Grundläggande astronomiska data

Saturnus kretsar kring solen på ett genomsnittligt avstånd av 1427.000.000 km (887 miljoner miles ). Dess närmaste avstånd till jorden är cirka 1,2 miljarder km (746 miljoner mil), och dess fasvinkel – den vinkel som den gör med solen och jorden – överstiger aldrig cirka 6 °. Saturnus sett från jordens närhet verkar således alltid nästan helt upplyst. Endast djupa rymdprober kan ge sidor och bakgrundsbelysta vyer.

Liksom Jupiter och de flesta andra planeter har Saturnus en regelbunden omloppsbana – det vill säga dess rörelse runt solen är progressiv (i samma riktning som Solen roterar) och har en liten excentricitet (icke-cirkuläritet) och lutning till ekliptiken, planet för jordens bana. Till skillnad från Jupiter lutas dock Saturnus rotationsaxel väsentligen – med 26,7 ° – till dess omloppsplan. Lutningen ger Saturn säsonger, som på jorden, men varje säsong varar mer än sju år. Ett annat resultat är att Saturnus ringar, som ligger i ekvatornas plan, presenteras för observatörer på jorden vid öppningsvinklar från 0 ° (kant på) till nästan 30 °. Utsikten över Saturnus ringar cyklar över en 30-årsperiod. Jordbaserade observatörer kan se ringenas solbelysta norra sida i cirka 15 år och sedan, i en analog vy, den solbelysta södra sidan under de närmaste 15 åren. Under de korta intervallen när jorden korsar ringplanet är ringarna utom osynliga.

Saturnus rotationsperiod var mycket svår att bestämma. Molnrörelser i sin massiva övre atmosfär spårar olika perioder, som är så korta som cirka 10 timmar och 10 minuter nära ekvatorn och ökar med viss svängning till cirka 30 minuter längre vid breddgrader högre än 40 °. Forskare försökte bestämma rotationsperioden för Saturnus djupa inre utifrån dess magnetfält, som antas vara rotad i planetens yttre kärna av metall-väte. Direkt mätning av fältets rotation var dock svår eftersom fältet är mycket symmetriskt kring rotationsaxeln. Vid tidpunkten för Voyager-mötena visade radioutbrott från Saturnus, uppenbarligen relaterade till små oegentligheter i magnetfältet, en period av 10 timmar 39,4 minuter; detta värde ansågs vara magnetfältets rotationsperiod. Mätningar gjorda 25 år senare av rymdskeppet Cassini indikerade att fältet roterade med en period 6-7 minuter längre. Man trodde att solvinden är ansvarig för en del av skillnaden mellan dessa två mätningar av rotationsperioden. Inte förrän Cassini flög in i Saturns ringar på sina sista banor mättes rotationsperioden exakt. Genom att relatera vågor som observerats i ringarna till små variationer i Saturnus gravitationsfält bestämdes planetens rotationsperiod till 10 timmar, 33 minuter och 38 sekunder. Tidsskillnaderna mellan rotationsperioderna för Saturnus moln och dess inre har använts för att uppskatta vindhastigheter (se nedan atmosfären).

Eftersom de fyra jätteplaneterna inte har någon fast yta i sina yttre skikt, av konvention beräknas värdena för dessa planets radie och gravitation till den nivå vid vilken en bar atmosfärstryck utövas. Enligt denna åtgärd är Saturnus ekvatorial diameter 120 536 km (74 898 miles). Som jämförelse är dess polära diameter endast 108728 km (67560 miles), eller 10 procent mindre, vilket gör Saturnus till den mest oblata (planade vid polerna) av alla planeter i solsystemet. Dess oblata form är uppenbar även i ett litet teleskop. Även om Saturnus roterar något långsammare än Jupiter, är den mer oblat eftersom dess rotationsacceleration avbryter en större del av planetens gravitation vid ekvatorn. Jordens ekvatorialtyngd, 896 cm (29,4 fot) per sekund per sekund, är bara 74 procent av dess polära gravitation. Saturnus är 95 gånger så massiv som jorden men upptar en volym 766 gånger större. Dess genomsnittliga densitet på 0,69 gram per kubik cm är alltså bara cirka 12 procent av jordens. Saturnus ekvatoriella rymdhastighet – den hastighet som behövs för ett objekt, som inkluderar enskilda atomer och molekyler, för att undkomma planetens gravitationsattraktion vid ekvatorn utan att behöva accelereras ytterligare – är nästan 36 km / s barnivå, jämfört med 11,2 km per sekund (25 000 miles per timme) för jorden. Detta höga värde indikerar att det inte har skett någon signifikant förlust av atmosfär från Saturnus sedan bildandet. För ytterligare omlopps- och fysiska data, se tabellen.