Что крутится вокруг сатурна
Планета Сатурн: кольца, спутники, интересные факты
Сатурн – шестая планета от солнца. Он известен своими прекрасными гигантскими кольцами, которые вращаются в плоскости экватора планеты.
Сатурн – вторая по величине планета Солнечной системы после Юпитера. Он лишь немного меньше Юпитера в диаметре, но значительно меньше по массе. Сатурн состоит в основном из водорода. Поверхность Сатурна является газообразной, но по мере углубления водород становится жидким, а потом – металлом. Центр Сатурна – тяжелое скалистое ядро. В общем Сатурн – наименее плотная планета Солнечной системы.
Общая характеристика Сатурна
Верхние слои атмосферы гиганта всего на 3,5% состоят из гелия, а остальные 96,5% – из водорода. Также есть примеси фосфина, аммиака, этана и метана. Во время миссий космического аппарата «Вояджер» обнаружили, что на Сатурне присутствуют сильные потоки ветра. Скорость ветра в некоторых областях планеты способна достигать отметки 1800 км/ч, что существенно превышает подобные показатели на Земле.
Ядро планеты состоит из силикатов и железа. Сверху оно покрыто металлическим водородом и легкой газовой оболочкой. Если наблюдать за атмосферой гиганта из космоса, то ее можно будет охарактеризовать как достаточно однородную и спокойную, с наличием в ней больших образований.
Поскольку Сатурн можно увидеть невооруженным глазом, люди знали о его существовании еще с древних времен. Галилей первым заметил, что вокруг Сатурна что-то было, но не признал это кольцами. Кристиан Гюйгенс впервые отметил, что у Сатурна были кольца.
Первым космическим зондом, который посетил Сатурн и сделал фото, был космический аппарат «Пионер-11» в 1979 году. Через несколько лет «Вояджер-1» и «Вояджер-2» принесли гораздо лучшие фотографии и больше информации о кольцах Сатурна.
Первым на орбиту Сатурна стал космический корабль Кассини-Гюйгенс в 2004 году. Он отправил зонд на поверхность спутника Титан. Благодаря этому космическому кораблю мы узнали, что на поверхности спутника присутствует жидкость.
Планета Сатурн
Общие сведения о Сатурне
Сатурн – это шестая по удаленности от Солнца планета (шестая планета Солнечной системы).
Сатурн относится к газовым гигантам и назван в честь древнеримского бога земледелия.
Сатурн известен людям с древних времен.
Соседями Сатурна являются Юпитер и Уран. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун обитают во внешней области Солнечной системы.
Считается, что в центре газового гиганта находится массивное ядро из твердых и тяжелых материалов (силикатов, металлов) и водяного льда.
Магнитное поле Сатурна создается за счет эффекта динамо при циркуляции металлического водорода во внешнем ядре и является почти дипольным с северным и южным магнитными полюсами.
Сатурн обладает самой выраженной системой планетарных колец в Солнечной системе.
У Сатурна на данный моменты обнаружены 82 естественных спутника.
Орбита Сатурна
Среднее расстояние от Сатурна до Солнца 1430 миллионов километров (9,58 астрономической единицы).
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 1353,573 миллиона километров (9,048 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 1513,326 миллиона километров (10,116 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Сатурна по орбите составляет около 9,69 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 29,46 земных лет.
Год на планете составляет 378,09 сатурнианских суток.
Расстояние от Сатурна до Земли варьируется в пределах от 1195 до 1660 миллионов километров.
Направление вращения Сатурна соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.
3D-модель Сатурна
Физические характеристики Сатурна
Сатурн – вторая по размеру планета в Солнечной системе.
Средний радиус Сатурна составляет 58 232 ± 6 километров, то есть около 9 радиусов Земли.
Площадь поверхности Сатурна составляет 42,72 миллиарда квадратных километров.
Средняя плотность Сатурна составляет 0,687 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Сатурне равно 10,44 метра на секунду в квадрате (1,067 g).
Масса Сатурна равна 5,6846 х 10 26 килограмм, что составляет около 95 масс Земли.
Атмосфера Сатурна
Двумя основными компонентами атмосферы Сатурна являются водород (около 96%) и гелий (около 3%).
В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, а водород переходит в жидкое состояние, однако этот переход является постепенным. На глубине 30 000 километров водород становится металлическим, и давление там достигает 3 миллионов атмосфер.
В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые сверхмощные ураганы.
Во время бурь и штормов на планете наблюдаются мощные разряды молний.
Полярные сияния на Сатурне представляют собой яркие непрерывные кольца овальной формы, окружающие полюса планеты.
Сравнительные размеры Сатурна и Земли
Кольца Сатурна
Диаметр колец оценивается в 250 000 километров, а их толщина не превышает 1 километра.
Ученые условно делят кольцевую систему Сатурна на три основных кольца и четвертое – более тонкое, при этом на самом деле кольца образованы из тысяч колец, чередующихся со щелями.
Система колец состоит главным образом из частичек льда (около 93%), меньшего количества тяжелых элементов и пыли.
Частички, из которых состоят кольца Сатурна, имеют размер от 1 сантиметра до 10 метров.
Кольца расположены под углом около 28 градусов к плоскости эклиптики, поэтому в зависимости от взаимного расположения планет с Земли они выглядят по-разному: и в виде колец, и с ребра.
Исследование Сатурна
Впервые наблюдая Сатурн в телескоп в 1609 – 1610 годах, Галилео Галилей заметил, что планета выглядит как три тела, почти касающиеся друг друга, и предположил, что это два крупных «компаньона» Сатурна, однако 2 года спустя не нашел тому подтверждение.
В 1659 году Христиан Гюйгенс с помощью более мощного телескопа выяснил, что «компаньоны» – это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся ее.
В 1979 году автоматическая межпланетная станция «Pioneer 11» впервые в истории пролетела вблизи Сатурна, получив изображения планеты и некоторых ее спутников и открыв кольцо F.
В 1980 – 1981 годах систему Сатурна также посетили «Voyager-1» и «Voyager-2». Во время сближения с планетой был сделан ряд фотографий в высоком разрешении и получены данные о температуре и плотности атмосферы Сатурна, а также физических характеристиках его спутников, в том числе Титана.
С 1990-х Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом «Hubble».
В 1997 году к Сатурну была запущена миссия «Cassini-Huygens», которая после 7 лет полета 1 июля 2004 года достигла системы Сатурна и вышла на орбиту вокруг планеты. Зонд «Huygens» отделился от аппарата и на парашюте 14 января 2005 года спустился на поверхность Титана, отобрав пробы атмосферы. За 13 лет научной деятельности космический аппарат «Cassini» перевернул представление ученых о системе газового гиганта. Миссия «Cassini» завершена 15 сентября 2017 года путем погружения космического аппарата в атмосферу Сатурна.
Интересные факты о Сатурне
Средняя плотность Сатурна составляет всего 0,687 грамма на кубический сантиметр, что делает его единственной планетой Солнечной системы, чья средняя плотность ниже плотности воды.
За счет горячего ядра, температура которого достигает 11 700 градусов Цельсия, Сатурн излучает в космос в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца.
Облака на северном полюсе Сатурна образуют гигантский шестиугольник, и каждая его сторона составляет приблизительно 13 800 километров.
Некоторые спутники Сатурна, например Пан и Мимас, являются «пастухами колец»: их гравитация играет роль в удержании колец на их местах за счет резонанса с определенными участками кольцевой системы.
Считается, что Сатурн поглотит свои кольца через 100 миллионов лет.
В 1921 году пронесся слух, что кольца Сатурна исчезли. Это было связано с тем, что в момент наблюдений кольцевая система была обращена к Земле ребром и не могла быть рассмотрена с оборудованием того времени.
Планета Сатурн
Это наиболее отдаленная от звезды планета, которую можно отыскать c Земли без использования телескопа или бинокля. Так что о ее существовании знают давно. Перед вами один из четырех газовых гигантов, расположенный 6-м по порядку от Солнца. Вам будет любопытно узнать, какая планета Сатурн, но сперва познакомьтесь с интересными фактами о планете Сатурн.
Интересные факты
Размер, масса и орбита
Сравнение размеров Земли и Сатурна
Физические характеристики планеты Сатурн
радиус
95 земных
падения на экваторе
вращения
величина
Расстояние от Солнца до планеты Сатурн составляет 1.4 млрд. км. При этом максимальная дистанция достигает 1 513 783 км, а минимальная – 1 353 600 км.
Средняя орбитальная скорость достигает 9.69 км/с, а на проход вокруг звезды Сатурн тратит 10759 дней. Выходит, что один год на Сатурне длится 29.5 земных лет. Но здесь повторяется ситуация с Юпитером, где вращение регионов происходит с различной скоростью. По форме Сатурн напоминает сплющенный сфероид.
Орбита и вращение планеты Сатурн
| Перигелий | 1 353 572 956 км 9,048 а. е. |
|---|---|
| Афелий | 1 513 325 783 км 10,116 а. е. |
| Большая полуось | 1 433 449 370 км 9,582 а. е. |
| Эксцентриситет |
орбиты
обращения
обращения
Состав и поверхность
Внутреннее строение Сатурна
Ученые считают, что Сатурн по структуре напоминает Юпитер: скалистое ядро, вокруг которого сосредоточен водород и гелий с небольшой примесью летучих веществ. Ядро по составу может напоминать земное, но с повышенной плотностью из-за присутствия металлического водорода.
Внутри планеты отметка температуры поднимается к 11700°C, а количество излучаемой энергии в 2.5 раз превышает то, что получает от Солнца. В некотором смысле это связано с медленным гравитационным сжатием Кельвина-Гельмгольца. Или же все дело в поднимающихся капельках гелия с глубины в водородный слой. При этом выделяется тепло и отнимается гелий у внешних слоев.
Подсчеты 2004 года говорят, что ядро должно быть больше земной массы в 9-22 раз, а диаметр – 25000 км. Оно окружено плотным слоем металлического водорода в жидком состоянии, за которым идет насыщенный гелием молекулярный водород. Наиболее внешний слой простирается на 1000 км и представлен газом.
Спутники
Сатурн способен похвастаться 62 спутниками, среди которых лишь у 53 есть официальные наименования. Среди них у 34-х диаметр не достигает 10 км, а 14 – от 10 и до 50 км. Но некоторые внутренние спутники простираются на 250-5000 км.
Большую часть спутников назвали в честь титанов из мифов Древней Греции. Небольшими орбитальными наклонами наделены самые внутренние луны. А вот нерегулярные спутники в наиболее отделенных участках расположены в миллионах км и могут совершать обход за несколько лет.
В состав внутренних входят Мимас, Энцелад, Тефия и Диона. Они представлены водяным льдом и могут обладать скалистым ядром, ледяной мантией и корой. Наименьшим выступает Мимас с диаметром в 396 км и массой – 0.4 х 10 20 кг. По форме напоминает яйцо, отдален от планеты на 185.539 км, из-за чего на орбитальный проход уходит 0.9 дней.
Энцелад с показателями в 504 км и 1.1 х 10 20 кг обладает сферической скоростью. На проход вокруг планеты тратит 1.4 дней. Это одна из наименьших сферических лун, но выступает эндогенно и геологически активной. Это вызвало появление параллельных разломов на южных полярных широтах.
Крупные гейзеры заметили в южном полярном участке. Эти струи служат источником для пополнения кольца Е. Они важны, потому что могут намекать на присутствии жизни на Энцеладе, ведь вода поступает из подземного океана. Альбедо составляет 140%, поэтому это один из ярчайших объектов в системе. Ниже можно полюбоваться на фото спутников Сатурна.
Гидротермальная активность, которая может происходить на морском дне Энцелада
С диаметром в 1066 км Тефия стоит на втором месте по величине среди спутников Сатурна. Большая часть поверхности представлена кратерами и холмами, а также небольшим количеством равнин. Отличился кратер Одиссея, простирающийся на 400 км. Есть также и система каньонов, которая углубляется на 3-5 км, тянется на 2000 км, а ширина – 100 км.
Наибольшей внутренней луной выступает Диона – 1112 км и 11 х 10 20 кг. Ее поверхность не только древняя, но и сильно повреждена от ударов. Некоторые кратеры достигают в диаметре 250 км. Есть также доказательства геологической активности в прошлом.
Внешние спутники расположены за чертой Е-кольца и представлены водяным льдом и горной породой. Это Рея с диаметром в 1527 км и массой – 23 х 10 20 кг. Отдалена от Сатурна на 527.108 км, а на орбитальный проход тратит 4.5 дней. Поверхность также усеяна кратерами и заметно несколько крупных разломов на задней полусфере. Есть два крупных ударных бассейна с диаметром в 400-500 км.
Атмосфера Титана, запечатленная с использованием синих, зеленых и красных спектральных фильтров
Поверхность сложно разглядеть из-за плотной атмосферной дымки. Видно лишь несколько кратерных формирований, крио-вулканы и продольные дюны. Это единственное тело в системе с метано-этановыми озерами. Титан удален на 1 221 870 км и полагают, что обладает подземным океаном. На обход вокруг планеты уходит 16 дней.
Возле Титана проживает Гиперион. С диаметром в 270 км он уступает по размеру и массе Мимасу. Это яйцевидный коричневый объект, который из-за кратерной поверхности (2-10 км в диаметре) напоминает губку. Нет предсказуемого вращения.
Две стороны Япета, созданных из-за контраста материала
Япет простирается на 1470 км, а по массе занимает 1.8 х 10 20 кг. Это наиболее отдаленная луна, расположенная в 3 560 820 км, из-за чего тратит на проход 79 дней. У него интересная композиция, потому что одна сторона темная, а вторая светлее. Из-за этого их называют инь и ян.
Далее следуют нерегулярные спутники. Они небольшие и характеризуются ретроградными орбитами. Делятся на три группы: инуиты, галльская и норвежская.
Инуиты включают 5 спутников, наименованных в честь инуитской мифологии: Иджирак, Кивиок, Палиак, Сиарнак и Таркек. Их проградные орбиты колеблются от 11.1-17.9 млн. км, а диаметр занимает 7-40 км. Орбитальные наклоны – 45-50°.
Кольца и спутники Сатурна, отображенные в масштабе
Есть скандинавская группа – 29 ретроградных лун. Их диаметр – 6-18 км, дистанция – 12-24 млн. км, наклон – 136-175°, а эксцентриситет – 0.13-0.77. Иногда их именуют семьей Фивы в честь крупнейшего спутника, простирающегося на 240 км. Далее следует Имир – 18 км.
Между внутренними и внешними лунами проживает группа Алькойнидов: Мефон, Анфа и Паллена. Это наименьшие спутники Сатурна. У некоторых крупных лун есть свои небольшие. Так у Тефия – Телесто и Калипсо, а у Диона – Елена и Полидевк.
Атмосфера и температура
Из-за огромного шторма в атмосфере северного полушария аппарату Кассини удалось уловить композицию Сатурна, приближенную к истинному цвету
Атмосфера выглядит полосатой, но линии ослабевают и расширяются к экватору. Присутствует раздел на верхний и нижний слои, отличающиеся по составу на основе давления и глубины. Верхние представлены аммиачным льдом, где давление – 0.5-2 бар, а температура – 100-160 К.
На уровне с давлением в 2.5 бар начинается линия ледяных облаков, которая тянется до 9.5 бар, а нагрев составляет 185-270 К. Здесь смешиваются полосы гидросульфида аммония при давлении в 3-6 бар и температурой – 290-235 К. Нижний слой представлен аммиаком в водном растворе с показателями 10-20 бар и 270-330 К.
Иногда в атмосфере формируются долгопериодические овалы. Наиболее известное – Большое Белое Пятно. Создается каждый сатурнианский год в период летнего солнцестояния на северном полушарии.
Пятна в ширину способны простираться на несколько тысяч км и отмечались в 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 годах. С 2010 года велось наблюдение за «северным электростатическим возмущением», замеченным Кассини. Если эти облака придерживаются периодичности, то в следующий раз отметим появление в 2020-м году.
Масштабный шторм в северном полушарии Сатурна, запечатленный кораблем Кассини
По скорости ветра планета стоит на втором месте после Нептуна. Вояджер зафиксировал показатель в 500 м/с. На северном полюсе заметна гексагональная волна, а на южном – массивный струйный поток.
Впервые шестиугольник разглядели на снимках Вояджера. Его стороны простираются на 13800 км (больше земного диаметра), а оборот структуры происходит за 10 часов, 39 минут и 24 секунд. За вихрем на южном полюсе наблюдали в телескоп Хаббл. Здесь отмечается ветер с ускорением в 550 км/ч, а буря по размеру напоминает нашу планету.
Кольца
Полагают, что это старые кольца и могли сформироваться вместе с планетой. Есть две теории. Одна говорит, что ранее кольца были спутником, который разрушился из-за близкого подхода к планете. Или же кольца никогда не были частью спутника, а выступают остатком небулярного материала, из которого появился сам Сатурн.
Делятся на 7 колец, между которыми установлен разрыв. А и В наиболее плотные и в диаметре охватывают 14600 и 25300 км. Простираются на 92000-117580 км (В) и 122170-136775 км (А) от центра. Отдел Кассини занимает 4700 км.
Строение колец Сатурна
С отделено от В на 64 км. В ширину занимает 17500 км, а отстранено от планеты на 74658-92000 км. Вместе с А и В вмещает главные кольца с более крупными частичками. Далее идут пыльные кольца, потому что располагают небольшими частичками.
D занимает 7500 км и простирается внутрь на 66900-75510 км. На другом конце находятся G (9000 км и удаленность в 166000-175000 км) и E (300000 км и отдаленностью в 166000-480000 км). F расположено на внешнем краю А и его сложнее классифицировать. В основном это пыль. В ширину охватывает 30-500 км и простирается на 140180 км от центра.
История изучения
Сатурн можно отыскать без использования телескопов, поэтому его видели еще древние люди. Упоминания находят в легендах и мифологии. Наиболее ранние записи принадлежат Вавилону, где планета регистрировалась с привязкой к знаку зодиака.
Древние греки именовали этого гиганта Кронос, который был богом сельского хозяйства и выступал младшим из титанов. Птолемею удалось рассчитать орбитальный проход Сатурна, когда планета пребывала в оппозиции. В Риме использовали греческую традицию и дали сегодняшнее название.
В древнем иврите планету именовали Шаббатай, а в Османской империи – Зухал. У индуистов – Шани, который всех судит, оценивая добрые и плохие дела. Китайцы и японцы называли его земной звездой, считая одним из элементов.
Но за планетой наблюдали лишь в 1610 году, когда Галилей разглядел ее в свой телескоп и обнаружились кольца. Но ученый подумал, что это два спутника. Лишь Христиан Гюйгенс исправил ошибку. Он также нашел Титан, а Джованни Кассини – Япет, Рея, Тефия и Диону.
Следующий важный шаг сделал Уильям Гершель в 1789 году, когда отыскал Мимас и Энцелад. А в 1848 году появляется Гиперион.
Рисунок Сатурна от Роберта Гука (1666)
Карта поверхности
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Шестая планета солнечной системы Сатурн и ее 62 спутника
Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн, а также Юпитер, Уран и Нептун, классифицируются как газовые гиганты. Сатурн назван в честь римского бога Сатурна, аналога греческого Кроноса (Титана, отца Зевса) и вавилонского Нинурты. Символ Сатурна — серп (Юникод: ♄).
В основном Сатурн состоит из водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и «горных пород». Внутренняя область представляет собой небольшое ядро из горных пород и льда, покрытого тонким слоем металлического водорода и газообразным внешним слоем. Внешняя атмосфера планеты кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно больше, чем, например, на Юпитере. У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное звено по мощности между магнитным полем Земли и мощным полем Юпитера. Магнитное поле Сатурна простирается на 1 млн км в направлении Солнца. Ударная волна была зафиксирована Вояджером-1 на расстоянии в 26,2 радиуса Сатурна от самой планеты, магнитопауза расположена на расстоянии в 22,9 радиуса.
Сатурн обладает заметной кольцевой системой, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества горных пород и пыли. Вокруг планеты обращается 62 известных на данный момент спутника. Титан — самый крупный из них, а также второй по размерам спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера, Ганимеда), который превосходит по своим размерам планету Меркурий и обладает единственной среди множества спутников Солнечной системы плотной атмосферой.
Общие характеристики
Орбитальные характеристики
Общие сведения
Сатурн относится к типу газовых планет: он состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности.
Экваториальный радиус планеты равен 60 300 км, полярный радиус — 54 000 км; из всех планет Солнечной системы Сатурн обладает наибольшим сжатием. Масса планеты в 95 раз превышает массу Земли, однако средняя плотность Сатурна составляет всего 0,69 г/см³, что делает его единственной планетой Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды.
Атмосфера
Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 93 % из водорода (по объёму) и на 7 % — из гелия (по сравнению с 18 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, водяного пара, аммиака и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских.
По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветра, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют, в основном, в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения. Ряд данных указывают, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 тыс. км. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.
В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (см. Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне). Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году (менее крупные ураганы образуются чаще).
Не до конца понятным на сегодняшний день остаётся такой атмосферный феномен Сатурна, как «Гигантский гексагон». Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна.
В атмосфере обнаружены мощные грозовые разряды, полярные сияния, ультрафиолетовое излучение водорода. В частности, 5 августа 2005 космический аппарат Кассини зафиксировал радиоволны, вызванные молнией.
Внутреннее строение
В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, и водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (а давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов — камня, железа и, предположительно, льда.
Какая она планета Сатурн
По оценке учёных, экваториальный радиус 60300 км, а вот на полюсах составляет 54400 км. При этом масса более чем на 85% больше земной, но его плотность всего лишь 0,687 г/см3, что является самым меньшим показателем среди других газовых гигантов.
Между тем, структура планеты, как и у других газовых гигантов. Если говорить точнее, то:
Атмосфера и температура
Как у всех газовых гигантов, в составе атмосферы преобладают водород (96,3%) и гелий (3,25%). Также имеются следы метана, аммиака, фосфина, этана и других газов.
По данным астрономов, сильные ветра дуют в восточном направлении, то есть аналогично осевому вращению. Их скорость может достигать 500 м/с, но чем дальше от экватора, тем они слабее. К тому же, в южном и северном полушарии ветряные потоки пропорциональны по отношению к экватору. Возможно, они каким-то образом взаимосвязаны.
Иногда образуются очень мощные ураганы и полярные сияние, несравнимые ни с какими в Солнечной системе. Более того, случаются бури и штормы, сопровождаемые сильнейшими молниями.
К удивлению, на северном полюсе обнаружили необычное огромное облачное образование, названное шестиугольником гексагон (правильный многоугольник, имеющий шесть сторон). Причём он намного больше Земли по размеру. А его продолжительность вращения 10 часов 39 минут, что соответствует периоду изменения интенсивности радиоизлучения и времени вращения внутренней части планеты. Пока учёные не смогли точно объяснить это явление.
Орбита и вращение
В первую очередь, была рассчитана удалённость от главной звезды, которая в среднем равна 1430 млн км. При этом оборот вокруг Солнца занимает 29,5 лет, а средняя скорость движения 9,69 км/с. Затем, само собой, определили расстояние между Сатурном и Землёй- оно колеблется от 1195 до 1660 млн км.
В то же время, полный оборот вокруг своей оси Сатурн совершает за 10 часов 34 минуты и 13 секунд. Между прочим, на экваторе скорость вращения выше, чем на орбите. По наблюдениям радиоизлучения обнаружилось, что продолжительность оборота на планете в разных областях различается. Например, внутренние части проделывают его быстрее примерно на 30 секунд в сравнении с поясами. Вероятнее всего, на это влияет эксцентриситет орбиты, который равен 0,056.
Сколько длится день на Сатурне?
Сатурн совершает один оборот вокруг своей оси всего за 10 часов 32 минуты — это второй самый короткий день среди планет нашей Солнечной системы. Только Юпитер вращается быстрее. Из-за высокой скорости вращения Сатурн сплюснут на полюсах и расширяется к экватору.
Сколько длится год на Сатурне?
Подобно Юпитеру, Сатурн очень быстро вращается вокруг своей оси, однако ему требуется немало времени, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Скорость, с которой Сатурн вращается вокруг звезды, мала: один год на планете длится 29,4571 земных лет или 10 759 земных дней.
Как далеко находится Сатурн?
Сатурн — шестая планета от Солнца. Миллиарды километров отделяют его от Солнца и Земли.
Вторая по величине планета Солнечной системы
Наряду с Юпитером, Ураном и Нептуном Сатурн считается планетой-гигантом. Давайте узнаем некоторые любопытные подробности о размере планеты.
Размер Сатурна
Сатурн с радиусом 58 232 км является второй по величине планетой в нашей Солнечной системе — больше него только другой газовый гигант, Юпитер. Чтобы совершить путешествие вдоль экватора планеты, необходимо преодолеть расстояние в 365 882 километра!
Во сколько раз Сатурн больше Земли?
Радиус Сатурна примерно в 9,5 раз больше радиуса нашей планеты; кроме того, газовый гигант почти в 95 раз массивнее. Чтобы лучше понять размер Сатурна, представьте, что внутри него могут поместиться 764 таких планеты, как Земля.
Как далеко Сатурн от Солнца?
Планета вращается вокруг Солнца на расстоянии около 9,5 а.е. — это в 9,5 раз больше расстояния между Землей и нашей звездой. Оно эквивалентно 1,486 миллиарда километров.
Кольца Сатурна
Любое описание данного небесного тела начинается с информации о наличии колец. За всю историю астрономии, астрологии и других наук, изучающих космос, было выдвинуто множество гипотез их происхождения.
Причины возникновения могут быть в следующем:
Тема о возникновении колец до сих пор волнует умы ученых, так как не имеется доказательств их образования. Ясно одно, что они моложе самой планеты. Лед в составе колец чистый. Не выглядит, что он образовался одновременно с планетой примерно 4 млрд. лет назад.
Интересно, что кольца «терялись» в 1995 г., этот же случай повторился в 2009 г. Оказывается, они не исчезали, а планета смотрела ребром в земную сторону.
Исследования ученых
Начало изучения планеты было положено сразу после первого освоения космоса. В 1979 г. спутником на Землю были отправлены первые фотографии Сатурна, что до сих пор имеет огромное значение для изучения космоса.
В 1980 г. «Вояджер» собрал данные о температуре и составе атмосферы. Получил данные, описывающие спутники и кольца. Были получены более отчетливые кадры планеты.
В начале 1990-х космический телескоп Хаббл сделал детализированные снимки спутников и колец, чем ученые поспешили воспользоваться и провести новые исследования и вычисления.
В 1997 г. началась миссия «Кассини-Хьюгенс». Спустя 7 лет зонд «Хьюгенс» сел на поверхность спутника Титана, а аппарат «Кассини» вплоть до 2017 г. пересылал на Землю данные об этой удивительной планете.
Строение планеты и описание ядра
С ростом температуры и давления водород постепенно трансформируется в жидкое состояние. Примерно на глубине 20-30 тыс. км давление составляет 300ГПа. В таких условиях водород начинается металлизироваться. По мере углубления в недра планеты начинает увеличиваться доля соединений оксидов с водородом. Металлический водород составляет внешнюю оболочку ядра. Такое состояние водорода способствует возникновению электрических токов высокой интенсивности, образуя сильнейшее магнитное поле.
В отличие от внешних слоев Сатурна, внутренняя часть ядра представляет собой массивное образование диаметром 25 тыс. километров, состоящее из соединений кремния и металлов. Предположительно в этой области температуры достигают отметки в 11 тыс. градусов Цельсия. Масса ядра варьируется в диапазоне 9-22 масс нашей планеты.
Система спутников и кольца Сатурна
У Сатурна 62 спутника, причем большая часть из них имеет твердую поверхность и даже обладает собственной атмосферой. По своим размерам некоторые из них могут претендовать на звание планеты. Чего только стоят размеры Титана, который является одним из самых крупных спутников Солнечной системы и больше чем планета Меркурий. Это небесное тело, вращающееся вокруг Сатурна, имеет диаметр 5150 км. Спутник обладает собственной атмосферой, которая по своему составу сильно напоминает воздушную оболочку нашей планеты на ранней стадии формирования.
Ученые считают, что во всей Солнечной системе у Сатурна самая развитая система спутников. По информации, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини», Сатурн представляет собой едва ли не единственное в Солнечной системе место, где на его спутниках может быть существовать вода в жидком состоянии. На сегодняшний день исследованы только некоторые из спутников окольцованного гиганта, однако даже та информация, которая имеется, дает все основания считать эту наиболее отдаленную часть ближнего космоса пригодной для существования определенных форм жизни. В этом плане очень большой интерес для ученых-астрофизиков представляет пятый спутник — Энцелад
Главным украшением планеты, безусловно, являются его кольца. В системе принято выделять четыре главных кольца, имеющие соответствующие названия А, В, С и D. Ширина самого большого кольца В составляет 25500 км. Кольца разделяются щелями, среди которых самая большая — это деление Кассини, разграничивающая кольца А и В. По своему составу сатурнианские кольца представляют собой скопления мелких и крупных частиц водяного льда. Благодаря ледяной структуре нимбы Сатурна имеют высокое альбедо, и поэтому хорошо видны в телескоп.
Параметры колец
Всего насчитывается 7 основных колец Сатурна, названных буквами латинского алфавита(A,B,C,D,E,F,G). Каждое такое большое кольцо состоит из тысяч тонких, расположенных на минимальном отдалении друг от друга. Основные же элементы кольцевой системы разделены щелями и делениями шириной от 3 до 4700 км.Самым близким к хозяину является кольцо D. Он отдаленно от планеты на расстоянии 70 тыс. км. Самыми яркими в системе являются образования А, В, С. Увидеть эти кольца Сатурна на ночном небе можно в телескоп диаметром не менее 15 мм.
Снимок колец Сатурна
Из чего же состоят кольца Сатурна? Основным их компонентом является водяной лед и всего 1% приходится на пыль из смеси силикатов. Общая масса материала составляет 3*1019 кг.
Звуки колец
Сатурн поглощает свои кольца благодаря гравитационному взаимодействию. При их контакте с ионосферой и другими объектами орбиты возникает удивительная «мелодия». Ее сумел записать и передать на Землю зонд Кассини.
Кольца Сатурна «звучат» многогранно. Можно отчетливо расслышать тихое шипение и шуршание пылевых и ледяных частиц, сменяющиеся скрипами и коротким свистом. Этот звук имеет достаточно приятные вибрации.
Исчезновение колец
В начале 20 века умы людей взбудоражила новость об исчезновении сатурнианских колец. Прошел слух, что они начали разрушаться и гигантские обломки стремительно летят к Земле. Но новость оказалась вымыслом, связанным с ошибочной интерпретацией данных. На самом деле, кольца Сатурна были повернуты ребром к Земле, что не позволило их разглядеть в слабые телескопы того времени.
В наше время Сатурн «терял» свои кольца уже дважды. Наблюдалось это в 1995 и 2009 годах.
Открытие спутников
Первым открытым самым крупным спутником Сатурна является Титан. История его обнаружения датируется 1655 годом. Первооткрывателем был Христиан Гюйгенс.
В дальнейшем открыты Япет, Диона, Тефия и Рея в промежутке с 1671 по 1684 год. Эти луны открыты величайшим астрономом Джованни Доменико Кассини.
Следующие открытия произошли через 105 лет после открытия предшественников. Это Мимас и Энцелад. Открыл луны Уильям Гершель.
Следующими открытыми лунами оказались Гиперион и Феба (1848 и 1898 года соответственно). Затем произошел перерыв в исследованиях, так как разрешающая способность телескопов не позволяла проводить наблюдения на должном уровне.
Следующие открытия произошли после технического прорыва в астрономии и датируются 1966 годом (открытие Эпиметея и Януса).
С отправкой в космос в 1997 году аппарата Кассини, произошел прорыв в изучении планеты и за короткий промежуток времени открыты все крупнейшие спутники Сатурна.
Количество и наименование спутников Сатурна
Насчитывается 62 естественных спутника этой планеты. Однако прогресс не стоит на месте, и с появлением современных средств наблюдения за космическим пространством, каждые 5-10 лет открываются новые спутники, учитывая, сколько спутников у Сатурна уже открыто, от этой планеты еще много сюрпризов впереди.
Отличительная особенность системы Сатурна – луны Сатурна имеют схожий состав.
Среди интересных лун: Пандора и Гиперион. Первый предположительно пористое ледяное тело, а второй – ледяное тело с внутренними пустотами. Гиперион имеет странную неправильную форму, образовавшуюся в результате столкновения с космическими объектами.
Также, Гиперион своеобразен своим передвижением по орбите – оно хаотично.
Все луны Сатурна вращаются в одном направлении. Единственное исключение – Феба.
Феба вращается в противоположном направлении относительно других космических тел орбиты Сатурна. Не меньший интерес представляют и другие луны: Атлант, Мимас, Янус.
Перечень спутников выглядит следующим образом:
Самые крупные спутники
Орбита Сатурна богата на крупные космические тела. Шестерка самых крупных лун Сатурна входит в пятнадцать самых крупных космических тел (за исключением планет) солнечной системы.
Все самые крупные луны Сатурна имеют схожее происхождение и структуру. Отличительная их особенность – гравитационное влияние на кольца планеты. Ниже представлено описание самых крупных представителей орбиты, а также некоторые их особенности.
Титан
Открывает список самых крупных спутников — Титан. Титан является вторым по величине спутником в Солнечной системе, уступая по размеру лишь спутнику Юпитера Ганимеду.
Титан обладает мощной атмосферой, состоящей в основном из азота. Диаметр – около 5200 километров. Масса Титана внушительна и самая большая среди лун Сатурна (95% массы спутников планеты принадлежит Титану).
Примечательно то, что он во многом похож на Землю. Обладает единственным телом в Солнечной системе кроме Земли, на котором доказано существование жидкости.
Расстояние до Титана от Сатурна составляет 1 миллион 200 тысяч километров. Период обращения вокруг Сатурна – 16 дней.
Рея – второй по величине спутник Сатурна. Схема расположения спутников Сатурна изображает Рею как внешний спутник, то есть, находящийся вне кольцевой системы планеты.
Рея представляет собой ледяное тело с небольшими примесями горных пород, именно поэтому плотность его невелика – 1,3 кг/см3. Атмосфера состоит преимущественно из двухатомного кислорода и углекислого газа. Поверхность Реи усеяна кратерами, которые локализованы по размеру.
Одна категория кратеров не превышает и 20 км в диаметре, а другая – 30 — 40 км, что говорит о метеоритном происхождении.
Размеры спутников Сатурна (иллюстрация из открытых источников)Размеры спутников Сатурна (иллюстрация из открытых источников)
Япет – третий по величине спутник Сатурна. До присвоения ему собственного названия имел обозначение как Сатурн VIII. Имеет ряд особенностей:
Диона
Еще один из спутников – гигантов.
Диона по своему составу похожа на Рею.
Поверхность образована за счет льда, а под его поверхностью, согласно предположениям, выдвинутым после недавнего получения сведений с аппарата «Кассини», возможно нахождение океана либо отдельных озер.
Спутники Сатурна (иллюстрация из открытых источников)Спутники Сатурна (иллюстрация из открытых источников)
Тефия
Тефия – спутник планеты Сатурн, по физическим характеристикам похожий на Рею и Диону. Происхождение его связано с газопылевым облаком, витавшим вокруг планеты, сразу же после образования.
Поверхность Тефии, так же, как и поверхность схожих с ней Реи и Дионы, испещрена кратерами. При этом кратеры на поверхности Тефии, так же, как и на поверхности Реи и Дионы локализованы, происхождение их схоже.
По поверхности Тефии проходит гигантский разлом, размеры которого 2000 км в длину и 100 км ширину.
Тефия (иллюстрация из открытых источников)Тефия (иллюстрация из открытых источников)
Энцелад
Шестой по величине спутник Сатурна. Диаметр около 500 километров. Поверхность Энцелада обладает самой высокой способностью к отражению солнечного света, что опять же свидетельствует о составе поверхности. Плотность невысокая из-за преобладания льда в составе спутника.
Отличительная способность Энцелада – ледовый вулканизм, свидетельствующий о наличии под поверхностью воды в жидком состоянии.
Энцелад (иллюстрация из открытых источников)Энцелад (иллюстрация из открытых источников)
Мимас
Еще одна из лун Сатурна крупного размера. Название получил в честь титана из греческой мифологии. Диаметр около 400 километров, является самым малым космическим телом в Солнечной системе, имеющим округлую форму из-за собственной гравитации.
Мимас (иллюстрация из открытых источников)Мимас (иллюстрация из открытых источников)
Интересные факты о планете Сатурн
Сатурн – вполне необычная планета.
Она имеет множество интересных фактов:
12 занимательных фактов о Сатурне
Полеты на планету
Космические аппараты начали отправлять на Сатурн ближе к концу XX века, всего их было четыре: Пионер-11 полетел в 1979 году и сделал самые первые фотографии Сатурна и его спутников с расстояния в 20 000 км, а также определил температуру Титана (-179 °C).
Через год свое путешествие начал Вояджер-1, а еще через 9 месяцев – Вояджер – 2, сделавший первые высококачественные снимки планеты, ее колец и спутников.
Благодаря этим полетам было открыто еще пять спутников газового гиганта, а также установлено точное количество колец — 7.
В июле 2004 к Сатурну приблизился исследовательский аппарат Кассини-Гюйгенс.
Миссия Кассини
В проекте принимали участие НАСА, Европейское и Итальянское космические агентства.
Космическая станция, оснащенная камерами и спутниковыми антеннами и предназначенная непосредственно для исследования называлась “Кассини”, а прикрепленный к ней зонд, который должен был осуществить высадку на Титан – “Гюйгенсом”. Львиную долю расходов – более двух с половиной миллиардов долларов — взяло на себя США, оно же занималось разработкой и созданием станции. Зонд взяло на себя ЕКА, а антенны и высотометр разрабатывали итальянцы. Зонд назвали в честь Христиана Гюйгенса, обнаружившего Титан и наличие у Сатурна кольца, а станцию – в честь Джованни Кассини, который обозначил множественность колец и открыл четыре крупных спутника планеты.
Экспедиция на Сатурн в рамках миссии Кассини-Гюйгенса обошлась в 3 миллиарда долларов, но сведения, полученные за те 20 лет, что работала станция, явно того стоили.
Запуск “Кассини” и прикрепленного к нему зонда произошел 15 октября 1997 года, а первым пунктом прибытия обозначили Венеру.
Половину от веса станции на старте составляло топливо. “Кассини” потребовалось два года, чтобы разогнаться: станция использовала естественную гравитацию планет по пути следования. Устройство было запрограммировано таким образом, чтобы до прибытия на точку назначения, вся его система работала лишь на 2% от всей мощности.
Зимой 2000 года, когда “Кассини” пролетал Юпитер, система активизировалась и сделала фотографии, которые были переданы на Землю. Из-за долгого времени в пути в NASA предположили, что датчики сбились (предположительно, из-за космического мусора), однако вскоре все наладилось.
30 июня 2004 года космическая станция достигла пункта назначения и начала свой путь по орбите планеты, став ее первым искусственным спутником, а 14 января 2005 зонд опустился на Титан.
26 апреля 2017 года “Кассини” приступил к своей последней миссии, совершив более 20 пролетов между внутренним кольцом и самой планетой, предоставив первые фотографии с такого близкого расстояния.
15 сентября 2017 года “Кассини” сгорел в атмосфере газового гиганта, оставив неизгладимый след в истории изучения космоса.
Такая участь постигла станцию неслучайно: нельзя было допустить загрязнение спутников Сатурна, которые, основываясь на данных исследования, вполне могут быть обитаемы. На счету станции – 20 лет службы, десятки оборотов вокруг Сатурна и огромное количество уникальнейших сведений о системе планеты.
Как увидеть планету в телескоп
Кольца Сатурна можно увидеть в бинокль – они напоминают маленькие отростки. Через 60-70 мм телескоп четко видно кольца вокруг диска планеты, а в периоды умеренного или максимального раскрытия колец можно увидеть даже щель Кассини.
Для того, чтобы наблюдать облачные пояса гиганта, потребуется телескоп диаметром не менее 100-125 мм, а вот для более серьезных исследований нужен уже 200-мм аппарат.
В наше время телескопы с такими характеристиками встречаются даже у астрономов-любителей, поскольку они позволяют рассмотреть все пояса, зоны, пятна планеты и даже мельчайшие детали колец.По возможности, предпочтение стоит отдавать апохроматическим рефракторам – они дают контрастные и потрясающие по качеству изображения.
На данный момент, правда, позволить себе такой телескоп из-за высокой цены может не каждый.
Для наблюдения за Сатурном подойдет телескоп “АПО киллер” системы Максутова-Кассегрена, которые были сконструированы специально в целях наблюдения планет.
Нежелательны телескопы центральным экранированием – диаметр объектива хоть и большой, но контраст цветов нарушен.
Ручное ведение телескопа из-за наличия большого количество деталей в системе Сатурна также не способствует его подробному изучению, поэтому лучше запастись монтировкой с системой Go-To либо часовым механизмом.
Как увидеть Сатурн в телескоп
Чтобы выделить тело планеты из общего фона и создать большую контрастность рекомендуется применение следующих фильтров:
Как найти планету в небе
Чтобы найти Сатурн в небе, нужно изучить карту звездного неба: он находится в постоянном движении и не всегда бывает виден ночью. Далее нужно найти место, где свет огней города не будет мешать задуманному.
С помощью карты нужно определить нахождение экликтика – воображаемой линии, проходящей через зодиакальные созвездия и помогающей определить расположение планет. На участке неба, где должен быть Сатурн, нужно искать звезду (а планеты похожи на звезды, если смотреть невооруженным глазом), что светит ярко и не мигает – это и будет искомая планета.
Сатурн на звездном небе
Минимальное расстояние до Сатурна от Земли в 2019 году будет 9 июля – эта фаза называется противостоянием и именно в этот период планету можно рассмотреть наиболее четко. Кольца планеты обладают высокой отражательной способностью, а сама планета находится в постоянном движении, поэтому его звездная величина – блеск — колеблется в течение года.
Сколько времени лететь до Сатурна от Земли
Среднее расстояние от Сатурна до Земли – 8,5 а.е. Имея аппарат, способный развить скорость до 300 000 км в секунду, до туда можно было бы добраться за полтора часа, однако современным космическим аппаратам для этого требуется в среднем 6-7 лет: Пионер-11 летел 6 с половиной лет, Вояджер-2 – 4 года, Кассини потребовалось долгих 6 лет и 9 месяцев, а Новые Горизонты долетел за рекордные 2 года и 4 месяца.
Время в пути напрямую зависит от целей и средств, исходя из которых был запущен аппарат.
Вояджер-1 и Вояджер-2 летели к Сатурну напрямую, а Пионер-11 и Кассини подлетали к другим планетам, используя их силу притяжения, чтобы приблизиться к цели.