Opowieść o władcy pierścieni

Metan na Tytanie
Saturn, z jego pierścieniami i licznymi księżycami, ciągle fascynuje naukowców. Dzięki sondzie Cassini poznajemy coraz więcej jego tajemnic.

W doktrynie obowiązującej w epoce przedgalileuszowskiej ciała niebieskie miały idealny kształt kuli, a ich orbity – okręgu. Galileusz ujął im nieco doskonałości, odkrywając góry na Księżycu i plamy na Słońcu, ale prawdopodobnie nie wiedział jeszcze wtedy, że kilka lat wcześniej Kepler poczuł się zmuszony do zastąpienia orbitalnych okręgów elipsami. Wkrótce jednak i on przekonał się o całkowitym nieprzystawaniu dawnych wyobrażeń do rzeczywistości. Gdy w lipcu 1610 r. Galileusz skierował swoją lunetę na Saturna, zobaczył coś tak niezwykłego, że musiał upewnić się, iż to nie złudzenie. Potrzebował na to czasu, ale obawiał się utraty pierwszeństwa na rzecz kogoś, kto niezależnie zaobserwowałby to samo. Aby temu zapobiec, zgodnie z ówczesnym zwyczajem, rozpowszechnił wiadomość o odkryciu zaszyfrowawszy ją w anagramie. Zainteresowani nią otrzymali, z pozoru bezsensowny, ciąg 37 liter „s m a i s m r m i l m e p o e t a l e u m i b u n e n u g t t a u i r a s”, z których można było ułożyć komunikat „altissimum planetam tergeminum observavi” (najwyższą planetę zaobserwowałem jako potrójną). Nie udało się to jednak nikomu aż do chwili, w której jawnym tekstem ogłosił rzecz sam autor.

Planeta z uszami

Na pierwszy rzut oka w odkryciu Galileusza nie było sensacji. Obserwowany przez niego kilka miesięcy wcześniej Jowisz okazał się planetą nawet „popiątną” – miał czworo małych towarzyszy, którzy krążyli wokół niego jak planety wokół Słońca. Dwaj towarzysze Saturna zachowywali się jednak zupełnie inaczej: tkwili symetrycznie po obu stronach planety, w ogóle się względem niej nie przesuwając. Ale był to dopiero wstęp do rzeczy jeszcze dziwniejszych i jeszcze bardziej niezrozumiałych. W 1612 r. obaj tajemniczy towarzysze zniknęli. Przez jakiś czas Saturn był okrągły jak każda przyzwoita planeta, ale gdy Galileusz obejrzał go w 1616 r., zdumiał się ponownie. Po obu stronach planetarnej tarczy widać było teraz coś w rodzaju uszu.

40 lat później zagadkę metamorfoz Saturna rozwiązał Christiaan Huygens, holenderski matematyk, fizyk i astronom. Dysponując sprzętem znacznie lepszym od lunet Galileusza, stwierdził, że planetę tę otacza szeroki, lecz cienki pierścień, który niekiedy ustawia się bokiem do obserwatora na Ziemi i staje się praktycznie niewidoczny. Odkrył też o wiele mniejszy od Saturna obiekt, krążący wokół niego w znacznej odległości od zewnętrznego brzegu pierścienia. Glob ten, znany dziś jako Tytan, jest jednym z najbardziej fascynujących obiektów Układu Słonecznego.

W latach 1671–84 Giovanni Cassini, pierwszy dyrektor Obserwatorium Paryskiego, odkrył cztery wyraźnie mniejsze od Tytana księżyce Saturna (Japeta, Reę, Tetydę i Dione), a także nazwaną później jego imieniem przerwę oddzielającą wewnętrzny pierścień od zewnętrznego. Kolejne odkrycia przypadły w udziale Williamowi Herschelowi, nadwornemu astronomowi angielskiego króla Jerzego III i znakomitemu konstruktorowi nie lunet już, ale prawdziwych teleskopów. W 1789 r., posługując się olbrzymim jak na owe czasy teleskopem o średnicy 48 cali, dostrzegł on dwa jeszcze mniejsze księżyce Saturna – Mimasa oraz Enceladusa, który w epoce lotów kosmicznych miał okazać się jedną z największych niespodzianek planetologii.

Dziś znamy już ponad 60 księżyców upierścienionej planety. Największym członkiem tej licznej rodziny pozostaje Tytan. W Układzie Słonecznym jest on drugim co do wielkości księżycem po jowiszowym Ganimedzie i jedynym księżycem otoczonym gęstą atmosferą. Te unikatowe cechy od dawna intrygowały nie tylko astronomów – to właśnie na Tytanie ginie bohater książek Stanisława Lema, pilot Pirx.

Kuiper znajduje atmosferę

Pierwsze wzmianki o prawdopodobnym istnieniu atmosfery Tytana pochodzą z początków XX w., ale za jej odkrywcę uważany jest amerykański astronom Gerard Kuiper, który w 1944 r. zidentyfikował jej pierwszy składnik – metan. W 1979 r. obok Saturna przeleciała sonda Pionier 11, fotografując m.in. Tytana. Niestety, na zdjęciu widać było tylko niewielką kulę spowitą gęstymi gazami o pomarańczowym zabarwieniu. Niewiele lepiej powiodło się rok później sondzie Voyager 1, mimo iż tor jej lotu zaprojektowano tak, by przeleciała zaledwie 4 tys. km od powierzchni Tytana. Udało się jednak wtedy stwierdzić, że głównym składnikiem nieprzezroczystej atmosfery jest azot i że ciśnienie u jej podstawy przewyższa o połowę nasze atmosferyczne na poziomie morza. Brzmiało to swojsko, ale do spacerów po Tytanie zniechęcał całkowity brak tlenu połączony z temperaturą na poziomie –180 °C.

W pierwszej połowie lat 90. astronomowie spenetrowali pomarańczową mgłę za pomocą kosmicznego teleskopu Hubble’a i dużych teleskopów naziemnych pracujących w podczerwieni. Ich oczom ukazały się niewyraźne zarysy czegoś, co można było uznać za kontynenty. Ani z Ziemi, ani z orbity wokółziemskiej nie można było dostrzec nic więcej, ale NASA i Europejska Agencja Kosmiczna ESA budowały już przeznaczoną do badań Saturna i jego księżyców sondę Cassini. Jej prawie siedmioletnia podróż przez układ planetarny rozpoczęła się 15 października 1997 r. na przylądku Canaveral, a zakończyła 1 lipca 2004 r. ryzykownym przelotem przez pierścienie i wejściem na orbitę wokół planety.

Czytaj także

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną