Zuhal

Ciri fizikal

Disebabkan kombinasi terhadap ketumpatannya yang rendah, putarannya yang pantas dan keadaan berbentuk cecair, Zuhal merupakan satu sfera yang agak lonjong; iaitu, ia mempunyai sedikit leper di bahagian kutub-kutub dan mengempar di bahagian khatulistiwa. Jejari khatulistiwa dan kutub berbeza sebanyak 10%—60 268 km melawan 54 364 km.Planet-planet gas yang lain juga berkeadaan sedemikian, tetapi agak kurang.

Bahagian dalaman

Bahagian dalam Zuhal menyerupai Musytari, dengan teras berbatu, diselitupi lapisan cecair hidrogen logam (metallic hydrogen), dan lapisan hidrogen molekul di atasnya. Terdapat juga sedikit kesan pelbagai ais. Zuhal mempunyai bahagian teras yang panas, mencecah 12000 K ditengah terasnya, dan ia membebaskan lebih banyak tenaga ke angkasa berbanding yang diterimanya daripada Matahari. Kebanyakan tenaga lebih dihasilkan melalui mekanisma Kelvin-Helmholtz (pemampatan graviti perlahan), tetapi ini sahaja tidak mencukupi bagi menjelaskan penghasilan haba Zuhal. Mekanisma tambahan yang diutarakan dengan mana Zuhal mampu menghasilkan sebahagian haba adalah "hujan" titisan helium jauh di dalam Zuhal, titisan helium membebaskan haba melalui geseran semasa ia jatuh melalui hidrogen yang lebih ringan.
Atmosphera Zuhal menunjukkan pola berbelang menyerupai Musytari, tetapi belang Zuhal adalah lebih pudar dan ia juga lebih lebar di bahagian ekuator. Awan Zuhal tidak dapat dilihat sehinggalah lintasan (flybys) Voyager. Semenjak itu, bagaimanapun, teleskop di bumi telah meningkat sehingga pencerapan biasa mampu dilakukan. Zuhal menunjukkan bentuk bujur yang lama dan ciri-ciri lain yang biasa di Musytari; pada tahun 1990 teleskop Angkasa Hubble mencerap awan putih gergasi berhampiran ekuator Zuhal yang tidak kelihatan semasa pertembungan dengan Voyager dan pada tahun 1994 ribut lain yang lebih kecil dikesan. Pakar kaji bintang menggunakan penimej infra menunjukkan bahawa Zuhal mempunyai pusaran kutub panas, dan satu-satunya planet dalam sistem suria yang diketahui bersifat sedemikian.

Ciri putaran

Oleh kerana Zuhal tidak berputar pada paksinya pada kadar sekata, dua tempoh putaran telah digunakan baginya, sama seperti kes Musytari: Sistem I mempunyai tempoh 10 jam 14 minit 00 saat (844.3°/d) dan merangkumi Zon Ekuatorial, yang menjulur dari hujung utara Ekuatorial Selatan sehingga hujung selatan Ekuatorial Utara. Semua latitude lain Zuhal telah diberikan tempoh putaran 10 jam 39 minit 24 saat (810.76°/d), yang merupakan Sistem II. Sistem III, diasaskan pada pancaran radio dari planet, mempunyai tempoh 10 jam 39 minit 22.4 saat (810.8°/d); kerana ia amat hampir kepada nilai Sistem II, ia telah digantikan secara menyeluruh.
Apabila menghampiri Zuhal pada tahun 2004, kapal angkasa Cassini mendapati bahawa putaran radio Zuhal telah meningkat sedikit, kepada anggaran 10 jam 45 minit 45 saat (± 36 s).  Punca sebenar perubahan tersebut tidak diketahui.

Sejarah

Gelang itu pertama sekali dilihat oleh Galileo Galilei pada tahun 1610 dengan teleskopnya, tetapi dia tidak dapat memastikannya. Dia kemudian menulis kepada Grand Duke of Tuscany bahawa "Zuhal tidak bersendirian tetapi terdiri daripada tiga, yang hampir bersentuhan dan tidak bergerak berbanding sesama sendiri. Mereka tersusun dalam garis setentang dengan zodiak, dan yang di tengah [Zuhal] adalah tiga kali saiz yang lurus [penjuru gelang]". Dia juga menggambarkan Zuhal sebagai mempunyai "telinga." Pada tahun 1612 sudut gelang menghadap tepat pada bumi dan gelang kelihatannya hilang, dan kemudian pada 1613 ia muncul kembali, mengelirukan lagi Galileo.
Persoalan gelang itu tidak dapat diselesaikan sehingga 1655 oleh Christian Huygens, yang menggunakan teleskop yang lebih berkuasa berbanding dengan yang ada pada Galileo pada masanya.
Pada tahun 1675 Giovanni Domenico Cassini menentukan bahawa gelang Zuhal sebenarnya terdiri daripada pelbagai gelang lebih kecil dengan ruang antara mereka; ruang terbesar dinamakan Pembahagi Cassini (Cassini Division).

Ciri fizikal gelang

Gelang tersebut boleh dilihat dengan menggunakan teleskop moden berkuasa serdahana atau dengan teropong berkuasa tinggi. Ia menjulur 6,630 km hingga 120,700 km atas khstulistiwa Zuhal, dan terdiri daripada batu silika, oksida besi, dan ketulan air batu bersaiz kumin sehingga kereta kecil. Terdapat dua teori mengenai asal cicin Zuhal. Teori pertama diusulkan oleh Édouard Roche pada abad ke 19, adalah gelang tersebut merupakan bekas bulan Zuhal yang orbitnya reput sehingga ia cukup dekat sehingga berkecai akibat kuasa pasang surut (lihat had Roche). Variasi teori ini adalah bulan tersebut berkecai akibat hentaman komet atau asteroid. Teori kedua adalah cicin tersebut bukanlan dari bulan Zuhal, tetapi bahan lebihan nebula asal yang membentuk Zuhal. Teori ini tidak diterima masa kini disebabkan gelang Zuhal dianggap tidak stabil merentasi jutaan tahun, dan dengan itu dianggap baru terbentuk.
Sementara ruang terluas di gelang, seperti Renggang Cassini (Cassini division) dan Renggang Encke, boleh dilihat dari Bumi, Voyager mendapati gelang tersebut mempunyai struktur seni yang terdiri dari "beribu" renggangan kecil dan gelang (ringlets). Struktur ini dipercayai terbentuk akibat tarikan graviti bulan-bulan Zuhal melalui pelbagai cara. Sesetengah ruang terhasil akibat laluan bulan kecil seperti Pan, dan banyak lagi ruang yang belum dijumpai, sementara sesetengah gelang kecil dikekalkan oleh medan graviti satelit penggembala kecil seperti Prometheus dan Pandora. Ruangan lain terbentuk akibat "getaran" antara tempoh orbit zarah direnggang dengan bulan yang lebih besar yang terletak lebih jauh; Mimas mengekalkan renggangan Cassini melalui cara ini. Malah lebih berstruktur dalam gelang sebenarnya terdiri dari gelombang berputar yang dihasilkan oleh ganguan graviti bulan secara berkala.

Jejari gelang

Sehingga 1980, struktur gelang dijelaskan sepenuhnya sebagai tindakan kuasa graviti. Kapal angkasa Voyager menjumpai ciri-ciri jejari gelap (dark radial) dalam gelang B, dikenali sebagai paksi, yang tidak dapat dijelaskan melalui cara ini, disebabkan ketegaran mereka dan pusingan mengelilingi gelang yang tidak selari dengan mekanik orbit. Ia dianggap bahawa mereka berkait dengan interaksi eletromagnet, kerana ia berputar hampir sejajar dengan magnetosfera Zuhal. Bagaimanapun, mekanisma sebenar paksi (spokes) tersebut masih belum diketahui.
Pada Februari 2005, kapal angkasa Cassini tidak dapat menjejak sebarang paksi dalam gelang, walaupun mempunyai perkakasan pengimej berkualiti lebih tinggi berbanding Voyagers'. Ia berkemungkinan bahawa paksi muncul dan ghaib secara bermusim.

Lintasan Pioneer 11

Zuhal dilawati pertama kali oleh Pioneer 11 pada tahun 1979. Ia melintasi sekitar 20,000 km dari atas awan planet. Imej resolusi rendah planet dan beberapa bulannya diambil. Bagaimanapun, resolusinya tidak cukup bagus untuk memastikan ciri-cirinya. Kapal angkasa itu juga mengkaji gelang; antara jumpaan lain adalah gelang-F nipis dan fakta bahawa ruang gelap antara gelang menjadi terang apabila dilihat kearah Matahari, ataupun dalam kata lain, ia mempunyai jisim dan bukannya vakum semata. Kapal angkasa Pioneer 11 juga mengukur suhu Titan.

Lintasan Voyager

Pada November, 1980, kuar Voyager 1 melawat sistem Zuhal. Ia menghantar balik imej planet, gelang, dan satelit revolusi tinggi yang pertama. Ciri-ciri permukaan pelbagai bulan dilihat buat pertama kali. Voyager 1 melaksanakan lintasan hampir dengan bulan Titan telah menambah pengetahuan kita mengenai atmosphere bulan. Bagaimanapun, ia juga membuktikan bahawa atmosphere Titan tidak dapat ditembusi gelombang cahaya penglihatan, oleh itu dengan itu permukaan Titan tidak dapat dilihat. Lintasan ini juga menukar haluan kapal angkasa keluar daripada dataran planet dalam sistem suria.
Hampir setahun kemudian, pada Ogos 1981, Voyager 2 menyambung kajian mengenai sistem Zuhal. Lebih banyak gambar dekat bulan Zuhal dihasilkan, termasuk juga bukti pertukaran pada atmosphere dan gelang. Malangnya, ketika lintasan lalu, kamera kuar terlekat dan sebahagian penggambaran yang dirancang gagal. Graviti Zuhal digunakan bagi mengarah haluan kapal angkasa kearah (Uranus).
Kuar itu menjumpai dan mengesahkan beberapa satelit baru mengelilingi berhampiran atau antara gelang planet. Ia juga menjumpai renggangan Mawxell dan Keeler yang kecil.

Pengorbit Cassini

Pada 1 Julai 2004, kapal angkasa Cassini-Huygens melaksanakan pergerakan Selitan Orbit Zuhal - SOI (Saturn Orbit Insertion) dan memasuki orbit mengelilingi Zuhal. Sebelum SOI Cassini telah mengkaji sistem tersebut dengan teliti. Pada Jun 2004, ia telah melaksanakan lintasan hampir dengan Phoebe menghantar balik imej dan data beresolusi tinggi. Pengorbit (orbiter) menyempurnakan dua lintasan Titan sebelum membebaskan kuar Huygens pada 25 Disember 2004. Huygens mendarat pada permukaan Titan pada 14 Januari 2005 dan menghantar banyak maklumat semasa melalui atmosphera dan selepas pendaratan. Sehingga 2005, Cassini sedang melaksanakan lintasan berterusan melalui Titan dan satelit beku. Misi utama berakhir pada 2008 apabila kapal angkasa telah menamatkan 74 orbit mengelilingi planet.
Untuk maklumat dan berita terkini, lihat Laman Cassini.

Pemandangan terbaik Zuhal

Sementara ia menjadi sasaran menyeronokkan untuk ditontoni pada kebanyakan masa ia boleh dilihat di langit, Zuhal dan gelangnya boleh dilihat dalam pemandangan terbaik apabila planet berkenaan pada atau berdekatan dengan pertentangan (satu konfigurasi planet semasa ia berada pada pemanjangan (elongation) sebanyak 180° dan oleh itu ia nampak bertentangan dengan matahari di langit.) Dalam keadaan bertentangan pada Januari 13 2005, Zuhal nampak di dalam keadaan paling terang sehinggalah pada tahun 2031, kebanyakan disebabkan orientasi gelang yang banyak membantu relatif kepada bumi.
Saturn nampak pada mata kasar sebagai satu bintang kekuningan yang sangat terang, biasanya di antara magnitud +1 dan 0 dan mengambil masa sekurang-kurang mengambil masa 29 dan satu tahun setengah untuk melengkapkan litar satu ecliptik terhadap buruj zodiak. Alat bantu optik(satu pasangan binokular atau satu teleskop) pembesaran sekurang-kurangnya 20X adalah diperlukan untuk menyelesaikan gelang Zuhal bagi kebanyakan orang.