Satelit-satelit Zuhal

Bertaburan mengelilingi planet Zuhal adalah 34 satelit-satelitnya. Antara mereka yang paling menarik ialah satelit Titan yang bergaris-pusat 5150 km. Terdapat juga 6 satelit-satelit yang bergaris-pusat sederhana iaitu antara 400 dan 1500 km. Satelit-satelit sederhana tersebut dikenali sebagai Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea dan Iapetus, disenaraikan sedemikian menurut kejauhan meninggi dari pusat Zuhal. Planet ini juga mempunyai beberapa satelit-satelit yang lebih kecil, yang dijangka ujud hasil hentaman atau perlanggaran antara objek-objek sistem suria. Berkemunkinan juga sebahagiannya adalah objek asteroid yang terperangkap akibat tarikan graviti Zuhal.

Sekumpulan satelit-satelit utama Zuhal hasil cerapan kapal angkasa-kapal angkasa Voyager. Kredit : NASA/JPL/Caltech

Satelit-satelit Mimas dan Tethys didapati penuh dengan kawah. Terutamanya, satu kawah terbesar dipermukaan Mimas. Kawah ini bergaris-pusat satu pertiga garis-pusat satelit tersebut. Sebaliknya pula, Enceladus diliputi dengan lapisan ais yang tulin. Permukaan tanpa kawah ini menunjukkan satu aktiviti geologi yang terjadi tidak berapa lama dulu, mungkin kurang dari 100 juta tahun yang lepas. Aktiviti ini mungkin disebabkan oleh interaksi graviti antara Enceladus, Dione dan Zuhal. Ini serupa dengan satu proses yang berlaku diantara Io dan Musytari.

Satu imej Mimas yang diambil oleh kapal angkasa Cassini dalam bulan Ogos 2005. Mimas mempunyai garis-pusat 389 km dan menyerupai bentuk "Death star" dari filem "Star Wars" disebabkan keujudan kawah bergaris-pusat 130 km yang dipanggil Herschel. Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Kesemua satelit-satelit Dione, Rhea dan Iapetus mempunyai hemisfera yang berbeza. Satelit-satelit Dione dan Rhea diliputi penuh dengan kawah-kawah yang bertaburan di permukaan satu hemisfera dan permukaan yang licin bertaburan bentukan jaluran asing pula pada satu hemisfera yang lain. Perbezaan hemisfera ini lebih ketara pada permukaan Iapetus dimana satu hemisferanya kelihatan gelap sementara satu lagi cerah. Pakar-pakar planet percaya hemisfera yang gelap ini adalah akibat kedudukannya yang begitu hampir dengan dengan satelit Pheobe. Pheobe adalah satu asteroid tua yang terperangkap dalam orbit Zuhal. Ia terdiri daripada bahan-bahan gelap yang sedikit demi sedikit bebas dan mendarat kepermukaan Iapetus dan menghasilkan satu hemisfera yang gelap.

Gambar permukaan Iapetus ini adalah hasil gabungan imej-imej yang diambil oleh kapal angkasa Cassini dalam bulan Disember 2004. Kelihatan di sini 2 jenis permukaan yang amat berbesa. Juga kelihatan banjaran misteri dibahagian khatulistiwa nya. Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Read More »»

Titan

Satelit Zuhal yang terbesar sekali ialah Titan. Ia telah dikenali buat pertama kalinya oleh pakar astronomi Belanda Christiaan Huygens dalam tahun 1655. Dengan garis-pusat yang mencapai 5150 km, Titan merupakan satelit yang kedua besarnya di dalam sistem suria kita, kurang sedikit besarnya dari satelit Ganymede, tahap yang melebihi saiz Utarid dan Pluto. Putarannya mengelilingi Zuhal dan pusingan diatas paksinya membentuk satu period yang serentak iaitu iaitu masa 15 hari dan 23 jam Bumi. Oleh yang demikian, permukaan yang sama sentiasa menghadap Zuhal, seperti Bulan kita.

Satu imej Titan diambil dari kapal angkasa Cassini dalam bulan Julai 2004. Satelit ini menunjukkan satu aspek warna jingga yang terkenal. Tetapi filter ultra-unggu telah digunakan untuk mendedahkan lapisan stratosfera (kelihatan unggu). Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Gambar-gambar pertama dalam perjalanan menghampiri Titan telah diambil oleh kapal angkasa Voyager 1 dalam tahun 1980. Ia telah menunjukkan atmosfera yang berwarna jingga dan lapisan dalaman yang legap dari pandangan. Kajian spektral mendedahkan bahawa udaranya adalah terdiri terutamanya daripada Nitrogen (seperti Bumi) dengan sedikit gas methane dan argon. Juga terdapat sedikit kesan ethane, karbon-monoksida. Permukaan Titan telah dijangka mencapai kesejukan -178 selsius dan kepadatan udara 1.5 Bar.

Satu imej Titan dalam warna buatan yang diambil dari kapal angkasa Cassini dalam bulan Oktober 2004. Cerapan ini telah dibuat dalam bahagian infra-merah, cara yang sesuai supaya atmosfera tersebut kelihatan lut sinar. Zon yang ditunjuk didalam kotak adalah tempat Huygens telah mendarat. Kredit : NASA/JPL/University of Arizona

Sekarang ini, cerapan keatas permukaan Titan telah dapat dibuat dalam gelombang panjang seperti infra-merah dimana atmosferanya akan kelihatan lut sinar. Dengan menggunakan cara inilah, teleskop angkasa lepas telah dapat mencerap imej-imej pertama dalam tahun 1994 dan menunjukkan satu zon cerah berluasan 4000 km yang dinamakan Xanadu. Dengan ketibaan Cassini dalam tahun 2004, zon ini dapat diselidiki dengan lebih teliti. Satu demi satu penerbangan lintas dapat membentuk satu imej permukaan Titan yang lebih tepat. Ia telah mengesahkan keujudan zon cerah tersebut, dan seterusnya mendedahkan struktur baru, terutamanya bentukan jaluran panjang.

Hasil gabungan imej permukaan Titan yang telah diambil dari kapal angkasa Huygens semasa turun. Kredit : ESA/NASA/JPL/University of Arizona

Satu kajian keatas permukaan Titan yang dapat dijalankan ialah tempatnya mendarat. Ini telah dapat dicapai pada 14 Januari 2005 yang lepas dimana kapal angkasa Huygens dari ESA, selepas satu perjalanan yang jauh, yang mengambil masa 7 tahun bersama Cassini. Pendaratan Huygens telah mengeluarkan satu gambar yang amat menakjubkan, hasil keujudan gas methane yang mempunyai fungsi yang penting, sepenting fungsi air di permukaan Bumi. Imej zon gelap, dijangka tasik yang telah kering dan zon cerah pula dijangka terdiri daripada bahagian tinggi dimana bermulanya haliran sungai-sungai. Perhubungan secara terus dengan permukaan Titan telah dapat mendedahkan bahawa ketumpatannya permukaannya menyerupai pasir lembut dan diliputi lapisan nipis permukaan yang agak keras.

Permukaan Titan diambil dari kapal angkasa Huygens pada 14 Jamuari 2005. Sebagai ukuran, objek di tengah dan sedikit kekiri berada dikedudukan 85 cm dan bergaris-pusat 15 cm. Permukaannya terdiri daripada satu campuran air dan hidrokarbon. Juga kelihatan kesan hakisan yang dapat boleh dijelaskan oleh keujudan unsur cair. Kredit : NASA/JPL/University of Arizona

Read More »»

Zuhal

Selepas Musytari, sampailah kita ke planet Zuhal yang berputar mengelilingi Matahari dari kejauhan 9.5 AU. Bergaris-pusat 121 000 km, ia merupakan planet kedua besarnya di Sistem Suria. Ia terkenal terutamanya disebabkan oleh sistem gegelangnya. Seperti Musytari, ia berputar di atas paksinya dengan cepat, iaitu dalam masa 10 jam. Ia terdiri terutamanya daripada hidrogen dan helium dengan ketumpatan 0.69 kali ganda ketumpatan air.

Planet ini telah diselidiki pada masa yang lepas dengan menggunakan 3 kapal-angkasa: Pioneer 11 dalam tahun 1979, Voyager 1 dalam tahun 1980 dan Voyager 2 dalam tahun 1981. Kapal angkasa tersebut telah mendedahkan kerumitan sistem gegelang tersebut dan telah berjaya mencerap dengan jelasnya permukaan Zuhal. Permukaan tersebut lebih pucat warnanya berbanding dengan permukaan Musytari. Walau macamanapun jalur kekuningan selari dengan khatulistiwa dan bintik-bintik putih dapat kelihatan dengan jelas.

Imej Zuhal yang telah diambil oleh kapal-angkasa Cassini dalam bulan November 2003 dari jarak kejauhan 111 million km. Kredit : NASA/ESA

Struktur dalaman Zuhal dijangka agak serupa dengan Musytari. Ciri-ciri permukaan planet ini yang kelihatan agak mendatar mencadangkan teras yang agak besar. Medan magnet menunjukkan bahawa lapisan hidrogen logam yang kurang tebal. Di altitud tinggi, atmosfera Zuhal adalah menyerupai Musytari dengan tiga lapisan yang sama (NH3, NH4SH, HO) dan struktur jalur kekuningannya juga selari dengan khatulistiwa. Kepucatan warnanya adalah disebabkan oleh kekurangan tarikan graviti Zuhal yang menyebabkan ketiga-tiga lapisan tersebut tersebar keatas keluasan beberapa ratus km, dan bukan keluasan beberapa puluh km saja seperti yang berlaku di atas permukaan planet Musytari. Ini menyebabkan lapisan dalamannya dilindungi oleh kabus berketebalan beberapa ratus km.

Seperti jirannya, Zuhal mengeluarkan tenaga yang lebih tinggi tanpa menerima sedikit pun, pada tahap lebih kurang 2.5 kali ganda lebih tinggi. Ini mungkin adalah disebabkan oleh tenaga yang dikumpulnya semasa fasa pembentukan planet ini. Hujan helium turun kepermukaannya seperti hujan air turun kepermukaan Bumi. Pergerakan ini menyebabkan pertukaran tenaga tarikan graviti kepada tenaga haba. Ia juga dapat menjelaskan kekurangan helium yang tertinggal di lapisan luar.

Gegelang

Gegelang Zuhal telah dicerap buat pertama kalinya oleh Galileo dalam tahun 1610. Pada masa itu gegelang tersebut kelihatan seperti 2 satelit Zuhal. Pada tahun 1655, Christian Huygens telah dapat mencerap objek ini sebagai satu gegelang. Gegelang tersebut cuma dapat dicerapi sebagai beberapa gegelang-gegelang unik beberapa tahun kemudian, terutamanya oleh Cassini dalam tahun 1675 yang telah dapat mencerap dengan teliti rongga diantara gegelang tersebut.

Gambar gegelang Zuhal yang telah diambil oleh kapal-angkasa Cassini 9 hari sebelum ia masuk ke orbit Zuhal, dari jarak kejauhan 6.4 million km. Gegelang ini adalah terdiri daripada air dalam bentuk pejal. Perbezaan warna mungkin disebabkan oleh pencemaran oleh beberapa unsur-unsur seperti batu. Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Bahagian luar gegelang tersebut mempunyai garis-pusat lebih kurang 600 000 km dengan ketebalan yang kurang dari 2 km. Gambar yang telah diambil oleh kapal-angkasa tersebut mendedahkan bahawa gegelang lebar yang dapat kelihatan dari Bumi ini adalah terdiri daripada beberapa gegelang-gegelang halus yang duduk sebelah-menyebelah. Setiap satu gegelang ini adalah terdiri daripada berjenis-jenis objek pejal yang berputar mengelilingi planet Zuhal dengan kelajuan yang semakin tinggi semakin dekat kedudukannya dengan planet Zuhal. Objek-objek ini terdiri terutamanya daripada ais pejal dan batu-batuan bersalji. Objek-objek ini bersaiz dari beberapa milimeter hingga beberapa puluh meter.

Pakar-pakar planet percaya bahawa gegelang tersebut adalah hasil pecahan satelit yang bergerak terlalu dekat dengan planet Zuhal. Bayangkan satu objek besar yang hanyut mendekati planet Zuhal. Setiap satu kedudukan di dalam objek tersebut mengalami tarikan graviti Zuhal yang berbeza disebabkan perbezaan kejauhan masing-masing kedudukan tersebut dari Zuhal. Tarikan ini amat tinggi di bahagian yang berhadapan dengan planet dan paling kurang di bahagian yang terjauh. Bila perbezaan tarikan graviti mencapai tahap yang terlalu tinggi, ia akan menarik dan memecahkan objek tersebut serupa dengan kenaikan paras air di permukaan Bumi semasa fasa bulan purnama. Pecahan tersebut berlaku bila tarikan gelombang (serupa dengan paras air) melebihi tarikan kepaduan objek tersebut. Ini berlaku bila objek tersebut mendekati planet Zuhal melintasi sempadan yang dipanggil the limit of Rock. Tarikan gelombang tersebut menyebabkan objek yang telah hancur ini tidak dapat bercantum semula.

Gambar dataran besar gegelang Zuhal yang telah diambil oleh kapal-angkasa Cassini semasa ia masuk kedalam orbit mengelilingi Zuhal dalam bulan Julai 2004. Kredit : NASA/JPL/Space Science Institute

Zuhal dikelilingi oleh beberapa satelit-satelit yang berinteraksi dengan gegelangnya. Bulan Mimas menyebabkan terciptanya rekahan terbesar diantara gegelang-gegelang tersebut, rekahan yang dipanggil Cassini's division. Bagi objek yang terdapat di dalam rekahan ini, satu pusingan orbitnya akan mengambil masa separuh pusingan Mimas. Ini menyebabkan ujudnya kesan resonance seperti yang terjadi keatas Musytari dan asteriods. Satelit-satelit yang lain, menerima kesan yang bertentangan. Walaupun bergerak dengan harmoni, mereka selalunya menghadkan pergerakan objek-objek kecil dalam orbit yang tertentu.

Kapal-angkasa Cassini-Huygens

Pengetahuan kita keatas planet Zuhal dan satelit-satelitnya akan membuat lompatan yang tinggi dengan misi Cassini-Huygens, hasil kerjasama antara NASA dan ESA. Kapal-angkasa ini telah dilancarkan dalam bulan Oktober 1997 dan telah sampai ke planet Zuhal dalam bulan Julai 2004. Sehingga ke hari ini, misi ini telah menunjukkan satu contoh pergerakan bola billiard antara planet yang menakjubkan dengan bantuan daya pecutan yang melibatkan 4 planet iaitu dua kali terbang-lintas Zuhrah, sekali terbang-lintas Bumi dan sekali terbang lintas Musytari dalam tahun 2000.

Misi ini terdiri daripada 2 bahagian, kapal orbiter yang akan berputar mengelilingi Zuhal selama 4 tahun dan jangka penduga yang telah diturunkan kedalam atmosfera Titan. Kapal orbiter yang dipanggil Cassini akan dapat menyelidiki atmosfera Zuhal, sistem gegelang dan medan magnetnya dalam jangka masa yang lama, terutama sekali semasa ribut taufan. Ia akan bergerak berdekatan dengan satelit-satelit Zuhal terutama sekali satelit Titan dimana pencerapan keatas atmosfera dan permukaannya akan diberi perhatian yang lebih. Jangka penduga misi ini yang dipanggil Huygens telah mendarat kepermukaan satelit Titan dalam bulan Januari 2005. Ia akan cuba menyelidiki komposisi atmosfera Titan semasa turun yang telah mengambil masa 2 jam setengah. Sesampai ke permukaan pula Huygens akan dapat membuat satu analisis keatas satu contoh permukaan. Dua peralatan ini dinamakan sedemikian sempena dua pakar astronomi kurun ke 17. Christiaan Huygens ialah pakar astronomi Belanda yang pertama sekali yang mendapati bahawa Zuhal adalah terdiri daripada planet dan sistem gegelangnya dan pakar astronomi Itali Jean-Dominique Cassini yang pertama sekali mencerap rekahan didalam gegelang tersebut.

Read More »»