Сатурн: факты о кольцеобразной планете

21.09.2022
0
23 мин
37
Сатурн: факты о кольцеобразной планете

Приветствую вас, любители космоса!

А что вы знаете о планете Сатурн?

Сегодня я вам о ней подробно все расскажу.

Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по величине планета Солнечной системы по диаметру и массе.

При сравнении легко понять, почему Сатурн и Юпитер считаются родственниками.

От состава атмосферы до вращения эти две планеты очень похожи.

Из-за этих факторов Сатурн был назван в честь отца бога Юпитера в римской мифологии.

Размер Сатурна по сравнению с Землей

Параллельное сравнение размеров Сатурна и Земли

Параллельное сравнение размеров Сатурна и Земли

Факты о Сатурне

  • Сатурн — шестая планета от Солнца и последняя из планет, известных древним цивилизациям. Это было известно вавилонянам и дальневосточным наблюдателям;
  • Сатурн — одна из пяти планет, видимых невооруженным глазом. Это также пятый по яркости объект в Солнечной системе;
  • В римской мифологии Сатурн был отцом Юпитера, царя богов. Эта взаимосвязь имеет смысл, учитывая, что планеты Сатурн и Юпитер похожи во многих отношениях, включая размер и состав. Греческий аналог известен как Кронос (Cronus);
  • Наиболее распространенное прозвище Сатурна — «Планета с кольцами», прозвище, происходящее из-за большой, красивой и обширной системы колец, которая окружает планету. Эти кольца в основном сделаны из кусков льда и углеродистой пыли. Они простираются более чем на 12 700 километров от планеты, но их толщина составляет всего 20 метров;
  • Сатурн отдает больше энергии, чем получает от Солнца. Считается, что это необычное качество вызвано гравитационным сжатием планеты в сочетании с трением от большого количества гелия, обнаруженного в его атмосфере;
  • Сатурну требуется 29,4 земных года, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Это медленное движение на фоне звезд привело к тому, что древние ассирийцы прозвали планету «Lubadsagush» — или «старейшая из старых»;
  • На Сатурне самые быстрые ветры среди всех планет Солнечной системы. Эти ветры были измерены со скоростью примерно 1800 километров в час (1100 миль в час);
  • Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы. Она состоит в основном из водорода и имеет плотность меньше, чем у воды, что технически означает, что Сатурн будет плавать. Слои водорода сгущаются дальше вглубь планеты, в конечном итоге становясь металлическими и приводя к горячему внутреннему ядру;
  • У Сатурна 150 спутников и более мелких спутников. Все эти спутники замерзшие, самые большие из которых – Титан и Рея. На луне Энцелад также, по-видимому, есть океан, скрытый под замерзшей поверхностью;
  • Спутник Сатурна — Титан, является вторым по величине спутником в Солнечной системе после спутника Юпитера Ганимеда. У него сложная и плотная атмосфера, состоящая в основном из азота, а также из водяного льда и горных пород. На замерзшей поверхности Титана есть озера с жидким метаном и ландшафт, покрытый замерзшим азотом. Возможно, Титан может быть гаванью для жизни, но эта жизнь не будет похожа на жизнь на Земле;
  • Сатурн — самая плоская из восьми планет. С полярным диаметром, составляющим 90% его экваториального диаметра, Сатурн является самой плоской из всех планет. Это связано с низкой плотностью планеты и высокой скоростью вращения — Сатурну требуется 10 часов 34 минуты, чтобы повернуться вокруг своей оси;
  • У Сатурна бури овальной формы, похожие на бури Юпитера. Ученые считают, что шестиугольная форма облаков вокруг северного полюса Сатурна может быть волновой структурой в верхних слоях облаков. Над южным полюсом также есть вихрь, напоминающий ураганы на Земле;
  • Сатурн кажется бледно-желтым, потому что его верхняя атмосфера содержит кристаллы аммиака. Под этим верхним слоем аммиачного льда находятся облака, которые в основном состоят из водяного льда. Еще ниже находятся слои серного льда и холодных смесей водорода;
  • Сатурн посетили четыре космических корабля. Это Pioneer 11, Voyager 1 и 2 и миссия Cassini-Huygen. «Кассини» вышел на орбиту вокруг Сатурна 1 июля 2004 года и продолжал отправлять обратно информацию о планете, его кольцах и множестве спутников Сатурна;
  • Магнитное поле Сатурна немного слабее, чем магнитное поле Земли. Сила магнитного поля Сатурна составляет около одной двадцатой силы поля Юпитера;
  • Сатурн известен как газовый гигант, но ученые считают, что он имеет твердое каменистое ядро, окруженное водородом и гелием;
  • Сатурн и Юпитер вместе взятые составляют 92% всей планетарной массы Солнечной системы;
  • Внутри Сатурна очень жарко, температура достигает 11 700°C (21 000°F);
  • Сатурн находится на расстоянии 1 424 600 000 километров от Солнца. Это около 0,9 миллиарда миль;

Больше информации и фактов о Сатурне

Помимо Земли, Сатурн является самой узнаваемой планетой в Солнечной системе.

Причина этого очевидна.

Хотя другие газовые гиганты обладают планетарной системой колец, ни один из них не может сравниться по размеру или красоте с тем, что окружает Сатурн.

Сатурн — последняя из планет, известных древним цивилизациям.

Она также является одной из наименее понятных в наше время.

С помощью планетарной миссии «Cassini-Huygens», которая в настоящее время находится в стадии окончания, ученые надеются узнать больше не только о Сатурне, но и о спутниках Сатурна и его планетарной системе колец.

Атмосфера

Атмосфера Сатурна состоит примерно из 96% водорода и 4% гелия со следовыми количествами аммиака, ацетилена, этана, фосфина и метана.

Ее толщина составляет около 60 километров.

В верхних слоях атмосферы скорость ветра достигает 1800 км/ч, что является одним из самых быстрых во всей Солнечной системе.

Хотя Сатурн и не так заметен, как те, что видны на Юпитере, он обладает горизонтально-полосатым рисунком облаков.

Кроме того, эти полосы значительно шире вблизи экватора Сатурна, чем те, что обнаружены на экваторе Юпитера.

Эти облачные структуры были неизвестны до миссий «Вояджер», начавшихся в 1970-х годах.

С тех пор технологии развились до такой степени, что теперь их можно наблюдать с помощью наземных телескопов.

Еще одно удивительное явление, которое можно обнаружить в атмосфере Сатурна — это появление больших белых пятен.

Это бури на Сатурне, которые аналогичны «Большому Красному пятну», обнаруженному на Юпитере, хотя они гораздо короче по продолжительности.

Космический телескоп «Хаббл» наблюдал такой шторм в 1990 году, хотя его не было, когда космический корабль «Вояджер» пролетал мимо в 1981 году.

Основываясь на исторических наблюдениях, представляется, что эти штормы носят периодический характер и происходят примерно один раз на орбиту Сатурна.

Особенности

Считается, что внутренняя часть Сатурна очень похожа на Юпитер по составу трех слоев.

Самый внутренний слой представляет собой каменное ядро, в 10-20 раз массивнее Земли.

Ядро заключено в слой жидкого металлического водорода.

Самый внешний слой состоит из молекулярного водорода (H2).

Считается, что единственное существенное различие между внутренней частью Сатурна и Юпитера заключается в толщине двух внешних слоев.

В то время как на Юпитере слой металлического водорода составляет 46 000 километров, а слой молекулярного водорода — 12 200 километров, те же самые слои на Сатурне имеют толщину 14 500 километров и 18 500 километров соответственно.

Сатурн, как и Юпитер, излучает примерно в 2,5 раза больше радиации, чем получает от Солнца.

Это связано с механизмом Кельвина-Гельмгольца (Kelvin-Helmholtz), который по существу создает энергию за счет гравитационного сжатия планеты из-за ее огромной массы.

Однако, в отличие от Юпитера, общее количество излучаемой энергии нельзя объяснить только этим процессом.

Вместо этого ученые предположили, что планета вырабатывает дополнительное тепло за счет трения гелиевого дождя.

Уникальной особенностью Сатурна является то, что это наименее плотная планета Солнечной системы.

Хотя Сатурн может иметь плотное твердое ядро, большой газовый внешний слой планеты делает его среднюю плотность всего лишь 687 кг/м3.

В результате Сатурн легче воды.

Орбита и вращение

Среднее орбитальное расстояние Сатурна составляет 1,43 х 109 километров.

Это означает, что Сатурн в среднем примерно в 9,5 раз больше расстояния от Земли до Солнца.

Результатом такого большого расстояния является то, что солнечному свету требуется около часа и двадцати минут, чтобы достичь Сатурна.

Более того, учитывая расстояние Сатурна от Солнца, его год длится 10 756 земных дней — то есть около 29,5 земных лет.

Эксцентриситет орбиты Сатурна составляет 0,0560 и является третьим по величине после Меркурия и Марса.

Следствием этого большого эксцентриситета является значительное расстояние между перигелием планеты (1,35 х 109 километров) и афелием (1,50 х 109 километров), составляющее примерно 1,54 х 108 километров.

Осевой наклон Сатурна 26,73 очень похож на земной.

Таким образом, Сатурн также испытывает сезоны, как и Земля.

Однако из-за удаленности Сатурна от Солнца он получает значительно меньше солнечной радиации круглый год, и поэтому сезон на Сатурне гораздо более изящный, чем на Земле.

Как и Юпитер, Сатурн очень интересен своим вращением.

Имея скорость вращения примерно 10 часов 45 минут, Сатурн уступает только Юпитеру по скорости вращения в Солнечной системе.

Это экстремальное вращение приводит к тому, что форма планеты принимает форму сплюснутого сфероида — т.е. сфера, которая выпячивается вблизи экватора.

Второй особенностью вращения Сатурна являются разные скорости вращения на разных видимых широтах.

Это явление связано с тем, что Сатурн в основном газообразный, а не твердый.

Кольца Сатурна

Изображение залитых солнцем колец Сатурна, сделанное орбитальным аппаратом Кассини

Изображение залитых солнцем колец Сатурна, сделанное орбитальным аппаратом «Кассини».

Кольца Сатурна действительно являются одним из самых красивых и потрясающих зрелищ Солнечной системы.

Их ширина составляет около 248 550 миль (400 000 километров), а толщина всего 328 футов (100 метров).

Когда Галилео Галилей впервые наблюдал Сатурн в телескоп в 1610 году, он предположил, что наблюдает две большие луны по обе стороны от Сатурна.

Затем в 1655 году астроном Кристиан Гюйгенс (Christian Huygens) наблюдал Сатурн и правильно сделал вывод, что планета окружена кольцом.

Однако ранние астрономы полагали, что кольцо было твердым, и оно определенно кажется таким при наблюдении в небольшой телескоп.

Первое указание на то, что кольца не были твердыми, появилось в 1675 году, когда Джованни Кассини (Giovanni Cassini) обнаружил большой разрыв в кольце Сатурна, который стал известен как «Разделение Кассини», однако преобладало предположение, что кольцо все еще твердое.

Лишь в 1859 году ученые показали, что кольца не могут быть твердыми.

В 1859 году физик Джеймс Клерк Максвелл (James Clerk Maxwell) показал, что сплошное однородное кольцо вокруг Сатурна просто не может существовать по законам физики.

Он показал, что гравитация Сатурна будет сильнее давить на внутреннюю часть кольца, чем на внешние области, и, таким образом, сама гравитация просто разорвет его на части.

Чтобы вокруг Сатурна существовало кольцо, оно должно состоять из бесчисленных частиц, вращающихся вокруг Сатурна.

Хотя это объяснение было наиболее логичным и соответствовало законам физики, только в 1979 году, когда «Пионер-11» пролетел мимо Сатурна, астрономы впервые увидели Сатурн и его кольца с близкого расстояния.

Через год «Вояджер-1» завершит облет Сатурна.

Оба пролета без сомнения подтвердили, что кольца Сатурна состоят из бесчисленных частиц, состоящих в основном из воды и камня.

Сегодня нам посчастливилось получить самые подробные изображения колец Сатурна, полученные в результате миссии «Кассини», которая вращалась вокруг окруженной кольцами планеты с 2004 по 2017 год.

Система колец Сатурна разделена на несколько отдельных колец, наиболее заметные из которых обозначены как кольца D, C, B, A, F, G и E.

Внутри самого внешнего E-кольца Сатурна вращается ледяной спутник Энцелад, что может быть причиной того, что у Сатурна вообще есть E-кольцо.

В отличие от других колец, кольцо Е полностью состоит из микроскопических частиц льда.

Эти крошечные частицы льда извергались с поверхности Энцелада, где наблюдались криовулканы, извергающие большое количество льда в космос.

Часть льда падает обратно на поверхность Энцелада в виде свежего снежного покрова.

Остальной материал попадает на орбиту вокруг Сатурна и образует его Е-кольцо.

Откуда взялись кольца Сатурна?

Сколько им лет?

И почему никакие другие планеты в нашей Солнечной системе не имеют кольцевых систем, хотя бы отдаленно сравнимых с системой колец Сатурна?

Кольца Сатурна долгое время были одной из самых больших загадок в астрономии.

Сатурн, однако, не единственная планета с кольцами.

На самом деле, у всех газовых гигантов есть кольцевые системы, просто ни одна из них не является такой большой или великолепной, как у Сатурна.

Астрономы на самом деле считают, что кольца являются естественной частью образования газовых гигантов, и вполне возможно, что миллиарды лет назад другие газовые гиганты имели системы колец, не слишком отличающиеся от системы колец Сатурна.

Так что же с ними случилось?

Кольца, вероятно, лишь временная особенность большинства планет.

Материал внутри колец может сливаться, образуя маленькие луны.

Со временем частицы внутри колец также сталкиваются, что еще больше способствует разрушению колец.

Так почему же кольца у Сатурна есть, а у других газовых гигантов почти исчезли?

Данные космического корабля НАСА «Кассини» позволяют предположить, что сами кольца на самом деле могут быть не такими уж старыми.

Скорее, кольца Сатурна могут быть довольно новым дополнением к планете.

Чтобы определить возраст колец, астрономам нужно было точно измерить их массу.

Интересно, что существует связь между массой колец и их возрастом.

Меньшая масса указывает на более молодой возраст, потому что со временем кольца загрязняются планетарными обломками, что также приводит к тому, что кольца становятся темнее.

«Кассини» определил кольца Сатурна как молодые и яркие.

Это указывает на то, что на кольца повлияло очень мало планетарных обломков, что еще раз указывает на то, что кольца молодые.

По данным «Кассини», астрономы подсчитали, что кольцам Сатурна от 10 до 100 миллионов лет.

Кроме того, исходя из скорости потери материала, астрономы подсчитали, что кольца исчезнут примерно через 300 миллионов лет.

Луны Сатурна

Изображение Сатурна с Титаном, его самой большой луной

Изображение Сатурна с Титаном, его самой большой луной.

В этой секции:

  • Титан;
  • Энцелад;
  • Мимас;
  • Япет;
  • Гиперион.

Сатурн является домом для самой большой лунной системы в Солнечной системе.

По оценкам, вокруг Сатурна находится 82 спутника, 53 из которых подтверждены.

Титан является крупнейшим из спутников Сатурна, и он был предметом интенсивного изучения на протяжении более века.

На раннем этапе стало понятно, что на Титане нельзя наблюдать никаких особенностей поверхности, что привело некоторых астрономов к точному выводу, что поверхность Титана скрыта от глаз плотной атмосферой.

Это сделало Титан первым обнаруженным спутником с атмосферой, сравнимой по плотности с нашей.

Как луна могла иметь такую плотную атмосферу, оставалось загадкой.

В конце концов, Титан имеет значительно более плотную атмосферу, чем даже Марс, а Марс значительно больше Титана и, следовательно, должен был удерживать более плотную атмосферу, чем Титан.

Оказывается, в атмосфере Титана преобладают такие углеводороды, как метан и этан.

Эти соединения чрезвычайно плотны в атмосфере Титана из-за низких температур, что позволяет им оставаться частью атмосферы Титана, а не убегать в космос.

Кроме того, атмосфера сохраняет свою плотность даже при слабой гравитации Титана из-за того, что Титан активно перерабатывает материалы из атмосферы и обратно.

Эти естественные циклы помогают поддерживать атмосферу Титана.

Когда космический аппарат «Кассини» впервые прибыл к Сатурну в начале 2000-х годов, ученые развернули зонд «Гюйгенс» на поверхности Титана.

Миссия предоставила астрономам их первый крупный обзор поверхности Титана, и они открыли действительно чуждый, но несколько знакомый ландшафт.

Как и на Земле, ученые нашли на Титане явные доказательства существования рек, озер и даже больших морей.

Эти структуры, однако, не содержат воду, с которой мы знакомы на Земле.

Скорее, низкие температуры на Титане позволяют углеводородам существовать в жидкой форме на поверхности.

Реки Титана не содержат воды, они содержат жидкий метан и этан, которые активно перетекают по поверхности.

Что еще более странно, некоторые углеводороды могут испаряться в атмосферу, а затем выпадать обратно в виде углеводородного дождя.

На Титане буквально идет дождь. Этот процесс на Титане, иногда называемый круговоротом метана, очень похож на круговорот воды здесь, на Земле.

Энцелад (Enceladus)

Энцелад (Enceladus)

Энцелад — один из самых интригующих спутников Сатурна.

Он был открыт астрономом Уильямом Гершелем (William Herschel) в 1789 году и назван Энцеладом его сыном.

Несмотря на то, что об Энцеладе известно уже более века, все, что касается Энцелада, было загадкой до пролета «Вояджера» в начале 1980-х годов.

То, что обнаружили астрономы, было миром, непохожим ни на что, что они когда-либо видели.

Поверхность Энцелада была покрыта льдом, что делало Энцелад самым отражающим миром в Солнечной системе.

На южном полюсе, казалось бы, не было кратеров, а на поверхности были обнаружены большие трещины и разломы.

Несмотря на успех миссий «Вояджера», многое оставалось неизвестным.

Следовательно, НАСА планировало миссию «Кассини».

«Кассини» будет вращаться вокруг Сатурна более десяти лет, сделав одни из самых потрясающих снимков окруженной кольцами планеты и ее спутников.

Энцелад был одним из наиболее часто посещаемых миров «Кассини».

«Кассини» открыл мир более странный, чем научная фантастика.

Во время частых облетов Энцелада «Кассини» заметил нечто странное.

Южный полюс Энцелада, казалось, выбрасывал какой-то материал в космос.

Более тщательные наблюдения показали, что Энцелад на самом деле выпускал в космос огромное количество водяного пара.

Эта вода выбрасывалась из гигантских гейзеров, расположенных вокруг Южного полюса Энцелада.

Регион был назван «Тигровыми полосами» в честь больших полос, пересекающих Южный полюс.

Гейзеры обычно указывают на то, что мир вулканически активен, что говорит о том, что внутренняя часть Энцелада очень теплая.

Это стало неожиданностью, поскольку крошечные миры, такие как Энцелад, имеют тенденцию отдавать свое тепло в космос довольно быстро.

Вот почему большинство лун, такие как наши, покрыты кратерами и не имеют никаких признаков недавней активности.

То, что такой маленький мир так активен, предполагает, что Энцелад снабжается большим количеством энергии.

Поскольку солнце было слишком далеко, чтобы обеспечить достаточное количество тепла, астрономы обратились к Сатурну.

Когда Энцелад вращается вокруг Сатурна, гравитация газового гиганта притягивает маленькую луну.

Это постепенно изгибает Энцелад, растягивая луну, когда она находится далеко, и сжимая ее, когда она близка.

Это изгибание создает трение в ядре Энцелада, которое плавит подповерхностную породу и выделяет тепло.

Это тепло плавит подземный лед, образуя подземный океан, который может быть в десять раз глубже, чем самый глубокий океан на Земле.

Теплый подповерхностный океан частично растапливает лед на поверхности, создавая большие трещины и разломы.

Когда тепло поднимается на поверхность, это также заставляет большое количество воды прорываться сквозь лед в виде гейзеров.

Часть этого водяного пара падает обратно и становится слоем свежего снега на Энцеладе.

Остальной материал улетает в космос и становится частью Е-кольца Сатурна.

Мимас (Mimas)

Мимас (Mimas)

Мимас — один из многих спутников Сатурна.

Он является седьмым спутником, открытым вокруг Сатурна Уильямом Гершелем в 1789 году.

Имея диаметр всего 250 миль (400 километров), Мимас является самой маленькой луной в Солнечной системе, которая все еще способна формировать себя в сферу под действием собственной гравитации.

Однако это не совсем сфера.

Скорее, приливные силы Сатурна и других спутников заставляют Мимас иметь эллиптическую форму, которая настолько экстремальна, что даже видна на некоторых изображениях.

Как и наша Луна и большинство других, поверхность Мимаса покрыта ударными кратерами, самый заметный из которых имеет диаметр 130 километров, что составляет около трети всей поверхности Луны.

По сравнению с размером Мимаса этот кратер поистине огромен.

Если бы на Земле был размещен кратер относительного размера, он был бы размером с Австралию.

Мимас — луна с относительно низкой плотностью, что позволяет предположить, что Мимас состоит в основном из льда с меньшим количеством камня.

Гиперион (Hyperion)

Гиперион (Hyperion)

Гиперион — один из самых странных спутников Сатурна с точки зрения внешнего вида, особенно потому, что он больше похож на губку, чем на луну.

Диаметр Гипериона составляет всего 84 мили (135 километров), и, в отличие от большинства спутников, Гиперион не привязан к своей планете приливами, а это означает, что одна сторона не обращена постоянно к Сатурну.

Однако это не означает, что у него стабильное вращение.

Скорее, Гиперион вращается вокруг Сатурна с таким хаотичным вращением, что, когда «Кассини» приблизился к луне, ученые не смогли точно предсказать, какую сторону луны они увидят.

Поверхность Гипериона покрыта кратерами, но их внешний вид уникален среди спутников Солнечной системы.

Его губчатый вид, вероятно, является результатом чрезвычайно низкой плотности луны.

Низкая плотность Гипериона означает, что когда астероид сталкивается с луной, он сжимает поверхность, а не выбрасывает материал в космос.

Выбрасываемый материал почти никогда не падает обратно на поверхность, образуя серию гладких кратеров.

Кроме того, низкая плотность Гипериона также делает поверхность Луны очень пористой, и фактически Гиперион примерно на 40% состоит из пустого пространства.

Япет (Iapetus)

Япет (Iapetus)

Япет — третий по величине спутник Сатурна.

Когда Кассини открыл Япета в 1671 году, он заметил кое-что интересное.

Кассини понял, что может наблюдать только одну сторону Япета, а другая казалась слишком темной для наблюдения.

Кассини правильно сделал вывод, что одна сторона Япета была намного ярче другой.

Также Кассини правильно сделал вывод, что Япет находится в приливной связи с Сатурном.

Эти наблюдения были подтверждены столетия спустя космическими кораблями «Вояджер» и «Кассини».

Япета часто называют луной инь-ян из-за огромных различий в окраске по обе стороны луны.

Обе стороны Япета выглядят как совершенно разные миры.

В Солнечной системе нет ничего похожего на эту луну.

До прибытия космического корабля «Кассини» ученые были озадачены тем, что заставило Япета иметь такие большие различия во внешности.

Сначала астрономы подумали, что, возможно, более темная область на Япете просто образовалась, когда Япет прошел через окружающие обломки.

Поскольку Луна заблокирована приливом, одна сторона получит наибольшую нагрузку, в то время как другая будет относительно в порядке.

Астрономы также предложили вулканизм как механизм.

Ледяные вулканы могут откладывать большое количество органического материала, из-за которого одна сторона темнее другой.

Как позже выяснилось, ни одно из этих объяснений не было правильным.

Наблюдения с космического корабля «Кассини» выявили другой процесс.

Различия в окраске Япета означают, что обе стороны Луны поглощают разное количество солнечного света.

Более темная область теплее, а более яркая область холоднее.

Когда более темная область нагревается, происходит сублимация, при которой лед немедленно превращается в газообразное состояние.

В этом состоянии льду гораздо легче конденсироваться на более холодной поверхности.

Когда это происходит, лед из более темной области откладывается в более яркой области.

Со временем этот процесс создал странные особенности поверхности Япета.

Свойства Сатурна

Подвешенный во тьме космоса, Сатурн представляет собой поистине захватывающее зрелище.

Сатурн — вторая по величине планета Солнечной системы по размерам и массе.

Он имеет 74 898 миль (120 536 километров) в диаметре и в 95 раз тяжелее Земли.

Интересно, что Сатурн обладает самой низкой плотностью среди всех планет Солнечной системы, имея плотность даже ниже, чем у воды.

Предполагая, что вы могли бы отключить его гравитацию и найти достаточно большую ванну с водой, Сатурн действительно поплыл бы.

Такая низкая плотность во многом объясняется тем, что Сатурн в основном состоит из легких элементов, водорода и гелия.

Примерно 97% Сатурна состоит из водорода, а гелий составляет большую часть остальных 3%.

Учитывая его удаленность от Солнца, неудивительно, что верхние слои атмосферы Сатурна чрезвычайно холодные.

Однако по мере того, как вы спускаетесь все ниже к Сатурну, температура начинает резко повышаться.

Под верхним слоем облаков находится слой водяного льда, температура которого колеблется от минус 112 градусов по Фаренгейту до 27 градусов по Фаренгейту (от минус 80 градусов по Цельсию до минус 3 градусов по Цельсию).

Астрономы предсказывают, что вблизи ядра Сатурна температура может достигать 21 092 градусов по Фаренгейту (11 700 градусов по Цельсию).

Это число является прогнозом, потому что нам еще предстоит проникнуть в глубокие недра Сатурна.

Разница температур между верхним и внутренним слоями Сатурна создает конвекционные потоки, которые определяют погоду на планете, создавая штормы, которые могут стать больше, чем сама Земля.

Сатурн против Юпитера

Сатурн против Юпитера

Как и Юпитер, Сатурн в основном состоит из водорода и гелия.

Может показаться удивительным, что две планеты, имеющие так много общего, выглядят так непохожими друг на друга.

Атмосфера Юпитера разделена на большие характерные полосы, которые можно увидеть даже в небольшой телескоп.

Сатурн, с другой стороны, выглядит гораздо более однородным, почти размытым по сравнению с Юпитером.

И Юпитер, и Сатурн имеют быстрые периоды вращения, причем Сатурн совершает один оборот каждые 10 часов.

Эти экстремальные скорости вытягивают газ в атмосфере, создавая большие атмосферные полосы на Юпитере и Сатурне.

Хотя Юпитер и Сатурн сделаны практически из одного и того же материала, низкие температуры на Сатурне создают толстый слой кристаллов аммиачного льда, которые располагаются поверх слоя замерзшей воды и аммиака.

У Юпитера тоже есть такие слои в атмосфере, просто они толще и простираются глубже в Сатурн, чем на Юпитере.

Именно этот слой аммиака придает Сатурну размытый вид.

Далеко под верхушками облаков Сатурна находится слой водорода, который подвергается интересному процессу.

При экстремальных давлениях и температурах внутри Сатурна атомы водорода превращаются в металлическую жидкость.

Подобно металлу, этот металлический водород может проводить электричество.

Движущийся электрический заряд создает магнитное поле вокруг Сатурна, подобное тому, которое существует вокруг Юпитера.

Под этим слоем металлического водорода находится ядро Сатурна.

Как и Юпитер, ядро Сатурна является его самой большой загадкой.

Хотя Сатурн, вероятно, начал свою жизнь как каменистый мир, в конечном итоге он накопил достаточно массы, чтобы захватить более легкие элементы водород и гелий.

По мере того как планета росла до огромных размеров, вполне возможно, что скалистое ядро Сатурна медленно разрушалось.

История наблюдений Сатурна

История наблюдений Сатурна

Сатурн — самая удаленная от Солнца планета, видимая невооруженным глазом, и поэтому о его существовании известно с древних времен.

Самые ранние зарегистрированные наблюдения Сатурна были сделаны вавилонскими астрономами более 3000 лет назад.

Греки и римляне ассоциировали планету Сатурн с сельским хозяйством, а название Сатурн происходит от римского бога сельского хозяйства.

Без телескопов древние культуры не могли ничего узнать о Сатурне, и только в 1600-х годах астрономы, наконец, начали видеть Сатурн таким, какой он есть на самом деле.

В 1610 году Галилео Галилей наблюдал Сатурн в свой телескоп.

Телескоп, которым пользовался Галилей, был относительно небольшим, и поэтому он не смог определить какие-либо физические особенности планеты.

Галилей действительно наблюдал кольца Сатурна, но его телескоп был слишком мал, чтобы разглядеть в них кольца.

Скорее всего, Галилей полагал, что обнаружил две вытянутые луны по обе стороны от Сатурна.

Первым астрономом, правильно определившим кольца Сатурна, был Христиан Гюйгенс в 1655 году.

В дополнение к кольцам Сатурна Гюйгенс также обнаружил самый большой спутник Сатурна — Титан.

В 1675 году астроном Джованни Кассини обнаружил большой разрыв в кольцах Сатурна, который позже будет назван «Разделением Кассини».

В течение следующих двух столетий астрономы обнаружили еще несколько спутников вокруг Сатурна, но почти все, что касалось Сатурна, оставалось загадкой до 20-го века.

В 1979 году космический аппарат НАСА «Пионер-11» совершил первый в истории облет Сатурна, предложив ученым впервые увидеть Сатурн и его кольца вблизи.

К сожалению, разрешение снимков «Pioneer 11» было слишком низким, чтобы разглядеть какие-либо особенности поверхности спутников Сатурна.

Через год после того, как «Пионер-11» завершил свой облет, космический корабль «Вояджер-1» должен был совершить облет Сатурна.

«Вояджер-1» предоставил ученым первые снимки Сатурна, его колец и нескольких его спутников с высоким разрешением.

Корабль «Вояджер-1» также совершил первый облет Титана, подтвердив существование его плотной атмосферы.

Через год после «Вояджера-1» «Вояджер-2» завершил облет Сатурна, предоставив больше изображений планеты и его спутников.

Миссия «Вояджера» показала, что Сатурн и его спутники таят в себе бесчисленные тайны.

Вскоре НАСА приступило к разработке планов будущей миссии к Сатурну, которая позволила бы отправить космический корабль на орбиту газового гиганта на долгие годы.

В 1997 году НАСА запустило космический аппарат «Кассини».

«Кассини» прибыл на Сатурн в 2004 году и оставался на орбите до 2017 года, когда космический аппарат погрузился в атмосферу Сатурна.

Большая часть того, что известно о Сатурне, его кольцах и спутниках, была раскрыта во время миссии «Кассини».

Данные, которые предоставил космический аппарат «Кассини», бесценны.

Еще факты о Сатурне

Характеристика Величина
Величина: 0,67
Масса: 5,69 х 1026 килограмм
Радиус: 60 268 километров
Плотность: 0,69 г/см3
Расстояние от Солнца: 1,43 миллиарда километров
Период вращения: 10,7 часов
Орбитальный период: 29.46
Орбитальная скорость: 9,67 км/сек
Эксцентриситет орбиты: 0,056
Наклон оси: 25,3°
Наклонение орбиты: 2,49°
Поверхностная гравитация: 9,05 м/с2
Скорость убегания: 35,5 км/сек
Альбедо: 0,47
Температура (при 1 бар): -139°C в среднем
Атмосфера: H2 = 96%
He = 3,25%
CH4 = 0,45%
Луны: 83 Луны

Особенности облака Сатурна

У Сатурна нет твердой поверхности, поэтому видны только атмосферные особенности, такие как светлые зоны облаков и темные пояса.

Раз в год виден кратковременный шторм под названием «Большое Белое Пятно».

Особенности облака Сатурна

Полюса Сатурна

Оба полюса Сатурна имеют интенсивные долгоживущие циклоны.

На северном полюсе также есть шестиугольник, представляющий собой уникальную структуру облаков со стоячей волной.

Полюса Сатурна

Еще раз о кольцах Сатурна

Сатурн имеет большую, сложную и визуально ошеломляющую систему колец, состоящую из колец, дуг колец и промежутков.

Ряд лун играет роль либо в пастушьих/ограничивающих кольцах (луны-пастухи), либо в обеспечении исходным материалом для лун (луны-создатели колец).

Еще раз о кольцах Сатурна

Имя Расстояние Пастух/Луна-создатель
D кольцо 66 900 — 74 510
С Кольцо 74 658 — 92 000
B Кольцо 92 000 — 117 580
A Кольцо 122 170 — 136 775 Атлас
Encke Gap Внутри кольца Pan
Keeler Gap Внутри кольца Daphnis
F Кольцо 140 180 Prometheus, Pandora
Кольцо Janus/Epimetheus 149 000 — 154 000 Janus, Epimetheus
G Кольцо 166 000 — 175 000 Aegaeon
Methone Ring Arc 194 230 Methone
Anthe Ring Arc 197 665 Anthe
Кольцо Pallene 211 000 — 213 500 Pallene
Е Кольцо 180 000 — 480 000 Enceladus
Кольцо Phoebe 4 000 000 — 13 000 000 Phoebe

Открытие и исследование

Сатурн известен с древних времен, потому что его можно увидеть с Земли без телескопов.

До сих пор только четыре космических корабля посетили Сатурн:

  • NASA «Pioneer 11» в 1979 году;
  • Два спутника НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1980 и 1981 годах предоставили замечательные подробности о Сатурне;
  • Международный космический аппарат «Кассини» в 2004 году, который продолжал вращаться вокруг Сатурна и изучать его около 13 лет. Ученые НАСА планировали, что корабль погрузится в атмосферу Сатурна и испарится там после того, как завершит свою миссию. Миссия «Кассини» завершилась в сентябре 2017 года. Однако за короткое время ей удалось собрать некоторую информацию об атмосфере Сатурна, прежде чем она распалась. Кроме того, «Кассини» сбросил на Титан космический корабль под названием «Huygens». «Huygens» был первым космическим кораблем, совершившим посадку на спутнике, отличном от Луны Земли.

Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.

До скорых встреч! Заходите!

Средний балл: 0