Velké Finále, díl 3. – snímky pořízené sondou Cassini

Je největší, nejtěžší a nejkomplexnější sondou, jakou kdy NASA vyslala do vesmíru. Za pár měsíců ji čeká velkolepý pohřeb, až bude navedena do nitra planety Saturn. Připomeňme si velkolepou misi, která demonstruje schopnosti naší

Během třinácti let, kdy kroužila kolem Saturnu, stihla Cassini prozkoumat jak jeho prstence, tak měsíce. Vyžadovalo by to napsat více než jen několik blogů, kdybych měla vypočítávat všechny její úspěchy. Proto jen malý výběr z obrovského množství fotografií a měření, které sonda pořídila u nejkrásnější  planety Sluneční soustavy.

Saturn

Saturn je plynná planeta, která je od Slunce desetkrát vzdálenější než naše Země.  Teplota v horní oblačné vrstvě atmosféry dosahuje -140 °C. Objem planety je 764krát větší než objem Země, má však ze všech planet nejmenší hustotu, která dosahuje pouze 0,6873 g/cm3. Saturn je jedinou planetou naší soustavy, která má menší hustotu než voda. Obíhá ho soustava několika prstenců a větší množství měsíců (více než 60). Jeden oběh okolo Slunce vykoná Saturn za 29,46 pozemského roku. Na noční obloze je snadno pozorovatelný pouhým okem jako nažloutlý objekt, jasností srovnatelný s nejjasnějšími hvězdami.

Saturnovy prstence mají celkový průměr 420 000 km, ale široké jsou maximálně jen několik set metrů. Jsou tvořeny ledovými úlomky, prachem, kamením a balvany, které nemají průměr větší než několik metrů. Mezi prstenci leží dráhy nejvnitřnějších měsíců. Měsíc Pan obíhá v mezeře nazývané Enckeho dělení ve vnější části prstence A. Jiný měsíc Atlas obíhá na okraji prstence A, zatímco Prometheus a Pandora obíhají každý z jedné strany prstence F.

Průzkum sondou Cassini

Nejspíš největší překvapení čekalo vědce na měsíci Enceladus. Měsíc se kolem Saturnu pohybuje ve vázané rotaci, jeho doba oběhu je stejná, jako doba, za kterou se otočí kolem vlastní osy. Podobně se chová náš Měsíc, který nám díky vázané rotaci přiklání stále stejnou stranu. Severní a zároveň přední strana (ve směru pohybu) Enceladu je zhruba stejně stará jako Sluneční soustava. Nacházejí se na ní četné krátery a povrch se zjevně nijak neobnovuje.

Jižní strana měsíce Enceladus je naopak velice aktivní. Sonda na něm pozorovala silné geologické změny. Z hlubokých příkopů v ledu uniká plyn a voda.

Pod ledovým příkrovem se nachází hluboký oceán, ve kterém by mohl existovat život, tak jak ho známe ze Země. Podmínky pro jeho existenci jsou totiž na Enceladu splněny: je tu jak voda, tak zdroj energie (například ve vodě rozpuštěný vodík a CO2 ze kterých se dá získávat energie pomocí tzv. metanogeneze) a stavební prvky života – uhlík, vodík, dusík, kyslík a jiné prvky.

Na snímku sondy Cassini jsou vidět hned tři měsíce. Největší je Titan s průměrem 5150 km, menší Mimas (396 km) a Rhea (1527 km). Titanův obrys se zdá být trochu rozmazaný. Je to způsobeno rozsáhlou a hustou atmosférou měsíce. Srpek Titanu je daleko delší než u jeho dvou měsíčních bratrů. Je to způsobeno lomem světla v husté atmosféře Titanu. Světlo se dostane dále, než u měsíců bez atmosféry.

Saturn se na tomto snímku nachází v levé části snímku, není ale moc zřetelný, protože jeho povrch leží ve stínu. Nejblíže k sondě Cassini je měsíc Rhea, zdá se tedy být největší. Vpravo leží Enceladus a vlevo, částečně zakrytý Saturnem, je vidět měsíc Dione.

Některé snímky mají téměř umělecký charakter. Tento obrázek pořídila sonda v momentě, kdy se nacházela téměř ve stejné rovině jako prstence Saturnu. Jsou zde zredukovány na tenkou čáru.

Obrázek zachycuje měsíc Atlas z nové a předtím nikdy nezachycené perspektivy. Atlas je malý měsíc, který krouží kolem Saturnu na vnější straně prstence A. Měří kolem 30 km.

Sonda zachytila 1471 km velký měsíc Japetus, který je nejspíš částečně pokrytý vrstvou prachu, nasbíranou z okolí. Jedna jeho polokoule je znatelně tmavší, než druhá.

Na Saturnových prstencích je často vidět vliv, který na ně mají jeho měsíce. Snímek ukazuje dva druhy těchto vlivů. Většinu fotografie vyplňuje světlý prstenec A. Dělají se na něm „vlny“, způsobené gravitační rezonancí blízkých měsíců. V tenkém prstenci F na pravém kraji snímku se tvoří „uzly“. Ty jsou způsobeny měsícem Prometheus, který obíhá ve vnitřní části prstence.

Saturn vykazuje podobně jako Země sklon osy rotace k rovině oběžné dráhy. Planeta proto vrhá v průběhu roku na své prstence různě dlouhý stín. Nejkratší stín se dal mimochodem zaregistrovat v květnu 2017, kdy sahal jen k vnitřnímu okraji prstence A.

Z dlouhodobého pozorování vyplývá, že 25 000 km široký šestiúhelník na severním pólu planety je stabilní a nejedná se o krátkodobý jev. Jeho strany a úhly jsou pravidelné. Šestiúhelník je vnořený 100 km do atmosféry a zachovává si svůj tvar minimálně do hloubky 75 km.

Daphnis je malý měsíc, který se pohybuje uvnitř prstence A. Je velký jen asi 8 km, přesto jeho gravitace ruší stabilní poměry v prstenci a vyvolává „vlny“, zachycené sondou Cassini na vrchním obrázku.

Měsíce Janus a Tethys, které byly společně zachyceny na tomto snímku sondy Cassini, znázorňují rozdíly mezi velkými a malými měsíci. Tethys je dostatečně velký na to, aby se díky jeho vlastní gravitaci vytvořila kulovitá forma měsíce. Menší Janus nemá dost materiálu a má proto nepravidelný tvar. Scénu doplňují vnější okraj prstence A a slabý, tenký prstenec F.

Měsíc Tethys se skládá z podobného materiálu, jako Saturnovy prstence. Tvoří ho vodní led, ale také čpavkový a metanový led.

Přesto, že se Enceladus (vzadu) a Dione (vpředu) skládají z téměř identického materiálu, je Enceladus daleko světlejší než Dione. Na vině je čerstvý materiál, který se uvolňuje z Enceladova jižního pólu. Povrch měsíce pokrývá takříkajíc čerstvě padlý sníh, je proto daleko světlejší než Dione.

Pandora je měsíc, který se pohybuje na vnějším okraji tenkého prstence F. Snímek byl pořízen při blízkém průletu sondy v prosinci 2016.

Proměny Saturnu

Sonda Cassini strávila u Saturnu dlouhých 13 let. Je to dostatečně dlouhá doba na to, aby zachytila změny osvětlení a prostorové orientace, které probíhají během Saturnova roku.

Příště: Velké Finále – sonda Cassini a její pohřeb