In der römischen Mythologie ist Saturn der Gott des Ackerbaus. Der entsprechende griechische Gott, Chronos, war der Sohn von Uranus und Gaia und der Vater des Zeus (Jupiter). Saturn ist die Wurzel des englischen Wortes "Saturday".
Saturn ist seit prähistorischen Zeiten bekannt. Galilei hat ihn 1610 als erster durch ein Teleskop beobachtet; er notierte seine ungewöhnliche Erscheinung, die ihn aber verwirrte. Frühe Beobachtungen des Saturn waren kompliziert, weil die Erde die Ebene der Saturnringe alle paar Jahre während des Saturnumlaufs schneidet. Ein Bild mit niedriger Auflösung ändert sich daher immer wieder drastisch. Erst 1659 beschrieb Christiaan Huygens die korrekte Geometrie der Ringe. Die Saturnringe blieben einmalig im bekannten Sonnensystem, bis 1977 sehr schwache Ringe um Uranus entdeckt wurden (und kurz darauf auch um Jupiter und Neptun).
Saturn wurde zum ersten Mal 1979 von Pioneer 11 und später von Voyager 1 und Voyager 2 besucht. Cassini (ein gemeinsames NASA/ESA Projekt) hat ihn am 1. Juli 2004 erreicht und wird Saturn für mindestens vier Jahre umkreisen.
Saturn ist sichtbar abgeplattet (flachgedrückt), wenn man ihn durch ein kleines Teleskop betrachtet; sein äquatorialer und sein polarer Durchmesser unterscheiden sich um fast 10% (120.536 km zu 108.728 km). Das ist das Resultat seiner hohen Umdrehungsgeschwindigkeit und seines flüssigen Zustands. Auch die anderen Gasplaneten sind abgeplattet, aber nicht derartig stark.
Saturn ist der am wenigsten dichte Planet; sein spezifisches Gewicht (0,7) ist geringer als das von Wasser.
Wie Jupiter besteht Saturn aus ungefähr 75% Wasserstoff und 25% Helium mit Spuren von Wasser, Methan, Ammoniak und "Gestein", ähnlich der Zusammensetzung des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem das Sonnensystem entstand.
Das Innere von Saturn ähnelt dem des Jupiter, es besteht aus einem felsigen Kern, einer Schicht aus flüssigem metallischen Wasserstoff und einer Schicht aus molekularem Wasserstoff. Spuren verschiedener Eisarten sind ebenfalls vorhanden.
Das Innere von Saturn ist heiß (12.000 Grad K im Kern), und Saturn strahlt mehr Energie in den Weltraum als er von der Sonne empfängt. Der größte Teil dieser zusätzlichen Energie entsteht durch den Kelvin-Helmholtz-Mechanismus wie im Jupiter. Aber das dürfte nicht ausreichen, um Saturns Leuchtkraft zu erklären; einige zusätzliche Mechanismen müssen am Werk sein, vielleicht das "Ausregnen" von Helium tief im Inneren von Saturn.
Die Bänder, die auf Jupiter so deutlich hervortreten, sind auf Saturn viel schwächer ausgeprägt. Sie sind außerdem in der Nähe des Äquators viel breiter. Details in den obersten Wolkenschichten sind von der Erde aus unsichtbar, so dass es bis zur Annäherung durch Voyager unmöglich war, die Zirkulationen in Saturns Atmosphäre zu studieren. Auch Saturn zeigt langlebige Ovale sowie andere Merkmale, wie bei Jupiter. Im Jahr 1990 beobachtete HST in der Nähe von Saturns Äquator eine riesige weiße Wolke, die nicht da war während der Voyager Begegnung; 1994 wurde ein anderer kleinerer Sturm beobachtet.
Zwei markante Ringe (A und B) und ein schwacher Ring (C) sind von der Erde aus sichtbar. Die Lücke zwischen dem A- und dem B-Ring ist als Cassini-Spalte bekannt. Die viel schwächere Lücke am äußeren Rand des A-Rings nennt man die Encke-Spalte (aber das ist wohl eine Fehlbezeichnung, weil sie sehr wahrscheinlich von Encke nie gesehen wurde). Die Voyagerbilder zeigen vier weitere schwache Ringe. Die Saturnringe sind, im Gegensatz zu den Ringen der anderen Planeten, sehr hell (Albedo 0,2 - 0,6).
Obwohl sie von der Erde aus kontinuierlich erscheinen, bestehen die Ringe tatsächlich aus zahllosen kleinen Partikeln, jedes in einer eigenen Umlaufbahn. Ihre Größe reicht von etwa einem Zentimeter bis zu mehreren Metern. Ein paar Objekte in Kilometergröße sind wohl auch vorhanden.
Saturns Ringe sind außerordentlich dünn: obwohl sie einen Durchmesser von 250.000 km oder mehr haben, beträgt ihre Dicke weniger als einen Kilometer. Trotz ihrer eindrucksvollen Erscheinung weisen sie nur ausgesprochen wenig Material auf -- wären die Ringe auf einen einzelnen Körper konzentriert, hätte dieser einen Durchmesser von nicht mehr als 100 km.
Die Ringpartikel scheinen hauptsächlich aus Wassereis zu bestehen, es könnte sich aber auch um Felsbrocken handeln, die von einer Eisschicht ummantelt sind.
Voyager bestätigte die Existenz von rätselhaften radialen Unregelmäßigkeiten innerhalb der Ringe, so genannte "Speichen", von denen zuerst Amateurastronomen berichtet hatten. Ihre Natur bleibt mysteriös, aber sie könnte etwas mit Saturns Magnetfeld zu tun haben.
Saturns äußerster Ring, der F-Ring, ist eine komplexe Struktur aus mehreren kleineren Ringen, in denen "Knoten" sichtbar sind. Wissenschaftler spekulieren, dass diese Knoten Klumpen des Ringmaterials sein könnten, oder auch Minimonde. Die seltsam geflochtene Erscheinung auf Voyager-1-Bildern ist auf Bildern von Voyager 2 nicht zu sehen, vielleicht weil Voyager 2 Regionen abgebildet hat, wo diese zusammengesetzten Ringe annähernd parallel verlaufen. Sie sind besonders auffallend auf den Cassini Bildern, die auch einige bisher ungeklärte büschelartige Spiralstrukturen zeigen.
Es gibt komplexe Gezeiten-Resonanzen zwischen einigen der Saturnmonde und dem Ringsystem: einige der Monde, die sogenannten "Schäfermonde" (das sind Atlas, Prometheus und Pandora), sind ungemein wichtig, um die Ringe in ihrer Position zu halten; Mimas scheint verantwortlich zu sein für die Materialknappheit in der Cassini-Spalte, die den Kirkwood-Lücken im Asteroidenhauptgürtel ähnelt; Pan ist innerhalb der Encke-Spalte angesiedelt und S/2005 S1 befindet sich im Zentrum der Keeler-Lücke. Das ganze System ist sehr komplex und bisher kaum verstanden.
Der Ursprung der Saturnringe (und der anderen jupiterartigen Planeten) ist unbekannt. Obwohl sie Ringe vielleicht schon seit ihrer Entstehung besessen haben, sind die Ringsysteme nicht stabil und müssen durch andauernde Prozesse regeneriert werden, vermutlich durch die Aufspaltung größerer Satelliten. Die derzeitige Ringgruppe ist vielleicht nur wenige Hundert Millionen Jahre alt.
Wie die anderen jupiterartigen Planeten besitzt auch Saturn ein signifikantes Magnetfeld.
Wenn er am Nachthimmel erscheint, ist Saturn mit bloßem Auge leicht erkennbar. Obwohl er nicht so hell wie Jupiter ist, kann er einfach als Planet identifiziert werden, weil er nicht wie die Sterne "funkelt". Die Ringe und die größeren Satelliten sind mit einem kleinen astronomischen Teleskop erkennbar.
Verschiedene Webseiten zeigen die augenblickliche Position des Saturn (und die anderer Planeten) am Himmel. Genauere und modifizierbare Karten können mit einem Planetariumprogramm erstellt werden.
Aktualisiert am 16. April 2006
