Obserwacje Saturna

Saturn należy do największych planet w Układzie Słonecznym (druga po Jowiszu), a jednocześnie jest planetą o najmniejszej gęstości (0,7 g/cm3). Jego masa przewyższa masę Ziemi około 95 razy, a średnica Saturna jest ponad 9 razy większa od ziemskiej. Jednak to nie rozmiary czynią tę planetę tak charakterystyczną, lecz pierścienie. Chociaż pierścienie odkryto wokół Jowisza, Urana i Neptuna, to układ pierścieni Saturna należy nadal do najbardziej osobliwych w naszym układzie planetarnym. Pierścienie wokół Saturna odkrył w 1610 roku Galileusz, jednak lunety, jakimi dysponował, nie dawały obrazów o odpowiedniej rozdzielczości, toteż Galileusz sądził, że obserwuje dwa księżyce przylegające do planety. Ich prawdziwą naturę opisał dopiero w 1655 roku Christiaan Huygens. W roku 1980 sonda Voyager 1 dostarczyła nam obrazy pierścieni Saturna, które okazały się systemem złożonym z kilkuset cienkich pierścieni.

Średnica kątowa Saturna na niebie zmienia się od 15 do 21 sekund łuku, a jasność od +0,9 do -0,6 magnitudo. Minimalne wymagania sprzętowe do obserwacji Saturna wraz z pierścieniami to teleskop o średnicy 8–9 cm, dający powiększenie 60–100 razy, jednak lepsze rezultaty uzyskamy, jeśli użyjemy teleskopu o średnicy 10–12 cm. Należy pamiętać jednak o tym, że wygląd pierścieni Saturna zmienia się z okresem około 30 lat (okres obiegu Saturna wokół Słońca). Tak więc raz pierścienie widzimy od spodu, innym razem z wierzchu, a jeszcze innym wzdłuż ich płaszczyzny, kiedy wydają się „zanikać” (np. 11 lutego 1996 roku).

Obserwując Saturna, już przez niewielki teleskop widać, że pierścienie nie są jednolite i składają się z trzech części (nazywane pierścieniami A, B, C). Pierścień zewnętrzny (A) oddzielony jest od środkowego (B) przerwą o szerokości niespełna 5000 km — nazywaną przerwą Cassiniego. W sprzyjających warunkach może być obserwowana już za pomocą 8 cm refraktora.

Rys. 1 Rysunek Saturna wykonany przez G.D. Cassiniego — odkrywcę tzw. przerwy Cassiniego

Oczywiście, pierścienie to nie jedyny cel naszych obserwacji Saturna. Interesująca jest także powierzchnia tej planety. Już za pomocą 10 cm teleskopu dającego powiększenie 100–120 razy możemy zaobserwować, równolegle do równika, pasy w atmosferze Saturna, a jeśli użyjemy teleskopu o średnicy 20–30 cm, będziemy mogli zobaczyć jasne obszary (plamy) i ciemne pasma podobne do obserwowanych na Jowiszu.

Saturn posiada również liczną „rodzinę” składającą się z 17 księżyców. Najjaśniejsze z nich zobaczymy, dysponując teleskopem o średnicy 10 cm; są to Tytan (8,3 mag.), Rhea (9,7 mag.), Tethys (10,3 mag.), Dione (10,5 mag.) oraz Enceladus (11,7 mag.).

Obserwacje fotograficzne Saturna wymagają użycia teleskopu o średnicy co najmniej 20 cm. Na ogół, ze względu na małe rozmiary kątowe planety, nie wykonuje się zdjęć w ognisku głównym teleskopu, nawet jeśli ogniskowa wynosi 300–400 cm. Zalecaną metodą fotografowania Saturna jest projekcja okularowa, która powinna zapewnić efektywną ogniskową co najmniej 1000 cm. Oczywiście, tak długie ogniskowe wymagają użycia kilkusekundowych czasów ekspozycji. Można czas ekspozycji skrócić, stosując filmy o wyższej czułości np. 800 lub 1600 ASA, ale posiadają one dużo większe ziarno, co ma istotne znaczenie, jeśli chcemy później silnie powiększyć obraz Saturna na negatywie (np. poprzez skanowanie).

Rys. 2 Zdjęcie Saturna wykonane przez Artura Wrembla za pomocą teleskopu Maksutowa 150/180 (ogniskowa wydłużona do 15 000) na filmie Equicolor 200 z czasem ekspozycji 2 s.

Fotografowanie Saturna wraz z najjaśniejszymi księżycami nie wymaga użycia tak długich ogniskowych jak w przypadku fotografowania samej planety. Zalecana długość ogniskowej teleskopu to około 400–600 cm, czułość filmu 400–800 ASA, a czas ekspozycji 15–30 sekund (w zależności od światłosiły teleskopu).

Interesujące rezultaty uzyskamy, wykorzystując zamiast aparatu fotograficznego kamerę video, którą mocujemy za okularem teleskopu. Minimalna średnica teleskopu powinna wynosić 10 cm, a zalecane powiększenia teleskopu to około 100× — jeśli użyjemy kamery video z własnym obiektywem (np. kamery video VHS) lub około 200× — jeśli nasza kamera video nie posiada obiektywu (np. przemysłowa kamera CCD).

Opisane powyżej obserwacje Saturna przy zastosowaniu aparatu fotograficznego jak i kamery video powinny odbywać się podczas bardzo dobrych warunków atmosferycznych.

Wiesław Skórzyński
Źródło: „Urania – PA” nr 5/2000