زحل ششمین سیاره از خورشید و دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی است. بیشتر به خاطر سیستم حلقه ای باشکوهش شناخته شده است که آن را به یکی از چشمگیرترین اجرام در آسمان شب تبدیل می کند. در این درس به بررسی ویژگی‌های زحل، منظومه حلقه‌ای، قمرهای آن و جایگاه آن در منظومه شمسی می‌پردازیم.
زحل غول گازی است مانند مشتری، اورانوس و نپتون. این بدان معنی است که سطح جامد مانند زمین ندارد. در عوض، عمدتاً از هیدروژن و هلیوم و با ردپایی از عناصر دیگر تشکیل شده است. این سیاره دارای جوی غلیظ با بادهای سریع و طوفان های بزرگ است. معروف ترین این طوفان ها لکه سفید بزرگ است که تا حدودی شبیه لکه قرمز بزرگ مشتری است.
قطر زحل حدود 9.5 برابر زمین است که آن را به دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی تبدیل می کند. اما جرم آن حدود 95 برابر جرم زمین است. از آنجایی که زحل بیشتر از گاز ساخته شده است، چگالی کمی دارد. در واقع چگالی آن کمتر از آب است. اگر یک وان حمام به اندازه کافی بزرگ وجود داشت، زحل در آن شناور می شد!
زحل خیلی سریع حول محور خود می چرخد و یک چرخش کامل را در حدود 10.7 ساعت انجام می دهد. این چرخش سریع باعث برآمدگی سیاره در استوا و صاف شدن در قطب‌هایش می‌شود، پدیده‌ای که به نام فرورفتگی شناخته می‌شود.
حلقه های زحل متمایزترین ویژگی آن هستند. آنها از میلیاردها ذره تشکیل شده اند که اندازه آنها از دانه های ریز غبار گرفته تا اجسامی به بزرگی کوه ها متغیر است. این ذرات عمدتاً از یخ آب تشکیل شده اند که مقداری سنگ و غبار در آن مخلوط شده است.
حلقه ها به چند بخش تقسیم می شوند که به ترتیب کشف آنها بر اساس حروف الفبا نامگذاری شده اند. حلقه‌های اصلی A، B و C هستند و بخش کاسینی یک شکاف قابل توجه است که حلقه‌های A و B را از هم جدا می‌کند. حلقه ها نسبت به عرضشان بسیار نازک هستند. اگرچه وسعت آنها تا 280000 کیلومتر است، اما ضخامت آنها کمتر از یک کیلومتر است.
منشا حلقه های زحل هنوز موضوع مطالعه است. یک نظریه نشان می دهد که این حلقه ها می توانند بقایای قمری باشند که توسط گرانش زحل شکسته شده است. نظریه دیگری بیان می کند که آنها از منظومه شمسی اولیه باقی مانده اند و هرگز به ماه تبدیل نشده اند.
زحل بیش از 80 قمر شناخته شده دارد که تیتان بزرگترین آنهاست. تیتان بزرگتر از سیاره عطارد است و بعد از گانیمد مشتری، دومین قمر بزرگ منظومه شمسی است. تیتان در میان قمرها منحصر به فرد است، زیرا دارای جوی ضخیم، عمدتاً نیتروژن، با مقادیر کمی متان است. این جو به قدری متراکم است که سطح تیتان را نمی توان از فضا بدون ابزارهای خاص دید.
انسلادوس، یکی دیگر از قمرهای زحل، بسیار مورد توجه دانشمندان است زیرا آبفشان هایی دارد که بخار آب و ذرات یخ را به فضا پرتاب می کنند. این نشان می دهد که انسلادوس ممکن است اقیانوسی از آب مایع در زیر سطح یخی خود داشته باشد و آن را به محل زندگی احتمالی تبدیل کند.
زحل در فاصله متوسط حدود 1.4 میلیارد کیلومتر یا 9.5 واحد نجومی (AU) به دور خورشید می چرخد که در آن 1 AU میانگین فاصله زمین تا خورشید است. زحل تقریباً 29.5 سال زمینی طول می کشد تا یک دور به دور خورشید بچرخد.
موقعیت زحل در منظومه شمسی، آن را به عنوان یک بازیگر کلیدی در درک پویایی غول‌های گازی قرار می‌دهد و قمرها و حلقه‌های آن بینش‌های ارزشمندی را در مورد شکل‌گیری سیاره‌ها و شرایطی که ممکن است از حیات پشتیبانی کند، ارائه می‌دهند.
انسان‌ها چندین فضاپیما را برای کاوش در زحل فرستاده‌اند که مأموریت کاسینی-هویگنس گسترده‌ترین داده‌ها را ارائه می‌کند. کاسینی که در سال 1997 به فضا پرتاب شد، سیزده سال را صرف گردش به دور زحل، مطالعه سیاره، قمرها و حلقه های آن کرد. کاوشگر هویگنس که توسط کاسینی حمل شد، در سال 2005 بر روی تیتان فرود آمد و اولین فرود بر روی قمری غیر از ماه زمین بود.
داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط کاسینی-هویگنس، درک ما از زحل، حلقه‌ها و قمرهای آن را به‌شدت افزایش داده است. این مأموریت حلقه‌های جدیدی را کشف کرد، شواهدی از اقیانوس‌های آب شور در زیر یخ‌های چندین قمر پیدا کرد و تصاویر دقیقی از جو و ویژگی‌های سطح سیاره ارائه کرد.
زحل دنیایی پیچیده با ویژگی‌های شگفت‌انگیز است، از حلقه‌های نمادین آن گرفته تا مجموعه متنوعی از قمرها. مطالعه آن درک ما را از منظومه شمسی گسترش داده است و بینش هایی را در مورد شکل گیری سیاره ها، پتانسیل حیات در محیط های شدید و پویایی غول های گازی ارائه می دهد. علیرغم دانش فراوانی که تاکنون به دست آمده است، زحل همچنان اسرار بسیاری را در خود نگه می‌دارد و آن را به تمرکز مداوم تحقیقات و اکتشافات علمی تبدیل می‌کند.
