Comstock Images/Stockbyte/Getty Images

Saturnus, de op een na grootste planeet in ons zonnestelsel, heeft wetenschappers al lang geïntrigeerd vanwege zijn immense omvang en de moeilijkheid om het binnenste van de planeet vanaf de aarde te onderzoeken. Terwijl vroege vluchtvluchten in de jaren zeventig en tachtig slechts een glimp opleverden, leverde de Cassini-Huygens-missie, die in 2004 arriveerde, de meest uitgebreide gegevens op over de structuur en samenstelling van de planeet.

Hoe Saturnus ontstond

De huidige modellen van planetaire vorming verklaren de samenstelling van Saturnus aan de hand van de verdeling van materialen in de protoplanetaire schijf die de jonge zon omringde. Dichte, vuurvaste elementen verzamelden zich nabij de ster en vormden rotsachtige, aardse planeten, terwijl lichtere, vluchtige verbindingen naar buiten dreven en samenvloeiden tot gasreuzen zoals Saturnus. In tegenstelling tot de binnenplaneten wordt aangenomen dat de kern van Saturnus een mix van zware elementen en een aanzienlijke hoeveelheid waterstofrijk materiaal bevat.

De atmosferische samenstelling van Saturnus

De atmosfeer van Saturnus bestaat voor ongeveer 75% uit waterstof en voor 25% uit helium, met sporen van water, methaan, ammoniak en andere koolwaterstoffen. De sterke zwaartekracht van de planeet zorgt voor een strak gelaagd omhulsel, en krachtige stormen dringen af ​​en toe diep genoeg door om lagen van het binnenste bloot te leggen. Het gebied buiten de bovenste atmosfeer blijft echter grotendeels ontoegankelijk voor directe observatie.

Wat dichtheid ons vertelt over het interieur

Door de banen van zijn manen te meten, berekenen astronomen de massa van Saturnus en leiden ze, samen met de gemeten diameter, een gemiddelde dichtheid af van 0,687 gcm⁻³ – lichter dan water. Deze lage dichtheid geeft aan dat elke vaste kern relatief klein is en waarschijnlijk bestaat uit zware elementen omgeven door een vloeistofomhulsel van metallisch waterstof.

De samenstelling van de kern

Gegevens van Cassini suggereren dat de kern van Saturnus voornamelijk bestaat uit een hogedrukmengsel van waterstof en helium, mogelijk in een metallische of superionische toestand. Hoewel er mogelijk overblijfselen van rotsachtig materiaal uit de geboorte van de planeet bestaan, wordt aangenomen dat het grootste deel van de kern bestaat uit een dichte, halfvaste laag van metallisch waterstof, waarin zeer weinig vast gesteente aanwezig is. Toekomstige missies die het binnenste van de planeet directer kunnen onderzoeken, zullen essentieel zijn om deze hypothese te bevestigen.