Grundlegende astronomische Daten

Saturn umkreist die Sonne in einer mittleren Entfernung von 1.427.000.000 km (887 Millionen Meilen) ). Seine nächste Entfernung zur Erde beträgt ungefähr 1,2 Milliarden km (746 Millionen Meilen), und sein Phasenwinkel – der Winkel, den er mit Sonne und Erde bildet – überschreitet niemals ungefähr 6 °. Saturn aus der Nähe der Erde erscheint somit immer fast vollständig beleuchtet. Nur Weltraumsonden können seitliche und hintergrundbeleuchtete Ansichten liefern.

Wie Jupiter und die meisten anderen Planeten hat Saturn eine regelmäßige Umlaufbahn – das heißt, seine Bewegung um die Sonne verläuft progressiv (in die gleiche Richtung wie die Sonne dreht sich) und hat eine geringe Exzentrizität (Nichtkreisförmigkeit) und Neigung zur Ekliptik, der Ebene der Erdumlaufbahn. Im Gegensatz zu Jupiter ist die Saturn-Rotationsachse jedoch erheblich um 26,7 ° zur Umlaufbahnebene geneigt. Die Neigung gibt Saturn-Jahreszeiten wie auf der Erde, aber jede Jahreszeit dauert mehr als sieben Jahre. Ein weiteres Ergebnis ist, dass Saturnringe, die in der Ebene seines Äquators liegen, Beobachtern auf der Erde in Öffnungswinkeln von 0 ° (Kante an) bis fast 30 ° präsentiert werden. Die Ansicht der Saturnringe verläuft über einen Zeitraum von 30 Jahren. Erdbeobachter können die sonnenbeschienene Nordseite der Ringe etwa 15 Jahre lang und dann in analoger Ansicht die sonnenbeschienene Südseite für die nächsten 15 Jahre sehen. In den kurzen Intervallen, in denen die Erde die Ringebene überquert, sind die Ringe so gut wie unsichtbar.

Die Rotationsperiode des Saturn war sehr schwer zu bestimmen. Wolkenbewegungen in seiner massiven oberen Atmosphäre zeichnen eine Vielzahl von Perioden nach, die in der Nähe des Äquators nur etwa 10 Stunden und 10 Minuten dauern und in Breitengraden über 40 ° mit einer gewissen Schwingung auf etwa 30 Minuten länger ansteigen. Wissenschaftler versuchten, die Rotationsperiode des tiefen Inneren des Saturn aus der des Magnetfelds zu bestimmen, von dem angenommen wird, dass es im metallischen Wasserstoff-Außenkern des Planeten verwurzelt ist. Die direkte Messung der Feldrotation war jedoch schwierig, da das Feld um die Rotationsachse hochsymmetrisch ist. Zum Zeitpunkt der Begegnungen mit der Voyager zeigten Funkausbrüche des Saturn, die offenbar auf kleine Unregelmäßigkeiten im Magnetfeld zurückzuführen waren, einen Zeitraum von 10 Stunden und 39,4 Minuten. Dieser Wert wurde als Magnetfeldrotationsperiode angenommen. Messungen, die 25 Jahre später vom Cassini-Raumschiff durchgeführt wurden, zeigten, dass sich das Feld 6 bis 7 Minuten länger drehte. Es wurde angenommen, dass der Sonnenwind für einen Teil des Unterschieds zwischen diesen beiden Messungen der Rotationsperiode verantwortlich ist. Erst als Cassini auf seinen letzten Umlaufbahnen in die Ringe des Saturn flog, wurde die Rotationsperiode genau gemessen. Indem die in den Ringen beobachteten Wellen mit geringfügigen Schwankungen des Gravitationsfeldes des Saturn in Beziehung gesetzt wurden, wurde die Rotationsperiode des Planeten zu 10 Stunden 33 Minuten 38 Sekunden bestimmt. Die Zeitunterschiede zwischen den Rotationsperioden der Saturnwolken und ihres Inneren wurden verwendet, um die Windgeschwindigkeiten abzuschätzen (siehe unten Die Atmosphäre).

Weil die vier Riesenplaneten in ihren äußeren Schichten keine feste Oberfläche haben, durch Konvention werden die Werte für den Radius und die Schwerkraft dieser Planeten auf der Ebene berechnet, auf der ein bar atmosphärischer Druck ausgeübt wird. Durch diese Maßnahme beträgt der äquatoriale Durchmesser des Saturn 120.536 km. Im Vergleich dazu ist sein polarer Durchmesser nur 108.728 km (67.560 Meilen) oder 10 Prozent kleiner, was den Saturn zum abgeflachtesten (an den Polen abgeflachten) aller Planeten im Sonnensystem macht. Seine abgeflachte Form ist sogar in einem kleinen Teleskop erkennbar. Obwohl sich Saturn etwas langsamer dreht als Jupiter, ist er abgeflachter, weil seine Rotationsbeschleunigung einen größeren Teil der Schwerkraft des Planeten am Äquator aufhebt. Die äquatoriale Schwerkraft des Planeten beträgt 896 cm (29,4 Fuß) pro Sekunde und Sekunde nur 74 Prozent seiner polaren Schwerkraft. Saturn ist 95-mal so massereich wie die Erde, nimmt aber ein 766-mal größeres Volumen ein. Seine mittlere Dichte von 0,69 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt somit nur etwa 12 Prozent der Dichte der Erde. Die äquatoriale Fluchtgeschwindigkeit des Saturn – die Geschwindigkeit, die ein Objekt, das einzelne Atome und Moleküle enthält, benötigt, um der Anziehungskraft des Planeten am Äquator zu entkommen, ohne weiter beschleunigt werden zu müssen – beträgt fast 36 km / s (80.000 Meilen pro Stunde) -bar Niveau, verglichen mit 11,2 km pro Sekunde (25.000 Meilen pro Stunde) für die Erde. Dieser hohe Wert zeigt an, dass seit seiner Entstehung kein signifikanter Atmosphärenverlust durch Saturn aufgetreten ist. Weitere Orbital- und physikalische Daten finden Sie in der Tabelle.