlaisia taivaanmekaanisia ilmiöitä. Pan on pieni kuu, joka ”paimentaa” Saturnuksen renkaita Encken jaoksi kutsutussa aukossa A-renkaan sisäpuolella. A-renkaan ulkoreunaa pitää paikoillaan rataresonanssi Epimetheus- ja Janus-kuiden kanssa, jotka kiertävät lähes samalla radalla vaihdellen ratojaan säännöllisin jaksoin.[2] Enceladus ja Dione ovat niin sanotussa 1:2 rataresonanssissa, eli Enceladus kiertää kaksi kierrosta siinä missä Dione yhden. Tethys-kuun kanssa samalla radalla kiertää troijalaisten asteroidien tapaisesti 60° edellä ja 60° jäljessä kaksi pientä kuuta, Telesto ja Calypso. Saturnuksen kuiden kiertoajoista voidaan johtaa resonansseja ja eksponenttilaki kiertoajoille.
Saturnuksen kuiden alkuperä
Saturnuksen sisemmät kuut näyttävät syntyneen samaan aikaan Saturnuksen kanssa, sillä ne kiertävät Saturnusta suunnilleen samassa tasossa kuin mitä Saturnus pyörii melko pyöreillä radoilla. Tämä viittaa siihen että näillä on yhteys.Oletetaan, että Saturnuksella on ollut esiplanetaarista kiekkoa muistuttava kaasulevy ympärillään. Siihen virtasi kaasua ja jää- sekä kivihitusia ja suurempiakin kappaleita esiplanetaarisesta kiekosta. Tässä teoriassa on omat ongelmansa, sen mukaan alkuaurinkosumu on liian kuuma ja materian kertyminen liian nopeaa.[3] Vastaus tähän on se, että Saturnuksen kuiden synty alkoi silloin, kun alkuaurinkosumun kaasu oli jo huvennut, ja kaasua virtasi vain vähän.
Saturnuksen ulommat kuut kiertävät soikeilla radoilla, jotka ovat kallellaan Saturnukseen nähden. Tämä johtuu siitä, että nämä kuut ovat Saturnuksen sieppaamia asteroideja. Saturnuksen kuujärjestelmässä ei ole samanlaista tiheä kuu lähellä planeettaa, harva kuu kauempana planeetasta -jakautumaa kuin Jupiterin kuissa, mutta pienemmät Saturnuksen kuut näyttävät harvemmilta kuin suuremmat. Tällöin Titan on tihein Saturnuksen kuista. Saturnuksen kuiden ratojen arvellaan aikojen kuluessa muuttuneen keskinäisten vuorovesivoimien takia. Vuorovesikitka on synnyttänyt joidenkin kuiden pinnalla vulkanismia, joissa pinnalla purkautuva aine on kivilaavan sijasta jäätä. Kuissa on ammoniakkia, metaania ja vesijäätä. Kaikissa kuissa ei ole ollut vulkanismia. Sisemmät suuret kuut ulottuvat noin 25 planeetan säteen päähän, suunnilleen samoin kuin Jupiterilla. Myös laskujen mukaan 20–30 planeetan sädettä on se raja, missä sisään virtaavalla kaasulla on niin suuri kulmanopeus, että se virtaa kiekkomaisesti.
Vertailun vuoksi Saturnuksen kirkkaimmat renkaat A–C kiertävät planeettaa 74 658–136 775 km:n päässä planeetan keskustasta. Rengasjärjestelmä ulottuu ainakin 66 900–483 000 km:n päähän Saturnuksen keskipisteestä. Saturnuksen oma säde päiväntasaajalla on 60 268 km. Sisin kuu Pan kiertää silloin 2,21 planeetan säteen päässä.
Taulukko Saturnuksen kuista
| Numero | Nimi | Halkaisija (km) | Massa (kg) | Keskietäisyys (km) | Kiertoaika (d) | Sijainti | Löydetty |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S/2009 S 1 | 2009 | ||||||
| XVIII | Pan | 19 | 2,7×1015 | 133 583 | 0,575 | Encken jaossa | 1990 |
| XXXV | Daphnis | 6–8 | tuntematon | 136 505 | 0,59408 | Keelerin aukossa | 2005 |
| XV | Atlas | 30 (40 × 20) | tuntematon | 137 670 | 0,6019 | noin 800 km A-renkaan ulkoreunasta, paimenkuu | 1980 |
| XVI | Prometheus | 91 (145 × 85 × 62) | 2,70×1017 | 139 350 | 0,6130 | lähellä F-renkaan sisäreunaa, paimenkuu | 1980 |
| XVII | Pandora | 84 (114 × 84 × 62) | 2,20×1017 | 141 700 | 0,6285 | lähellä F-renkaan ulkoreunaa, paimenkuu | 1980 |
| XI | Epimetheus | 115 (144 × 108 × 98) | 5,60×1017 | 151 422 | 0,6942 | samalla kiertoradalla | 1966 |
| X | Janus | 178 (196 × 192 × 150) | 2,01×1018 | 151 472 | 0,6945 | 1966 | |
| LIII | Aegaeon | ~0,5 | 167 500 | 0,80812 | 2008 | ||
| I | Mimas | 397 | 3,80×1019 | 185 520 | 0,942422 | 1789 | |
| XXXII | Methone | 3 | tuntematon | 194 000 | 1,01 | 2004 | |
| XLIX | Anthe | ~2 | tuntematon | 197 700 | 1,03650 | 2007 | |
| XXXIII | Pallene | 4 | tuntematon | 211 000 | 1,14 | 2004 | |
| II | Enceladus | 499 | 7,30×1019 | 238 020 | 1,370218 | E-renkaan keskellä | 1789 |
| III | Tethys | 1060 | 6,22×1020 | 294 660 | 1,887802 | 1684 | |
| XIII | Telesto | 29 (34 × 28 × 36) | tuntematon | 294 660 | 1,887802 | edellä kiertävä Tethyksen troijalainen | 1980 |
| XIV | Calypso | 26 (34 × 22 × 22) | tuntematon | 294 660 | 1,887802 | jäljessä kiertävä Tethyksen troijalainen | 1980 |
| IV | Dione | 1118 | 1,05×1021 | 377 400 | 2,736915 | 1684 | |
| XII | Helene | 33 (36 × 32 × 30) | tuntematon | 377 400 | 2,736915 | edellä kiertävä Dionen troijalainen | 1980 |
| XXXIV | Polydeuces | 3,5 | tuntematon | 377 000 | 2,737 | jäljessä kiertävä Dionen troijalainen | 2004 |
| V | Rhea | 1528 | 2,49×1021 | 527 040 | 4,5175 | 1672 | |
| VI | Titan | 5151 | 1,35×1023 | 1 221 850 | 15,94542 | Aurinkokunnan toiseksi suurin kuu | 1655 |
| VII | Hyperion | 286 (410 × 260 × 220) | 1,77×1019 | 1 481 100 | 21,27661 | 1848 | |
| VIII | Japetus | 1460 | 1,88×1021 | 3 561 300 | 79,33018 | 1671 | |
| XXIV | Kiviuq | ~16 | tuntematon | 11 365 000 | 449,2 | inuitiryhmässä | 2000 |
| XXII | Ijiraq | ~12 | tuntematon | 11 442 000 | 451,5 | inuitiryhmässä | 2000 |
| IX | Phoebe | 220 | 4,00×1018 | 12 944 300 | −548,2 ** | viikinkiryhmässä | 1899 |
| XX | Paaliaq | ~22 | tuntematon | 15 199 000 | 686,9 | inuitiryhmässä | 2000 |
| XXVII | Skathi | ~8 | tuntematon | 15 647 000 | −728,9 ** | viikinkiryhmässä | 2000 |
| XXVI | Albiorix | ~32 | tuntematon | 16 404 000 | 783,5 | gallialaisryhmässä | 2000 |
| S/2007 S 2 | 2007 | ||||||
| XXXVII | Bebhionn | ~6 | tuntematon | 17 153 520 | 838,77 | gallialaisryhmässä | 2004 |
| XXVIII | Erriapo | ~10 | tuntematon | 17 236 900 | 871,9 | gallialaisryhmässä | 2000 |
| XLVII | Skoll | ~6 | tuntematon | 17 473 800 | −862,37 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XXIX | Siarnaq | ~40 | tuntematon | 17 776 600 | 884,88 | inuitiryhmässä | 2000 |
| LII | Tarqeq | ~7 | tuntematon | 17 910 600 | 884,88 | inuitiryhmässä | 2007 |
| S/2004 S 13 | 2004 | ||||||
| LI | Greip | ~6 | tuntematon | 18 065 700 | −906,56 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XLIV | Hyrrokkin | ~8 | tuntematon | 18 168 300 | −914,29 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| L | Jarnsaxa | ~6 | tuntematon | 18 556 900 | −943,78 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XXI | Tarvos | ~15 | tuntematon | 18 562 800 | 944,23 | gallialaisryhmässä | 2000 |
| XXV | Mundilfari | ~7 | tuntematon | 18 725 800 | −956,70 ** | viikinkiryhmässä | 2000 |
| S/2006 S 1 | 2006 | ||||||
| S/2004 S 17 | 2004 | ||||||
| XXXVIII | Bergelmir | ~6 | tuntematon | 19 104 000 | −985,83 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| XXXI | Narvi | ~7 | tuntematon | 19 395 200 | −1008,45 ** | viikinkiryhmässä | 2003 |
| XXIII | Suttungr | ~7 | tuntematon | 19 579 000 | −1022,82 ** | viikinkiryhmässä | 2000 |
| XLIII | Hati | ~6 | tuntematon | 19 709 300 | −1033,05 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| S/2004 S 12 | 2004 | ||||||
| XL | Farbauti | ~5 | tuntematon | 19 984 800 | −1054,78 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| XXX | Thrymr | ~7 | tuntematon | 20 278 100 | −1086,9 ** | viikinkiryhmässä | 2000 |
| XXXVI | Aegir | ~6 | tuntematon | 20 482 900 | −1094,46 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| S/2007 S 3 | 2007 | ||||||
| XXXIX | Bestla | ~7 | tuntematon | 20 570 000 | −1101,45 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| S/2004 S 7 | 2004 | ||||||
| S/2006 S 3 | 2006 | ||||||
| XLI | Fenrir | ~4 | tuntematon | 21 930 644 | −1212,53 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
| XLVIII | Surtur | ~6 | tuntematon | 22 288 916 | −1242,36 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XLV | Kari | ~7 | tuntematon | 22 321 200 | −1245,06 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XIX | Ymir | ~18 | tuntematon | 22 429 673 | −1254,15 ** | viikinkiryhmässä | 2000 |
| XLVI | Loge | ~6 | tuntematon | 22 984 322 | −1300,95 ** | viikinkiryhmässä | 2006 |
| XLII | Fornjot | ~6 | tuntematon | 24 504 879 | −1432,16 ** | viikinkiryhmässä | 2004 |
** Kuu kiertää retrogradisesti eli planeetan pyörimissuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan.
Katso myös
Lähteet
Aiheesta muualla
Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Saturnuksen kuut Wikimedia Commonsissa
| Paimenkuut | S/2009 S 1 | Pan | Daphnis | Atlas | Prometheus | Pandora |
|---|---|
| Samarataiset | |
| G-rengas | |
| Sisemmät suuret kuut | Mimas | Enceladus | Tethys | Telesto | Calypso | Dione | Helene | Polydeuces |
| Alkyonidit | |
| Ulommat suuret kuut | |
| Inuiittiryhmä | |
| Viikinkiryhmä | Phoebe | Skathi | S/2007 S 2 | Skoll | S/2004 S 13 | Greip | Hyrrokkin | Mundilfari | Jarnsaxa | S/2006 S 1 | S/2004 S 17 | Narvi | Bergelmir | Aegir | Suttungr | S/2004 S 12 | Bestla |
| Gallialaisryhmä | |
| Varmistamattomat | S/2004 S 6 | S/2004 S 4 | S/2004 S 3 |
 | |
|---|---|
| Aurinko · Merkurius · Venus · Maa · Mars · Ceres · Jupiter · Saturnus · Uranus · Neptunus · Pluto · Haumea · Makemake · Eris |