Saturnus

Saturnus adalah planet keenam dari Matahari dan merupakan planet terbesar kedua di Tata Surya setelah Jupiter. Saturnus juga merupakan sebuah raksasa gas yang memiliki perak rata-rata sekitar 9 kali radius rata-rata Bumi. Massa jenis rata-rata Saturnus hanya 1/8 massa jenis rata-rata Bumi, tetapi dengan volume yang lebih besar dari Bumi, massa Saturnus tercatat 95 kali massa Bumi. Saturnus dinamai menurut dewa kesejahteraan dan agribudaya dalam mitologi Yunani; simbol astronominya (♄) melambangkan sabit yang digunakan oleh dewa tersebut.

Interior Saturnus kemungkinan besar terdiri dari inti yang mengandung besi, nikel, dan batuan (senyawa silikon dan oksigen). Inti Saturnus dikelilingi oleh lapisan dalam yang terdiri dari hidrogen metalik, lapisan menengah yang terdiri dari hidrogen cair dan helium cair, dan lapisan luar yang mengandung gas. Saturnus memiliki rona kuning pucat karena kristal-kristal amonia yang memenuhi atmosfer bagian atasnya. Arus listrik yang terdapat di dalam lapisan hidrogen metaliknya diperkirakan merupakan penghasil medan magnet Saturnus, yang diketahui lebih lemah dari medan magnet Bumi, tetapi memiliki momen magnetik 580 kali lebih besar dari milik Bumi karena ukuran Saturnus yang lebih besar. Kekuatan medan magnet Saturnus hanya sekitar 1/20 dari kekuatan medan magnet Jupiter. Meskipun penampilan atmosfer bagian luarnya tampak biasa, terdapat ketampakan berumur panjang yang memenuhi lapisan atmosfer ini. Kecepatan angin di Saturnus dapat mencapai 1.800 km/h (1.100 mph; 500 m/s), lebih tinggi dari kecepatan angin di Jupiter, tetapi tidak setinggi kecepatan angin di Neptunus.

Ciri-ciri fisik

Saturnus disebut raksasa gas karena hidrogen dan helium merupakan penyusun utama planet ini. Meskipun tidak memiliki permukaan yang padat, Saturnus diperkirakan memiliki inti yang padat. Bentuk Saturnus menyerupai sferoid pepat, bola yang bentuknya tertekan pipih di sepanjang sumbu dari kutub ke kutub sehingga terdapat tonjolan di sekitar khatulistiwa. Bentuk seperti ini muncul akibat rotasi Saturnus, yang menyebabkan radius khatulistiwa 60.268 km hampir 10% lebih besar dari radius 54.364 km dari kutub ke kutub. Planet raksasa lainnya, Jupiter, Uranus, dan Neptunus juga memiliki bentuk semacam ini, tetapi tidak terlalu pepat seperti Saturnus. Perpaduan antara laju rotasi dengan tonjolan di sekitar bidang khatulistiwa Saturnus menyebabkan gravitasi permukaan 8,96 m/s2 di khatulistiwa 74% lebih tinggi dari gravitasi permukaan di kutub dan lebih rendah dari gravitasi permukaan Bumi. Akan tetapi, kecepatan lepas Saturnus hampir mencapai 36 km/s, jauh lebih tinggi daripada kecepatan lepas Bumi.

Saturnus adalah satu-satunya planet di Tata Surya yang massa jenisnya lebih rendah dari massa jenis air (sekitar 30% lebih rendah). Walaupun memiliki inti planet yang jauh lebih padat dari air, planet ini hanya memiliki massa jenis relatif 0,69 g/cm3 karena atmosfernya yang mengandung gas. Massa Jupiter 318 kali massa Bumi, sedangkan massa Saturnus 95 kali massa Bumi.Kedua planet ini mencakup 92% total massa seluruh planet di Tata Surya.



Struktur dalam

Meskipun sebagian besar materi penyusunnya berupa hidrogen dan helium, massa Saturnus tidak berada dalam fase gas karena hidrogen akan menjadi larutan non-ideal ketika massa jenisnya berada di atas 0,01 g/cm3; hal seperti ini dapat tercapai pada radius yang terdiri atas 99,9% massa Saturnus. Karena temperatur, tekanan, dan kepadatan Saturnus akan terus menerus meningkat sampai kepada intinya, hidrogen akan berubah menjadi logam pada lapisan-lapisan yang lebih dalam.

Saturnus memiliki struktur dalam yang serupa dengan Jupiter, yang tersusun atas inti berbatu kecil yang dikelilingi oleh hidrogen dan helium serta kandungan volatil dalam jumlah kecil.[29] Inti Saturnus memiliki komposisi yang serupa dengan komposisi inti Bumi, tetapi komposisi inti Saturnus memiliki massa jenis yang lebih besar. Pengujian potensial gravitasi Saturnus dengan menggunakan model fisik interiornya telah memungkinkan terciptanya pembatasan massa inti Saturnus. Pada tahun 2004, para ilmuwan memperkirakan bahwa massa inti Saturnus kira-kira 9-22 kali massa Bumi, sesuai dengan diameternya yang memiliki besar sekitar 25.000 km. Inti planet ini dikelilingi lapisan hidrogen metalik cair yang tebal, diikuti oleh lapisan cair molekul hidrogen jenuh helium yang secara bertahap berubah menjadi gas seiring dengan meningkatnya ketinggian. Lapisan terluarnya mempunyai ketebalan 1.000 km dan terdiri dari gas.



Sejarah pengamatan dan penjelajahan

Pengamatan dan penjelajahan Saturnus terbagi ke dalam tiga tahap. Tahap pertama adalah pengamatan zaman kuno (misalnya dengan mata telanjang) sebelum penemuan teleskop modern. Tahap kedua dimulai pada abad ke-17 dengan pengamatan melalui teleskop dari Bumi, yang semakin berkembang seiring berjalannya waktu. Tahap ketiga adalah kunjungan wahana antariksa, baik yang mengorbit Saturnus atau yang hanya terbang melintasi Saturnus saja. Pada abad ke-21, pengamatan menggunakan teleskop terus dilakukan dari Bumi (termasuk observatorium yang mengorbit Bumi seperti Teleskop Luar Angkasa Hubble) dan juga dari pengorbit Saturnus Cassini sebelum pensiun pada tahun 2017.


Pengamatan zaman kuno

Saturnus telah dikenal sejak masa prasejarah, dan merupakan karakter utama dalam berbagai mitologi. Astronom Babilonia mengamati dan mencatat pergerakan Saturnus secara teratur sejak dahulu kala. Dalam bahasa Yunani kuno, planet ini dikenal sebagai Φαίνων Phainon, dan pada masa Kekaisaran Romawi planet ini dikenal pula sebagai "bintang Saturnus". Dalam mitologi Romawi kuno, planet Phainon dianggap suci oleh dewa agribudaya bernama Saturnus, yang namanya digunakan sebagai nama modern planet ini.[Bangsa Romawi menganggap bahwa dewa Saturnus setara dengan dewa Yunani bernama Kronos; dalam bahasa Yunani modern, nama planet ini tetap Kronos.

Seorang ilmuwan Yunani bernama Ptolemy, mendasari perhitungannya mengenai orbit Saturnus pada pengamatan yang ia lakukan ketika Saturnus mencapai oposisi. Dalam astrologi Hindu, terdapat sembilan objek astrologi yang dikenal sebagai Nawagraha. Saturnus dikenal sebagai "Sani" dan menilai setiap orang berdasarkan amal baik dan amal buruk yang mereka lakukan semasa hidup.Dalam kebudayaan Jepang dan Tionghoa kuno, Saturnus disebut "bintang bumi" (土星). Hal ini didasarkan pada filosofi Lima Unsur yang secara tradisional digunakan untuk menggolongkan unsur-unsur alami.

Pengamatan oleh ilmuwan Eropa (abad ke-17 hingga ke-19)

Sistem cincin Saturnus hanya dapat diamati paling tidak melalui teleskop dengan diameter 15 mm. Oleh karena itu, keberadaan sistem cincin ini tidak diketahui sampai Christiaan Huygens melihat sistem cincin ini pada tahun 1659. Di sisi lain, ketika Galileo melakukan pengamatan melalui teleskopnya pada tahun 1610, ia mengira bahwa sistem cincin ini adalah dua satelit yang terperangkap pada sisi Saturnus.Gagasan ini kemudian dibantah ketika Huygens menggunakan perbesaran lensa teleskop yang lebih tinggi untuk mengamatinya dan pada saat itu sistem cincin Saturnus benar-benar terlihat untuk pertama kalinya. Huygens juga menemukan satelit alami Titan; Giovanni Domenico Cassini kemudian menemukan empat satelit alami lainnya: Iapetus, Rhea, Tethys dan Dione. Pada tahun 1675, Cassini menemukan celah yang saat ini dikenal dengan nama Divisi Cassini.

Tidak ada penemuan penting lainnya sampai tahun 1789 ketika William Herschel berhasil menemukan dua satelit lainnya, Mimas dan Enceladus. Satelit berbentuk tidak beraturan, Hyperion yang memiliki resonansi dengan Titan, ditemukan oleh tim Inggris pada tahun 1848.



Pengamatan

Saturnus adalah planet terjauh dari lima planet yang dapat dengan mudah dilihat menggunakan mata telanjang dari Bumi, empat planet lainnya adalah Merkurius, Venus, Mars, dan Jupiter.Saturnus tampak seperti titik cahaya terang berwarna kekuningan ketika diamati dengan mata telanjang. Saturnus memiliki magnitudo tampak rata-rata 0,46 dengan standar deviasi 0,34. Magnitudo yang bervariasi ini biasanya disebabkan oleh inklinasi sistem cincin relatif terhadap Bumi dan Matahari. Saturnus akan mencapai magnitudo maksimum −0,55 ketika bidang sistem cincinnya mencapai inklinasi tertingginya, dan magnitudo minimum 1,17 ketika bidang sistem cincinnya mencapai inklinasi terendahnya. Diperlukan waktu setidaknya 29,5 tahun bagi Saturnus untuk menyelesaikan seluruh rangkaian ekliptika dengan latar belakang rasi bintang zodiak. Kebanyakan orang akan memerlukan bantuan optik (seperti teropong yang sangat besar atau teleskop kecil) yang dapat memperbesar objek setidaknya 30 kali dari ukuran aslinya untuk mendapatkan citra sistem cincin Saturnus dengan resolusi yang jelas. Ketika Bumi melintasi bidang cincin Saturnus, yang terjadi dua kali setiap satu tahun Saturnus (kira-kira setiap 15 tahun Bumi), cincin tersebut akan menghilang sekejap dari pandangan karena cincin tersebut sangat tipis. Fenomena seperti ini akan kembali terjadi pada tahun 2025, tetapi Saturnus terlalu dekat dengan Matahari untuk diamati.

Saturnus beserta sistem cincinnya paling baik diamati ketika planet ini berada pada atau dekat dengan oposisi, kondisi ketika sebuah planet mencapai sudut elongasi 180°, sehingga planet akan terlihat pada sisi yang berlawanan dengan Matahari di langit. Oposisi Saturnus akan terjadi setiap tahun (kira-kira setiap 378 hari) dan pada waktu ini Saturnus akan terlihat sangat terang. Karena Bumi dan Saturnus mengorbit Matahari pada orbit yang eksentrik (berbentuk elips), jarak kedua planet ini dari Matahari bervariasi seiring waktu, begitu pula jarak kedua planet ini satu sama lain, sehingga kecerahan Saturnus juga bervariasi pada setiap oposisi. Saturnus juga terlihat lebih terang ketika sistem cincinnya miring sehingga sistem cincinnya akan lebih terlihat. Misalnya, selama oposisi pada tanggal 17 Desember 2002, Saturnus terlihat sangat terang karena orientasi sistem cincinnya relatif terhadap Bumi,

.