Масата на Сатурн в кг. Сатурн: историята на планетата с пръстени

Снимка е направена от космическия кораб Касини

Планетата Сатурн е шестата планета от Слънцето. Всички знаят за тази планета. Почти всеки може лесно да я разпознае, защото пръстените му са визитната му картичка.

Обща информация за планетата Сатурн

Знаете ли от какво са направени нейните известни пръстени? Пръстените са съставени от ледени камъни с размери от микрона до няколко метра. Сатурн, както всички планети-гиганти, се състои главно от газове. Неговото въртене варира от 10 часа и 39 минути до 10 часа и 46 минути. Тези измервания се основават на радионаблюдения на планетата.

Изображение на планетата Сатурн

Използвайки най-новите задвижващи системи и ракети-носители, космическият кораб ще отнеме най-малко 6 години и 9 месеца, за да пристигне на планетата.

В момента единственият космически кораб „Касини“ е в орбита от 2004 г. и от много години е основният доставчик на научни данни и открития. За децата планетата Сатурн, както по принцип за възрастните, е наистина най-красивата от планетите.

Основни характеристики

Най-голямата планета в Слънчевата система е Юпитер. Но заглавието на втората по големина планета принадлежи на Сатурн.

Само за сравнение, диаметърът на Юпитер е около 143 хиляди километра, а на Сатурн е само 120 хиляди километра. Юпитер е 1,18 пъти по-голям от Сатурн и 3,34 пъти по-голяма от неговата маса.

Всъщност Сатурн е много голям, но лек. И ако планетата Сатурн е потопена във вода, тя ще плува на повърхността. Гравитацията на планетата е само 91% от земната.

Сатурн и Земята се различават по размер с коефициент 9,4 и по маса с коефициент 95. Обемът на газов гигант може да побере 763 планети като нашата.

Орбита

Времето на пълен оборот на планетата около Слънцето е 29,7 години. Както всички планети в Слънчевата система, орбитата й не е идеален кръг, а има елиптична траектория. Разстоянието до Слънцето е средно 1,43 милиарда km, или 9,58 AU.

Най-близката точка от орбитата на Сатурн се нарича перихелий и се намира на 9 астрономически единици от Слънцето (1 AU е средното разстояние от Земята до Слънцето).

Най-отдалечената точка на орбитата се нарича афелий и се намира на 10,1 астрономически единици от Слънцето.

Касини пресича равнината на пръстените на Сатурн.

Една от интересните особености на орбитата на Сатурн е следната. Подобно на Земята, оста на въртене на Сатурн е наклонена спрямо равнината на Слънцето. По средата на своята орбита южният полюс на Сатурн е обърнат към Слънцето, а след това към северния. През сатурнианската година (почти 30 земни години) идват периоди, когато планетата се вижда отстрани от Земята и равнината на пръстените на гиганта съвпада с нашия зрителен ъгъл и те изчезват от погледа. Работата е там, че пръстените са изключително тънки, така че от голямо разстояние е почти невъзможно да се видят от ръба. Следващия път, когато пръстените ще изчезнат за наблюдателя на Земята през 2024-2025 г. Тъй като годината на Сатурн е дълга почти 30 години, откакто Галилей го наблюдава за първи път през телескоп през 1610 г., той е обиколил Слънцето около 13 пъти.

Климатични особености

Един от интересните факти е, че оста на планетата е наклонена към равнината на еклиптиката (както тази на Земята). И точно като нашия, на Сатурн има сезони. По средата на своята орбита, Северното полукълбо получава повече слънчева радиация и тогава всичко се променя и Южното полукълбо се къпе в слънчева светлина. Това създава огромни бури, които се променят значително в зависимост от местоположението на планетата в орбита.

Буря в атмосферата на Сатурн. Използвани са композитно изображение, изкуствени цветове, MT3, MT2, CB2 филтри и инфрачервени данни

Сезоните влияят на времето на планетата. През последните 30 години учените установиха, че скоростта на вятъра около екваториалните райони на планетата е намаляла с около 40%. Сондите на НАСА Voyager през 1980-1981 г. откриха скорости на вятъра до 1700 км/ч, а в момента само около 1000 км/ч (измерено през 2003 г.).

Сатурн прави един оборот около оста си за 10,656 часа. Отне на учените много време и изследвания, за да намерят толкова точна цифра. Тъй като планетата няма повърхност, не е възможно да се наблюдава преминаването на същите области на планетата, като по този начин се оценява скоростта на нейното въртене. Учените използваха радио излъчванията на планетата, за да преценят скоростта на въртене и да намерят точната продължителност на деня.

Галерия с изображения

Снимки на планетата, направени от телескопа Хъбъл и космическия кораб Касини.

Физически свойства

Изображение от телескопа Хъбъл

Екваториалният диаметър е 120 536 km, 9,44 пъти повече от този на Земята;

Полярният диаметър е 108 728 km, 8,55 пъти по-голям от този на Земята;

Площта на планетата е 4,27 x 10 * 10 km2, което е 83,7 пъти по-голямо от тази на Земята;

Обем - 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 пъти по-голям от този на Земята;

Маса - 5,6846 x 10 * 26 кг, 95,2 пъти повече от тази на Земята;

Плътност - 0,687 g / cm3, 8 пъти по-малко от тази на Земята, Сатурн е дори по-лек от водата;

Тази информация е непълна, по-подробно за общите свойства на планетата Сатурн ще напишем по-долу.

Сатурн има 62 луни, всъщност около 40% от луните в нашата слънчева система се въртят около него. Много от тези спътници са много малки и не се виждат от Земята. Последните са открити от космическия кораб Касини и учените очакват, че с течение на времето устройството ще открие още повече ледени спътници.

Въпреки факта, че Сатурн е твърде враждебен за всяка форма на живот, ние знаем, че неговата луна Енцелад е един от най-подходящите кандидати за търсене на живот. Енцелад е забележителен с ледените гейзери на повърхността си. Има някакъв механизъм (вероятно приливното действие на Сатурн), който създава достатъчно топлина, за да съществува течна вода. Някои учени смятат, че има шанс за живот на Енцелад.

Формиране на планетата

Подобно на останалите планети, Сатурн се е образувал от слънчевата мъглявина преди около 4,6 милиарда години. Тази слънчева мъглявина беше огромен облак от студен газ и прах, който може да се е сблъскал с друг облак или ударна вълна на свръхнова. Това събитие инициира началото на свиването на протослънчевата мъглявина с по-нататъшното формиране на Слънчевата система.

Облакът се свиваше все повече и повече, докато в центъра се образува протозвезда, която беше заобиколена от плосък диск от материал. Вътрешната част на този диск съдържаше повече тежки елементи и образуваха земните планети, докато външната област беше достатъчно студена и всъщност остана недокосната.

Материалът от слънчевата мъглявина образува все повече и повече планетезимали. Тези планетезимали се сблъскаха заедно, сливайки се в планети. В някакъв момент от ранната история на Сатурн неговата луна, с диаметър около 300 километра, е била разкъсана от гравитацията и е създала пръстените, които все още обикалят около планетата днес. Всъщност основните параметри на планетата пряко зависят от мястото на нейното формиране и количеството газ, което може да улови.

Тъй като Сатурн е по-малък от Юпитер, той се охлажда по-бързо. Астрономите смятат, че веднага щом външната му атмосфера се охлади до 15 градуса по Келвин, хелият кондензира в капчици, които започнаха да потъват към ядрото. Триенето на тези капчици нагрява планетата и сега тя излъчва около 2,3 пъти повече енергия, отколкото получава от Слънцето.

Образуване на пръстен

Изглед на планетата от космоса

Основната отличителна черта на Сатурн са пръстените. Как се образуват пръстените? Има няколко версии. Конвенционалната теория е, че пръстените са почти толкова стари, колкото самата планета и съществуват от поне 4 милиарда години. В ранната история на гиганта 300-километров спътник се приближи твърде близо до него и беше разкъсан на парчета. Съществува също така възможността два спътника да се сблъскат заедно или достатъчно голяма комета или астероид да удари спътника и той просто да се разпадне точно в орбита.

Алтернативна хипотеза за образуване на пръстен

Друга хипотеза е, че не е имало унищожаване на спътника. Вместо това пръстените, както и самата планета, се образуват от слънчевата мъглявина.

Но тук е проблемът: ледът в пръстените е твърде чист. Ако пръстените са се образували със Сатурн преди милиарди години, тогава бихме очаквали те да бъдат напълно покрити с мръсотия от микрометеорни удари. Но днес виждаме, че те са толкова чисти, сякаш са се образували преди по-малко от 100 милиона години.

Възможно е пръстените непрекъснато да обновяват материала си, като се слепват и се сблъскват един с друг, което затруднява определянето на възрастта им. Това е една от загадките, които тепърва ще бъдат разрешени.

Атмосфера

Подобно на останалите планети-гиганти, атмосферата на Сатурн е 75% водород и 25% хелий, със следи от други вещества като вода и метан.

Атмосферни характеристики

Външният вид на планетата във видима светлина изглежда по-спокоен от този на Юпитер. Планетата има ивици от облаци в атмосферата, но те са бледооранжеви и почти не се виждат. Оранжевият цвят се дължи на серни съединения в атмосферата му. В допълнение към сярата, в горните слоеве на атмосферата има малки количества азот и кислород. Тези атоми реагират помежду си и под въздействието на слънчевата светлина образуват сложни молекули, които наподобяват смог. При различни дължини на вълната на светлината, както и подобрени изображения на Cassini, атмосферата изглежда много по-впечатляваща и бурна.

Ветрове в атмосферата

Атмосферата на планетата генерира едни от най-бързите ветрове в Слънчевата система (по-бързо само на Нептун). Космическият кораб на НАСА "Вояджър", който летеше покрай Сатурн, измери скоростта на вятъра, оказа се, че е в района на 1800 км / ч на екватора на планетата. Големи бели бури се образуват в лентите, които обикалят около планетата, но за разлика от Юпитер, тези бури продължават само няколко месеца и се поглъщат от атмосферата.

Облаците във видимата част на атмосферата са съставени от амоняк и се намират на 100 км под горната част на тропосферата (тропопауза), където температурата пада до -250 ° C. Под тази граница облаците са съставени от амониев хидросулфид и са с около 170 км по-ниски. В този слой температурата е само -70 градуса С. Най-дълбоките облаци се състоят от вода и се намират на около 130 км под тропопаузата. Температурата тук е 0 градуса.

Колкото по-ниско е, толкова повече се повишават налягането и температурата и газообразният водород бавно се превръща в течност.

Шестоъгълник

Едно от най-странните метеорологични явления, открити някога, е така наречената северна шестоъгълна буря.

Шестоъгълните облаци около планетата Сатурн са открити за първи път от Вояджъри 1 и 2, след като са посетили планетата преди повече от три десетилетия. Съвсем наскоро шестоъгълникът на Сатурн беше сниман с много детайли от космическия кораб на НАСА Касини, който в момента е в орбита около Сатурн. Шестоъгълникът (или шестоъгълният вихър) е с диаметър около 25 000 км. Може да побере 4 такива планети като Земята.

Шестоъгълникът се върти с точно същата скорост като самата планета. Северният полюс на планетата обаче е различен от Южния полюс, в центъра на който има огромен ураган с гигантска фуния. Всяка страна на шестоъгълника има размер от около 13 800 км и цялата структура прави един оборот около оста за 10 часа и 39 минути, точно като самата планета.

Причина за образуването на шестоъгълник

И така, защо вихърът на Северния полюс е оформен като шестоъгълник? На астрономите им е трудно да отговорят на този въпрос 100%, но един от експертите и членовете на екипа, отговарящи за визуалния и инфрачервения спектрометър Cassini, каза: „Това е много странна буря, която има точни геометрични форми с шест почти идентични страни. Никога не сме виждали нещо подобно на други планети."

Галерия от изображения на атмосферата на планетата

Сатурн е планетата на бурите

Юпитер е известен със своите силни бури, които са ясно видими през горните слоеве на атмосферата, особено Голямото червено петно. Но има и бури на Сатурн, въпреки че не са толкова големи и интензивни, но в сравнение със земните, те са просто огромни.

Една от най-големите бури беше Голямото бяло петно, известно още като Големия бял овал, което беше наблюдавано от космическия телескоп Хъбъл през 1990 г. Такива бури вероятно се случват веднъж годишно на Сатурн (веднъж на всеки 30 земни години).

атмосфера и повърхност

Планетата много напомня на топка, направена почти изцяло от водород и хелий. Плътността и температурата му се променят, когато се придвижвате по-дълбоко в планетата.

Състав на атмосферата

Външната атмосфера на планетата се състои от 93% молекулен водород, останалата част от хелий и следи от амоняк, ацетилен, етан, фосфин и метан. Именно тези микроелементи създават видимите ивици и облаци, които виждаме на снимките.

Ядро

Обща схема на структурата на Сатурн

Според теорията на натрупването, ядрото на планетата е скалисто с голяма маса, достатъчна да улови голямо количество газове в ранната слънчева мъглявина. Неговото ядро, подобно на това на други газови гиганти, би трябвало да се формира и да стане масивно много по-бързо от другите планети, за да има време да придобие първични газове.

Газовият гигант най-вероятно се е образувал от скалисти или ледени компоненти, а ниската плътност показва течни метални и скални примеси в ядрото. Това е единствената планета, чиято плътност е по-ниска от тази на водата. Във всеки случай вътрешната структура на планетата Сатурн прилича повече на топка от гъст сироп с примеси от каменни фрагменти.

метален водород

Металният водород в ядрото генерира магнитно поле. Създаденото по този начин магнитно поле е малко по-слабо от това на Земята и се простира само до орбитата на най-големия й спътник Титан. Титан допринася за появата на йонизирани частици в магнитосферата на планетата, които създават сияния в атмосферата. Вояджър 2 засече високо налягане на слънчевия вятър върху магнитосферата на планетата. Според измерванията, направени по време на същата мисия, магнитното поле се простира само на 1,1 милиона км.

Размер на планетата

Планетата има екваториален диаметър от 120 536 км, 9,44 пъти повече от този на Земята. Радиусът е 60268 км, което я прави втората по големина планета в нашата Слънчева система, на второ място след Юпитер. Тя, както всички други планети, е сплесен сфероид. Това означава, че неговият екваториален диаметър е по-голям от диаметъра, измерен през полюсите. В случая на Сатурн това разстояние е доста значително, поради високата скорост на въртене на планетата. Полярният диаметър е 108728 km, което е с 9,796% по-малко от екваториалния диаметър, така че формата на Сатурн е овална.

Около Сатурн

Дължина на деня

Скоростта на въртене на атмосферата и самата планета могат да бъдат измерени по три различни метода. Първият е измерване на скоростта на въртене на планетата в облачния слой в екваториалната част на планетата. Има период на ротация от 10 часа и 14 минути. Ако се правят измервания в други области на Сатурн, тогава скоростта на въртене ще бъде 10 часа 38 минути и 25,4 секунди. Към днешна дата най-точният метод за измерване на продължителността на деня се основава на измерване на радио излъчване. Този метод дава планетарна скорост на въртене от 10 часа 39 минути и 22,4 секунди. Въпреки тези цифри, скоростта на въртене на вътрешността на планетата в момента не може да бъде точно измерена.

Отново екваториалният диаметър на планетата е 120 536 км, а полярният е 108 728 км. Важно е да се знае защо тази разлика в тези числа влияе върху скоростта на въртене на планетата. Същата ситуация е и на други планети-гиганти, особено разликата в въртенето на различните части на планетата се изразява в Юпитер.

Продължителността на деня според радиоизлъчването на планетата

С помощта на радиоизлъчване, което идва от вътрешните области на Сатурн, учените са успели да определят периода му на въртене. Заредените частици, уловени в неговото магнитно поле, излъчват радиовълни, когато взаимодействат с магнитното поле на Сатурн, при около 100 килохерца.

Сондата "Вояджър" измерва радиоизлъчването на планетата в продължение на девет месеца, докато прелетя през 80-те години на миналия век, и беше определено, че въртенето е 10 часа 39 минути 24 секунди, с грешка от 7 секунди. Космическият кораб Ulysses също направи измервания 15 години по-късно и даде резултат от 10 часа 45 минути 45 секунди, с грешка от 36 секунди.

Оказва се цели 6 минути разлика! Или въртенето на планетата се е забавило през годините, или сме пропуснали нещо. Междупланетната сонда Cassini измерва същите тези радиоемисии с плазмен спектрометър и учените, в допълнение към 6-минутната разлика в 30-годишните измервания, установиха, че въртенето също се променя с един процент на седмица.

Учените смятат, че това може да се дължи на две неща: слънчевият вятър, идващ от Слънцето, пречи на измерванията, а частиците от гейзерите на Енцелад влияят на магнитното поле. И двата фактора причиняват промяна на радио излъчването и могат да причинят различни резултати едновременно.

Нови данни

През 2007 г. беше установено, че някои от точковите източници на радиоизлъчване на планетата не съвпадат със скоростта на въртене на Сатурн. Някои учени смятат, че разликата се дължи на влиянието на луната Енцелад. Водната пара от тези гейзери навлиза в орбитата на планетата и се йонизира, като по този начин засяга магнитното поле на планетата. Това забавя въртенето на магнитното поле, но само леко в сравнение с въртенето на самата планета. Текущата оценка на въртенето на Сатурн, базирана на различни измервания от космическите кораби Cassini, Voyager и Pioneer, е 10 часа 32 минути и 35 секунди към септември 2007 г.

Основните характеристики на Касини за планетата предполагат, че слънчевият вятър е най-вероятната причина за разликата в данните. Разликите в измерванията на въртенето на магнитното поле се появяват на всеки 25 дни, което съответства на периода на въртене на Слънцето. Скоростта на слънчевия вятър също непрекъснато се променя, което трябва да се има предвид. Енцелад може да прави дългосрочни промени.

земно притегляне

Сатурн е планета-гигант и няма твърда повърхност и това, което е невъзможно да се види, е неговата повърхност (виждаме само горния облачен слой) и усещаме силата на гравитацията. Но нека си представим, че има някаква условна граница, която ще съответства на нейната въображаема повърхност. Каква би била силата на гравитацията на планетата, ако можехте да стоите на повърхността?

Въпреки че Сатурн има по-голяма маса от Земята (втората по големина маса в Слънчевата система, след Юпитер), той е и „най-леката“ от всички планети в Слънчевата система. Действителната гравитация във всяка точка от нейната въображаема повърхност би била 91% от тази на Земята. С други думи, ако везната ви покаже, че тежите 100 кг на Земята (о, ужас!), на "повърхността" на Сатурн ще тежите 92 кг (малко по-добре, но все пак).

За сравнение, на "повърхността" на Юпитер гравитацията е 2,5 пъти по-голяма от тази на Земята. На Марс само 1/3, а на Луната 1/6.

Какво прави силата на гравитацията толкова слаба? Гигантската планета се състои главно от водород и хелий, които той е натрупал в самото начало на формирането на Слънчевата система. Тези елементи са се образували в началото на Вселената в резултат на Големия взрив. Всичко се дължи на факта, че планетата има изключително ниска плътност.

температура на планетата

Изображение на Вояджър 2

Най-горният слой на атмосферата, който се намира на границата с космоса, има температура от -150 С. Но, докато се гмуркате в атмосферата, налягането се повишава и съответно температурата се повишава. В основата на планетата температурата може да достигне 11 700 С. Но откъде идва толкова висока температура? Образува се поради огромното количество водород и хелий, които, докато потъват в недрата на планетата, се свиват и загряват ядрото.

Благодарение на гравитационното свиване, планетата всъщност генерира топлина, отделяйки 2,5 пъти повече енергия, отколкото получава от Слънцето.

В долната част на облачния слой, който е изграден от воден лед, средната температура е -23 градуса по Целзий. Над този слой лед е амониев хидросулфид със средна температура -93 С. Над него има облаци амонячен лед, които оцветяват атмосферата в оранжево и жълто.

Как изглежда Сатурн и какъв цвят е

Дори гледайки през малък телескоп, цветът на планетата се вижда като бледожълт с нотки на оранжево. С по-мощни телескопи като Хъбъл или космическия кораб на НАСА Касини, можете да видите тънки слоеве от облаци и бури, които са смесица от бяло и оранжево. Но какво дава цвета на Сатурн?

Подобно на Юпитер, планетата е съставена почти изцяло от водород, с малко количество хелий, както и незначителни количества други съединения като амоняк, водна пара и различни прости въглеводороди.

Само горният слой от облаци, който се състои главно от кристали амоняк, е отговорен за цвета на планетата, а долното ниво на облаците е или амониев хидросулфид, или вода.

Сатурн има шарена атмосфера, подобна на тази на Юпитер, но ивиците са много по-слаби и по-широки близо до екватора. Освен това няма дълготрайни бури - нищо като Голямото червено петно ​​- които често се случват, когато Юпитер се приближава до лятното слънцестоене на северното полукълбо.

Някои от снимките, предоставени от Касини, изглеждат сини, подобно на Уран. Но това вероятно е защото виждаме разсейване на светлината от гледна точка на Касини.

Съединение

Сатурн в нощното небе

Пръстените около планетата завладяват въображението на хората от стотици години. Също така беше естествено да искаме да знаем от какво е направена планетата. Чрез различни методи учените са научили, че химическият състав на Сатурн е 96% водород, 3% хелий и 1% различни елементи, които включват метан, амоняк, етан, водород и деутерий. Някои от тези газове могат да бъдат намерени в неговата атмосфера, в течно и разтопено състояние.

Състоянието на газовете се променя с повишаване на налягането и температурата. В горната част на облаците ще срещнете кристали амоняк, в долната част на облаците с амониев хидросулфид и/или вода. Под облаците се повишава атмосферното налягане, което води до повишаване на температурата и водородът преминава в течно състояние. Докато се придвижваме по-дълбоко в планетата, налягането и температурата продължават да се повишават. В резултат на това в ядрото водородът става метален, преминавайки в това специално агрегатно състояние. Смята се, че планетата има хлабаво ядро, което освен водород се състои от скали и някои метали.

Съвременното изследване на космоса доведе до много открития в системата на Сатурн. Изследванията започват с прелитането на космическия кораб Pioneer 11 през 1979 г. Тази мисия открива пръстена F. Voyager 1 прелетя през следващата година, изпращайки детайли от повърхността на някои от спътниците обратно на Земята. Той също така доказа, че атмосферата на Титан не е прозрачна за видимата светлина. През 1981 г. Вояджър 2 посещава Сатурн и открива промени в атмосферата, а също така потвърждава наличието на пропуските на Максуел и Кийлър, които Вояджър 1 вижда за първи път.

След "Вояджър 2" в системата пристигна космическият кораб "Касини-Хюйгенс", който излезе в орбита около планетата през 2004 г., можете да прочетете повече за мисията му в тази статия.

радиация

Когато спускаемият апарат на НАСА Касини за първи път пристигна на планетата, той засече гръмотевични бури и радиационни пояси около планетата. Той дори намери нов радиационен пояс, разположен вътре в пръстена на планетата. Новият радиационен пояс е на 139 000 км от центъра на Сатурн и се простира на 362 000 км.

Северно сияние на Сатурн

Видео, показващо север, създадено от изображения от космическия телескоп Хъбъл и космическия кораб Касини.

Поради наличието на магнитно поле, заредените частици на Слънцето се улавят от магнитосферата и образуват радиационни пояси. Тези заредени частици се движат по линиите на магнитното поле и се сблъскват с атмосферата на планетата. Механизмът на възникване на сиянието е подобен на този на Земята, но поради различния състав на атмосферата, сиянията на гиганта са лилави, за разлика от зелените на Земята.

Аврората на Сатурн, видяна от телескопа Хъбъл

Галерия Аврора

най-близките съседи

Коя е най-близката планета до Сатурн? Зависи къде в орбитата се намира в момента, както и положението на другите планети.

За по-голямата част от орбитата най-близката планета е . Когато Сатурн и Юпитер са на минималното си разстояние един от друг, те са само на 655 000 000 км.

Когато са разположени на противоположни страни една от друга, планетите Сатурн понякога се приближават много близо една до друга и в този момент са разделени на 1,43 милиарда км една от друга.

Главна информация

Следните факти за планетата се основават на планетарните бюлетини на НАСА.

Тегло - 568,46 x 10 * 24 кг

Обем: 82 713 x 10*10 km3

Среден радиус: 58232 км

Среден диаметър: 116 464 км

Плътност: 0,687 g/cm3

Първа скорост на бягство: 35,5 km/s

Ускорение при свободно падане: 10,44 m/s2

Естествени спътници: 62

Разстояние от Слънцето (главна ос на орбитата): 1,43353 милиарда км

Орбитален период: 10 759,22 дни

Перихелион: 1,35255 милиарда км

Афелион: 1,5145 милиарда км

Орбитална скорост: 9,69 km/s

Орбитален наклон: 2,485 градуса

Ексцентриситет на орбитата: 0,0565

Период на сидерично въртене: 10,656 часа

Период на въртене около оста: 10,656 часа

Аксиален наклон: 26,73°

Кой е открил: известно е още от праисторически времена

Минимално разстояние от Земята: 1,1955 милиарда км

Максимално разстояние от Земята: 1,6585 милиарда км

Максимален видим диаметър от Земята: 20,1 дъгови секунди

Минимален видим диаметър от Земята: 14,5 дъгови секунди

Привиден блясък (максимум): 0,43 величини

История

Космическо изображение, направено от телескопа Хъбъл

Планетата е ясно видима с просто око, така че е трудно да се каже кога е била открита за първи път. Защо планетата се нарича Сатурн? Кръстен е на римския бог на реколтата – този бог отговаря на гръцкия бог Кронос. Ето защо произходът на името е римски.

Галилей

Сатурн и неговите пръстени са мистерия, докато Галилей за първи път не построи своя примитивен, но работещ телескоп и погледна планетата през 1610 г. Разбира се, Галилей не разбираше какво вижда и мислеше, че пръстените са големи луни от двете страни на планетата. Това беше преди Кристиан Хюйгенс да използва най-добрия телескоп, за да види, че всъщност не са луни, а пръстени. Хюйгенс е и първият, който открива най-голямата луна Титан. Въпреки факта, че видимостта на планетата позволява да се наблюдава от почти навсякъде, нейните спътници, подобно на пръстените, се виждат само през телескоп.

Жан Доминик Касини

Той открива празнина в пръстените, наречена по-късно Касини, и е първият, който открива 4 спътника на планетата: Япет, Рея, Тетида и Диона.

Уилям Хершел

През 1789 г. астрономът Уилям Хершел открива още две луни, Мимас и Енцелад. А през 1848 г. британски учени откриха спътник, наречен Хиперион.

Преди полета на космически кораб до планетата, ние знаехме не толкова за това, въпреки факта, че дори можете да видите планетата с просто око. През 70-те и 80-те години НАСА изстреля космическия кораб Pioneer 11, който беше първият космически кораб, посетил Сатурн, преминавайки в рамките на 20 000 km от облачния слой на планетата. Последваха изстрелванията на Вояджър 1 през 1980 г. и Вояджър 2 през август 1981 г.

През юли 2004 г. спускаемият апарат на НАСА Касини пристигна в системата на Сатурн и състави най-подробното описание на планетата Сатурн и нейната система от наблюдения. Касини е направил близо 100 прелитания покрай спътника на Титан, няколко обиколки на много други луни и ни е изпратил хиляди изображения на планетата и нейните луни. Касини открива 4 нови луни, нов пръстен и открива морета от течни въглеводороди на Титан.

Разширена анимация на полет на Касини в системата на Сатурн

Пръстени

Те са съставени от ледени частици, обикалящи около планетата. Има няколко основни пръстена, които се виждат ясно от Земята и астрономите използват специални обозначения за всеки от пръстените на Сатурн. Но колко пръстена всъщност има планетата Сатурн?

Пръстени: изглед от Касини

Нека се опитаме да отговорим на този въпрос. Самите пръстени са разделени на следните части. Двете най-плътни части на пръстена са обозначени като A и B, те са разделени от празнината на Касини, последвана от пръстена C. След 3-те основни пръстена има по-малки, прашни пръстени: D, G, E, а също и F пръстен, който е най-външният. И така, колко основни пръстена? Точно така - 8!

Тези три основни пръстена и 5 пръстена за прах съставляват основната маса. Но има още няколко пръстена, като Janus, Meton, Pallene, както и дъгите на пръстена Anf.

Има и по-малки пръстени и празнини в различни пръстени, които са трудни за преброяване (например празнината на Енке, празнината на Хюйгенс, празнината на Dawes и много други). По-нататъшното наблюдение на пръстените ще даде възможност да се изяснят техните параметри и брой.

Изчезващи пръстени

Поради наклона на орбитата на планетата, пръстените стават ръбове на всеки 14-15 години и поради факта, че са много тънки, те всъщност изчезват от полезрението на земните наблюдатели. През 1612 г. Галилей забелязал, че откритите от него спътници са изчезнали някъде. Ситуацията беше толкова странна, че Галилей дори изостави наблюденията на планетата (най-вероятно в резултат на срива на надеждите!). Той открил пръстените (и ги сбъркал със сателити) две години по-рано и моментално бил очарован от тях.

Параметри на пръстена

Планетата понякога е наричана „Перлата на Слънчевата система“, защото пръстенната й система прилича на корона. Тези пръстени са съставени от прах, камък и лед. Ето защо пръстените не се разпадат, т.к. той не е цял, а се състои от милиарди частици. Част от материала в пръстеновидната система е с размерите на пясъчни зърна, а някои обекти са по-големи от високи сгради, достигайки един километър в диаметър. От какво са направени пръстените? Предимно ледени частици, въпреки че има и пръстени прах. Поразителното е, че всеки пръстен се върти с различна скорост по отношение на планетата. Средната плътност на пръстените на планетата е толкова ниска, че звездите могат да се видят през тях.

Сатурн не е единствената планета с пръстенна система. Всички газови гиганти имат пръстени. Пръстените на Сатурн се открояват, защото са най-големите и най-ярките. Пръстените са дебели около един километър и се простират на 482 000 км от центъра на планетата.

Пръстените на Сатурн са наречени по азбучен ред според реда, в който са открити. Това прави пръстените малко объркващи, изброявайки ги извън ред от планетата. По-долу е даден списък на основните пръстени и пролуките между тях, както и разстоянието от центъра на планетата и тяхната ширина.

Звуците на пръстените

В това прекрасно видео чувате звуците на планетата Сатурн, които са радиоизлъчването на планетата, преведено в звук. Радио излъчване в километров обхват се генерира заедно със сиянията на планетата.

Плазменият спектрометър Cassini направи измервания с висока разделителна способност, които позволиха на учените да преобразуват радиовълните в аудио чрез честотно изместване.

Появата на пръстени

Как се появиха пръстените? Най-простият отговор на въпроса защо планетата има пръстени и от какво са направени е, че планетата е натрупала много прах и лед на различни разстояния от себе си. Тези елементи най-вероятно са били уловени от гравитацията. Въпреки че някои смятат, че те са се образували в резултат на унищожаването на малък спътник, който се е приближил твърде близо до планетата и е попаднал в границата на Рош, в резултат на което е бил разкъсан на парчета от самата планета.

Някои учени предполагат, че целият материал в пръстените е продукт на сателитни сблъсъци с астероиди или комети. След сблъсъка останките от астероидите успяха да избягат от гравитационното привличане на планетата и образуваха пръстени.

Независимо коя от тези версии е правилна, пръстените са доста впечатляващи. Всъщност Сатурн е господарят на пръстените. След изследване на пръстените е необходимо да се проучат пръстенните системи на други планети: Нептун, Уран и Юпитер. Всяка от тези системи е по-слаба, но все пак интересна по свой начин.

Галерия със снимки на пръстени

Живот на Сатурн

Трудно е да си представим по-малко гостоприемна планета за живот от Сатурн. Планетата е съставена почти изцяло от водород и хелий, със следи от воден лед в долния облачен слой. Температурата в горната част на облаците може да падне до -150 C.

Докато се спускате в атмосферата, налягането и температурата ще се увеличат. Ако температурата е достатъчно топла, за да предпази водата от замръзване, тогава налягането на атмосферата на това ниво е същото като на няколко километра под земния океан.

Животът на спътниците на планетата

За да открият живот, учените предлагат да разгледат спътниците на планетата. Те са съставени от значително количество воден лед и тяхното гравитационно взаимодействие със Сатурн вероятно поддържа вътрешните им помещения топли. Известно е, че луната Енцелад има на повърхността си гейзери с вода, които изригват почти непрекъснато. Възможно е да има огромни запаси от топла вода под ледената кора (почти като Европа).

Друга луна, Титан, има езера и морета от течни въглеводороди и се смята, че е място с потенциал за създаване на живот. Астрономите смятат, че Титан е много подобен по състав на Земята в ранната си история. След като Слънцето се превърне в червено джудже (след 4-5 милиарда години), температурата на спътника ще стане благоприятна за възникването и поддържането на живота, а голямо количество въглеводороди, включително сложни, ще бъдат основният „бульон “.

позиция в небето

Сатурн и неговите шест луни, любителска снимка

Сатурн се вижда на небето като доста ярка звезда. Текущите координати на планетата се уточняват най-добре в специализирани програми за планетариум, като Stellarium, а събития, свързани с нейното покритие или преминаване през определен регион, както и всичко за планетата Сатурн, могат да се видят в статията 100 астрономически събития на годината. Конфронтацията на планетата винаги дава възможност да я разгледаме максимално подробно.

Предстоящи сблъсъци

Познавайки ефемеридите на планетата и нейната величина, намирането на Сатурн в звездното небе не е трудно. Въпреки това, ако имате малък опит, търсенето му може да се забави, така че препоръчваме да използвате любителски телескопи с монтиране Go-To. Използвайте телескоп с монтиране Go-To и няма да е необходимо да знаете координатите на планетата и къде може да се види в момента.

Полет до планетата

Колко време ще отнеме космическото пътуване до Сатурн? В зависимост от избрания от вас маршрут, полетът може да отнеме различно време.

Например: Отне на Pioneer 11 шест години и половина, за да стигне до планетата. Вояджър 1 отне три години и два месеца, Вояджър 2 - четири години, а космическият кораб Касини - шест години и девет месеца! Космическият кораб New Horizons използва Сатурн като гравитационен трамплин по пътя си към Плутон и пристигна две години и четири месеца след изстрелването. Защо има такава огромна разлика във времето на полета?

Първият фактор, определящ времето за полет

Нека помислим дали космическият кораб е изстрелян директно към Сатурн, или използва други небесни тела по пътя си като прашка?

Вторият фактор, определящ времето за полет

Това е тип двигател на космически кораби и третият фактор е дали ще летим покрай планетата или ще влезем в нейната орбита.

Имайки предвид тези фактори, нека разгледаме мисиите, споменати по-горе. Pioneer 11 и Cassini използваха гравитационното влияние на други планети, преди да се насочат към Сатурн. Тези прелитания на други тела добавиха години към вече дългото пътуване. Вояджър 1 и 2 използваха само Юпитер по пътя си към Сатурн и пристигнаха много по-бързо. Корабът New Horizons имаше няколко различни предимства пред всички други сонди. Двете основни предимства са, че има най-бързия и усъвършенстван двигател и е изстрелян по къса траектория към Сатурн по пътя си към Плутон.

Етапи на изследване

Панорамно изображение на Сатурн, направено на 19 юли 2013 г. от космическия кораб Касини. В изпразнения пръстен вляво бялата точка е Енцелад. Земята се вижда отдолу и вдясно от центъра на изображението.

През 1979 г. първият космически кораб достига планетата-гигант.

Пионер-11

Създаден през 1973 г., Pioneer 11 прелетя покрай Юпитер и използва гравитацията на планетата, за да промени траекторията си и да се насочи към Сатурн. Той пристига на 1 септември 1979 г., преминавайки 22 000 км над облачния слой на планетата. За първи път в историята той провежда изследвания в близък план на Сатурн и предава снимки на планетата в близък план, откривайки непознат досега пръстен.

Вояджър 1

Сондата на НАСА Voyager 1 беше следващият космически кораб, който посети планетата на 12 ноември 1980 г. Той прелетя 124 000 км от облачния слой на планетата и изпрати поток от наистина безценни снимки на Земята. Те решават да изпратят Вояджър 1 да лети около спътника на Титан и да изпратят неговия брат близнак Вояджър 2 на други гигантски планети. В резултат на това се оказа, че въпреки че апаратът предава много научна информация, той не вижда повърхността на Титан, тъй като е непрозрачна за видимата светлина. Затова всъщност корабът беше пожертван в полза на най-големия спътник, на който учените имаха големи надежди, но в крайна сметка видяха оранжева топка, без никакви подробности.

Вояджър 2

Малко след прелитането на Вояджър 1, Вояджър 2 прелетя в системата на Сатурн и изпълни почти идентична програма. Стигна до планетата на 26 август 1981 г. Освен че обикаля около планетата на разстояние от 100 800 км, той е летял близо до Енцелад, Тетида, Хиперион, Япет, Фийба и редица други луни. Вояджър 2, получил гравитационно ускорение от планетата, се насочи към Уран (успешен прелет през 1986 г.) и Нептун (успешен прелет през 1989 г.), след което продължи пътуването си към границите на Слънчевата система.

Касини-Хюйгенс

Изглед на Сатурн от Касини

Сондата на НАСА Касини-Хюйгенс, която пристигна на планетата през 2004 г., успя наистина да проучи планетата от постоянна орбита. Като част от мисията си, космическият кораб достави сондата Хюйгенс на повърхността на Титан.

ТОП 10 снимки на Касини

Касини е завършил основната си мисия и е продължил да изучава системата на Сатурн и неговите луни в продължение на много години. Сред неговите открития си струва да се отбележи откриването на гейзери на Енцелад, морета и езера на въглеводороди на Титан, нови пръстени и спътници, както и данни и снимки от повърхността на Титан. Учените планират да сложат край на мисията Касини през 2017 г. поради съкращения в бюджета на НАСА за изследване на планетата.

Бъдещи мисии

Следващата мисия на системата Titan Saturn (TSSM) не трябва да се очаква до 2020 г., а доста по-късно. Използвайки гравитационни маневри близо до Земята и Венера, това устройство ще може да достигне Сатурн приблизително през 2029 г.

Предвиден е четиригодишен план за полети, в който са предвидени 2 години за изследване на самата планета, 2 месеца за изследване на повърхността на Титан, в което ще участва спускателният апарат и 20 месеца за изследване на спътника от орбита. Русия също може да вземе участие в този наистина грандиозен проект. Бъдещото участие на федералната агенция Роскосмос вече се обсъжда. Въпреки че тази мисия далеч не е реализирана, ние все още имаме възможността да се насладим на фантастичните изображения на Касини, които той предава редовно и до които всеки има достъп само няколко дни след предаването им на Земята. Успех в изследването на Сатурн!

Отговори на най-често срещаните въпроси

1. На кого е кръстена планетата Сатурн? В чест на римския бог на плодородието.
2. Кога е открит Сатурн? Известно е от древни времена и е невъзможно да се установи кой пръв е определил, че това е планета.
3. Колко далеч е Сатурн от Слънцето? Средното разстояние от Слънцето е 1,43 милиарда km, или 9,58 AU.
4. Как да го намерим в небето? Най-добре е да използвате карти за търсене и специализиран софтуер, като Stellarium.
5. Какви са координатите на сайта? Тъй като това е планета, нейните координати се променят, можете да разберете ефемеридите на Сатурн на специализирани астрономически ресурси.

Планетата Сатурн е един от най-ярките обекти в нашето звездно небе. Неговата отличителна черта е наличието на пръстени. Г. Галилей ги вижда за първи път през 1610 г., но не разбира какво представляват, записвайки, че Сатурн се състои от части.

Половин век по-късно холандският математик, физик и астроном Кристиан Хюйгенс(1629-1695) съобщава за наличието на пръстен на Сатурн, а през 1675 г. известният италиански и френски астроном Жан Доминик Касини(1625-1712) открива празнина между пръстените.

Тези пръстени се виждат от Земята дори през малък телескоп. Те са съставени от хиляди и хиляди малки твърди парчета скала и лед, които обикалят около планетата. Веднъж на 14-15 години пръстените на Сатурн не се виждат от Земята, тъй като се обръщат на ръба.

Обща характеристика на планетата Сатурн

Следователно Сатурн не е твърда топка, а се състои от газ и течност, екваториалните му части се въртят по-бързо от полярните региони: на полюсите един оборот е с приблизително 26 минути по-бавен.

Една от характеристиките на Сатурн е, че той е единствената планета в Слънчевата система, чиято плътност е по-малка от тази на водата. Атмосферата на Сатурн е много плътна, състояща се от 94% водород и 6% хелий. Температурата на повърхността на планетата е 150 °C.

Скоростта на ветровете на Сатурн зависи от географската ширина на мястото, достигайки 500 m/s, което е три пъти повече, отколкото на Юпитер. Бурите често се наблюдават в атмосферата на Сатурн, макар и не толкова мощни като прочутото Червено петно ​​на Юпитер. По-специално, Голямото кафяво петно ​​е открито на Сатурн.

Планетата има осем големи главни и много малки спътника.

Повечето спътници са направени от лед: тяхната плътност не надвишава 1400 кг/м3 Най-големите спътници образуват скално ядро. Почти всички спътници винаги са обърнати към планетата от едната страна.

Най-голямата луна на Сатурн е Титан. Тя е по-голяма от планетата Меркурий. Диаметърът му е 5150 км. Открит е през 1655 г. от Кристиан Хюйгенс. Титан има океани, морета, континенти. Температурата е 180 °C. Тази луна е обвита в оранжева атмосфера от метан и етан.

Луната Енцелад е най-яркото тяло в Слънчевата система, което очевидно е покрито с тънък слой скреж. Двата най-големи кратера на тази луна на Сатурн са кръстени на Али Баба и Аладин.

Хиперион е тъмен спътник с неправилна форма със собствено хаотично въртене. Тя няма постоянна скорост на въртене около оста си: тя се променя през месеца с десетки процента.

Луната на Сатурн Фийби се върти около планетата в обратна посока.

Той е вторият по големина след Юпитер, има огромна маса и плътен слой от пръстени, които го заобикалят. Атмосферата на Сатурн е явление, което е предмет на спорове сред учените от много години. Но днес е надеждно установено, че именно газовете формират основата на цялото въздушно тяло, което няма твърда повърхност.

История на великото откритие

Дълго време учените вярваха, че нашата система е затворена именно от тази огромна планета и няма нищо извън нейната орбита. Те го изучават от далечната 1610 г., след като Галилей изследва Сатурн през телескоп и също така подчерта наличието на пръстени в бележките си. В онези години никой не би могъл да си помисли, че това небесно тяло е толкова различно от Земята, Венера или Марс: то дори няма повърхност и се състои изцяло от газове, нагрети до невъобразими температури. Наличието на атмосферата на Сатурн е потвърдено едва през 20-ти век. Нещо повече, само съвременни учени са успели да заключат, че планетата е газова топка.

Изследван е от спътника "Вояджър 1", който успя да пусне сонда във външните.Получени са изображения, които показват съдържанието основно на водород в състава на облаците на Сатурн, както и на много други газове. Оттогава изследванията се провеждат само въз основа на теории и изчисления. И тук би било справедливо да се отбележи, че една от най-мистериозните и непознати планети до настоящия момент е именно Сатурн.

Наличието на атмосферата, нейния състав

Знаем, че земните планети, които са в непосредствена близост до Слънцето, нямат атмосфера. Но това са твърди тела, които се състоят от камък и метал, имат определена маса и съответстващи на нея параметри. С газовите балони нещата стоят доста по-различно. Атмосферата на Сатурн е самата основа. Безкрайни газови изпарения, мъгли и облаци се събират в невероятни количества и образуват топчеста форма благодарение на магнитното поле на ядрото.

Основата на атмосферата на планетата е водородът: той е над 96 процента. Други газове присъстват като примеси, чиито пропорции зависят от дълбочината. Струва си да се отбележи, че на Сатурн няма водни кристали, различни модификации на лед и други органични вещества.

Два слоя на атмосферата и техният състав

И така, атмосферата на Сатурн е разделена на две части: външния слой и вътрешния. Първият се състои от 96,3 процента молекулен водород, 3 процента хелий. Тези основни газове се смесват с компоненти като фосфин, амоняк, метан и етан. Има силна повърхност, която достига 500 m/s. Що се отнася до долния слой на атмосферата, тук преобладава металният водород – около 91 процента, както и хелият. Тази среда съдържа облаци от амониев хидросулфид. Долният атмосферен слой винаги се нагрява до краен предел. С приближаването до ядрото температурата достига хиляди Келвини, тъй като досега е невъзможно да се изследва планетата с помощта на сонди, направени в земни условия.

атмосферни явления

Най-често срещаните явления на тази планета са ветровете и ураганите. Повечето потоци духат от запад на изток по отношение на аксиалното въртене. В екваториалната област настъпва леко затишие и с отдалечаването от нея се появяват западни потоци. Има и места на Сатурн, където определени неща се случват с постоянна честота.Например, Големият бял овал се появява в южното полукълбо веднъж на всеки тридесет години. По време на такова „лошо време“ атмосферата на Сатурн, чийто състав допълнително допринася за това явление, е буквално пронизана от светкавици. Изхвърлянията се случват главно в средните ширини, между екватора и полюсите. Що се отнася до последното, основното явление тук се счита за по-силни огнища на север, тъй като там магнитното поле е по-силно, отколкото на юг. Сиянието се появява под формата на овални пръстени или спирали.

налягане и температура

Както се оказа, атмосферата на Сатурн прави тази планета доста хладна в сравнение с Юпитер, но със сигурност не толкова ледена като Уран и Нептун. В горните слоеве температурата е около -178 градуса по Целзий, като се вземат предвид постоянните ветрове и урагани. Колкото по-близо се приближаваме до ядрото, толкова повече нараства налягането и следователно температурата се повишава. В средните слоеве е -88 градуса, а налягането е около хиляда атмосфери. Крайната точка, достигната от сондата, беше температурна зона от -3. Според изчисленията в района на ядрото на планетата налягането достига 3 милиона атмосфери. В този случай температурата е 11 700

Послеслов

Разгледахме накратко структурата на атмосферата на Сатурн. Съставът му може да се сравни с този на Юпитер, а има и прилики с ледените гиганти – Уран и Нептун. Но, както всяка газова топка, Сатурн е уникален по своята структура. Тук духат много силни ветрове, налягането достига невероятни нива, докато температурата остава хладна (по астрономически стандарти).

Един от най-красивите астрономически обекти за наблюдение несъмнено е планетата с пръстени – Сатурн. Трудно е да не се съглася с това твърдение, ако поне веднъж беше възможно да се погледне пръстеновидният гигант през обектива на телескопа. Този обект на Слънчевата система обаче е интересен не само от гледна точка на естетиката.

Защо шестата планета от Слънцето има система от пръстени и защо тя получи толкова ярък атрибут? Астрофизиците и астрономите все още се опитват да отговорят на тези и много въпроси.

Кратко описание на планетата Сатурн

Подобно на други газови гиганти от близкото ни пространство, Сатурн представлява интерес за научната общност. Разстоянието от Земята до нея варира в диапазона от 1,20-1,66 милиарда километра. За да преодолеят този огромен и дълъг път, космическият кораб, изстрелян от нашата планета, ще се нуждае от малко повече от две години. Най-новата автоматична сонда "New Horizons" достигна шестата планета за две години и четири месеца. В този случай трябва да се има предвид, че движението на планетата около Слънцето е подобно на орбиталното движение на Земята. С други думи, орбитата на Сатурн е перфектна елипса. Има третия по големина орбитален ексцентриситет след Меркурий и Марс. Разстоянието от Слънцето в перихелий е 1 353 572 956 km, докато в афелия газовият гигант се отдалечава малко, намирайки се на разстояние от 1 513 325 783 km.

Дори на такова значително разстояние от централната звезда, шестата планета се държи доста оживено, въртейки се около собствената си ос с огромна скорост от 9,69 km / s. Периодът на въртене на Сатурн е 10 часа и 39 минути. По този показател той е на второ място след Юпитер. Такава висока скорост на въртене кара планетата да изглежда сплескана от полюсите. Визуално Сатурн прилича на въртящ се връх, въртящ се със зашеметяваща скорост, препускащ през космоса със скорост от 9,89 km/s, правейки пълен оборот около Слънцето за почти 30 земни години. От момента, в който Сатурн е открит от Галилей през 1610 г., небесното тяло се е обърнало само 13 пъти около главната звезда на Слънчевата система.

Планетата изглежда в нощното небе като доста ярка точка, чиято видима величина варира в диапазона от +1,47 до -0,24. Особено видими са пръстените на Сатурн, които имат високо албедо.

Местоположението на Сатурн в космоса също е любопитно. Оста на въртене на тази планета има почти същия наклон към оста на еклиптиката като тази на Земята. В това отношение газовият гигант има сезони.

Сатурн не е най-голямата планета в Слънчевата система, а само вторият по големина небесен обект в най-близкото ни пространство след Юпитер.Средният радиус на планетата е 58,232 км, срещу 69 911 км. при Юпитер. В този случай полярният диаметър на планетата е по-малък от екваториалната стойност. Масата на планетата е 5,6846 10²⁶ kg, което е 96 пъти масата на Земята.

Най-близките до Сатурн планети са неговите братя от планетарната група – Юпитер и Уран. Първият се отнася до газовите гиганти, докато Уран е класифициран като леден гигант. Двата газови гиганта Юпитер и Сатурн се характеризират с огромна маса, съчетана с ниска плътност. Това се дължи на факта, че и двете планети са гигантски сферични съсиреци от втечнен газ. Плътността на Сатурн е 0,687 g / cm³, отстъпва по този показател на всички планети на Слънчевата система.

За сравнение, плътността на земните планети Марс, Земя, Венера и Меркурий е съответно 3,94 g/cm³, 5,515 g/cm³, 5,25 g/cm³ и 5,42 g/cm³.

Описание и състав на атмосферата на Сатурн

Повърхността на планетата е условно понятие, шестата планета няма земния свод. Вероятно повърхността е дъното на водородно-хелиевия океан, където под въздействието на чудовищно налягане газовата смес преминава в полутечно и течно състояние. Към днешна дата няма технически средства за изследване на повърхността на планетата, така че всички предположения за структурата на газовия гигант изглеждат чисто теоретични. Обект на изследване е атмосферата на Сатурн, която обгръща планетата в плътно одеяло.

Въздушната обвивка на планетата се състои главно от водород. Именно водородът и хелият са химичните елементи, поради които атмосферата е в постоянно движение. Това се доказва от големи облачни образувания, състоящи се от амоняк. Поради факта, че най-малките частици сяра присъстват в състава на сместа въздух-газ, Сатурн има оранжев цвят отстрани. Облачните зони започват от долната граница на тропосферата, на височина 100 km. от въображаемата повърхност на планетата. Температурата в тази област варира в диапазона от 200-250⁰ по Целзий под нулата.

По-точните данни за състава на атмосферата са както следва:

• водород 96%;
• хелий 3%;
• метанът е само 0,4%;
• амонякът представлява 0,01%;
• молекулен водород 0,01%;
• 0,0007% е етан.

По отношение на своята плътност и масивност, облачността на Сатурн изглежда по-мощна, отколкото на Юпитер. В долната част на атмосферата основните компоненти на сатурнианските облаци са амониев хидросулфит или вода, в различни вариации. Наличието на водна пара в по-ниските части на атмосферата на Сатурн, на височини по-малко от 100 km, също позволява температура, която в тази област е в рамките на абсолютната нула. Атмосферното налягане в ниските части на атмосферата е 140 kPa. Когато се приближите до повърхността на небесно тяло, температурата и налягането започват да се повишават. Газообразните съединения се трансформират, образувайки нови форми. Поради високото налягане водородът придобива полутечно състояние. Приблизително средната температура на повърхността на водородно-хелиевия океан е 143K.

Това състояние на въздушно-газовата обвивка беше причината Сатурн да е единствената планета от Слънчевата система, която отделя повече топлина в околното космическо пространство, отколкото получава от нашето Слънце.

Сатурн, намиращ се на разстояние милиард и половина километра от Слънцето, получава 100 пъти по-малко слънчева топлина от Земята.

Печката на Сатурн се обяснява с работата на механизма Келвин-Хелмхолц. Когато температурата спадне, налягането в слоевете на атмосферата на планетата също намалява. Небесното тяло неволно започва да се свива, превръщайки потенциалната енергия на компресия в топлина. Друго предположение, което обяснява интензивното отделяне на топлина от Сатурн, е химическа реакция. В резултат на конвекция в слоевете на атмосферата, молекулите на хелия се кондензират във водородни слоеве, придружени от отделяне на топлина.

Плътните облачни маси, температурните разлики в слоевете на атмосферата допринасят за това, че Сатурн е един от най-ветровитите региони на Слънчевата система. Бурите и ураганите тук са с порядък по-силни и по-мощни, отколкото на Юпитер. Скоростта на въздушния поток в някои случаи достига невероятните 1800 км/ч. Освен това сатурнианските бури се образуват бързо. Произходът на ураган на повърхността на планетата може да се наблюдава визуално, като се наблюдава Сатурн през телескоп в продължение на няколко часа. След бързото раждане обаче започва дълъг период на насилие на космическия елемент.

Структурата на планетата и описанието на ядрото

С повишаване на температурата и налягането водородът постепенно преминава в течно състояние. Приблизително на дълбочина 20-30 хиляди км налягането е 300 GPa. При такива условия водородът започва да метализира. Докато навлизаме по-дълбоко в недрата на планетата, делът на съединенията на оксидите с водорода започва да се увеличава. Метален водород изгражда външната обвивка на ядрото. Това състояние на водород допринася за появата на електрически токове с висок интензитет, образувайки силно магнитно поле.

За разлика от външните слоеве на Сатурн, вътрешната част на ядрото е масивна формация с диаметър 25 хиляди километра, състояща се от съединения на силиций и метали. Предполага се, че в този район температурите достигат 11 хиляди градуса по Целзий. Масата на ядрото варира в диапазона от 9-22 маси на нашата планета.

Сателитна система и пръстени на Сатурн

Сатурн има 62 луни, като повечето от тях имат твърда повърхност и дори имат собствена атмосфера. По своя размер някои от тях могат да претендират за титлата на планетата. Какви са размерите само на Титан, който е един от най-големите спътници на Слънчевата система и по-голям от планетата Меркурий. Това небесно тяло, въртящо се около Сатурн, има диаметър 5150 км. Сателитът има своя атмосфера, която по състава си силно наподобява въздушната обвивка на нашата планета в ранен етап на формиране.

Учените смятат, че Сатурн има най-развитата система от спътници в цялата Слънчева система. Според информацията, получена от автоматичната междупланетна станция Касини, Сатурн е може би единственото място в Слънчевата система, където течната вода може да съществува на неговите спътници. Към днешна дата са проучени само някои от спътниците на пръстеновидния гигант, но дори наличната информация дава всички основания да се счита тази най-отдалечена част от близкото пространство за подходяща за съществуването на определени форми на живот. В това отношение петият спътник, Енцелад, представлява голям интерес за астрофизиците.

Основната украса на планетата, разбира се, са нейните пръстени. Обичайно е да се разграничават четири основни пръстена в системата, имащи съответните имена A, B, C и D. Ширината на най-големия пръстен B е 25 500 km. Пръстените са разделени с пролуки, сред които най-голямото е разделението на Касини, което ограничава пръстените А и В. В състава си сатурнианските пръстени представляват струпвания на малки и големи частици воден лед. Поради структурата на леда, ореолите на Сатурн имат високо албедо и следователно са ясно видими през телескоп.

Най-накрая

Напредъкът в науката и технологиите през последните 30 години позволи на учените да изследват по-интензивно далечната планета с помощта на технически средства. След първата информация, получена в резултат на полета на американския космически кораб Pioneer 11, който за първи път прелетя близо до газовия гигант през 1979 г., Сатурн се залавя с него.

Мисията на Pioneer в началото на 80-те години на миналия век е продължена от два Вояджъра, първият и вторият. Акцентът в изследванията беше поставен върху спътниците на Сатурн. През 1997 г. за първи път земляните получават достатъчно информация за Сатурн и системата на тази планета благодарение на мисията AMS Cassini-Huygens. Полетната програма включваше кацането на сондата Хюйгенс на повърхността на Титан, което беше успешно извършено на 14 януари 2005 г.

Сатурн е шестата планета от Слънцето в Слънчевата система, една от планетите-гиганти. Характерна особеност на Сатурн, неговата украса, е система от пръстени, състояща се главно от лед и прах. Има много сателити. Сатурн е кръстен от древните римляни в чест на бога на земеделието, който те особено почитат.

кратко описание на

Сатурн е втората по големина планета в Слънчевата система след Юпитер, с маса от около 95 земни маси. Сатурн се върти около Слънцето на средно разстояние от около 1430 милиона километра. Разстоянието до Земята е 1280 милиона км. Периодът му на циркулация е 29,5 години, а един ден на планетата продължава десет часа и половина. Съставът на Сатурн практически не се различава от слънчевия: основните елементи са водород и хелий, както и многобройни примеси от амоняк, метан, етан, ацетилен и вода. По вътрешен състав той напомня повече на Юпитер: ядро ​​от желязо, вода и никел, покрито с тънка обвивка от метален водород. Атмосферата на огромно количество газообразен хелий и водород обгръща ядрото в дебел слой. Тъй като планетата е съставена предимно от газ и няма твърда повърхност, Сатурн се счита за газов гигант. По същата причина средната му плътност е невероятно ниска - 0,687 g / cm 3, което е по-малко от плътността на водата. Това я прави планетата с най-малко плътност в системата. Въпреки това, степента на компресия на Сатурн, напротив, е най-висока. Това означава, че неговите екваториални и полярни радиуси са много различни по размер – съответно 60 300 km и 54 400 km. Това предполага и голяма разлика в скоростите за различните части на атмосферата в зависимост от географската ширина. Средната скорост на въртене около оста е 9,87 km/s, а орбиталната скорост е 9,69 km/s.

Величествен спектакъл е системата от пръстени на Сатурн. Те се състоят от фрагменти от лед и камъни, прах, останки от бивши спътници, унищожени от гравитацията му
поле. Те се намират много високо над екватора на планетата, на около 6 - 120 хиляди километра. Самите пръстени обаче са много тънки: всеки от тях е с дебелина около километър. Цялата система е разделена на четири пръстена - три основни и един по-тънък. Първите три обикновено се обозначават с латински букви. Средният B пръстен, най-яркият и най-широкият, е отделен от пръстена A с пространство, наречено празнина на Касини, в което са разположени най-тънките и почти прозрачни пръстени. Малко известно е, че и четирите планети-гиганти всъщност имат пръстени, но те са почти невидими във всички, освен Сатурн.

В момента са известни 62 луни на Сатурн. Най-големите от тях са Титан, Енцелад, Мимас, Тетис, Диона, Япет и Рея. Титан, най-големият от луните, е подобен на Земята в много отношения. Има атмосфера, разделена на слоеве, както и течност на повърхността, което вече е доказан факт. Смята се, че по-малките обекти са астероидни фрагменти и може да са по-малки от километър.

Формиране на планетата

Има две хипотези за произхода на Сатурн:

Първата, хипотезата за свиване, гласи, че слънцето и планетите са се образували по един и същи начин. В началните етапи на своето развитие Слънчевата система представлява диск от газ и прах, в който постепенно се образуват отделни участъци, по-плътни и по-масивни от заобикалящото ги вещество. В резултат на това тези „кондензации“ пораждат Слънцето и познатите ни планети. Това обяснява сходството на състава на Сатурн и Слънцето и ниската му плътност.

Според втората хипотеза за „нарастване“, формирането на Сатурн протича на два етапа. Първият е образуването на плътни тела в газопраховия диск като твърдите планети от земната група. По това време част от газовете в района на Юпитер и Сатурн се разпръснаха в космоса, което обяснява малката разлика в състава между тези планети и Слънцето. На втория етап по-големите тела привличат газ от облака около тях.

Вътрешна структура

Вътрешната област на Сатурн е разделена на три слоя. В центъра има малко, но масивно ядро ​​от силикати, метали и лед в сравнение с общия обем. Радиусът му е около една четвърт от радиуса на планетата, а масата му е от 9 до 22 земни маси. Температурата в ядрото е около 12 000 °C. Енергията, излъчвана от газовия гигант, е 2,5 пъти по-голяма от енергията, която получава от Слънцето. Има няколко причини за това. Първо, източникът на вътрешна топлина могат да бъдат енергийните резерви, натрупани по време на гравитационното свиване на Сатурн: по време на образуването на планетата от протопланетен диск, гравитационната енергия на праха и газа се превръща в кинетична и след това в топлина. Второ, част от топлината се създава благодарение на механизма Келвин-Хелмхолц: когато температурата падне, налягането също пада, поради което веществото на планетата се компресира и потенциалната енергия се превръща в топлина. Трето, в резултат на кондензацията на капчици хелий и последващото им падане през водородния слой в ядрото може да се генерира и топлина.

Ядрото на Сатурн е заобиколено от слой водород в метално състояние: той е в течна фаза, но има свойствата на метал. Такъв водород има много висока електрическа проводимост, следователно циркулацията на токове в него създава мощно магнитно поле. Тук, на дълбочина около 30 хиляди км, налягането достига 3 милиона атмосфери. Над това ниво има слой течен молекулен водород, който постепенно се превръща в газ с височина, в контакт с атмосферата.

Атмосфера

Тъй като газовите планети нямат твърда повърхност, е трудно да се определи точно къде започва атмосферата. За Сатурн за такова нулево ниво се приема височината, на която кипи метанът. Основните компоненти на атмосферата са водород (96,3%) и хелий (3,25%). Също така, спектроскопските изследвания откриват в състава му вода, метан, ацетилен, етан, фосфин, амоняк. Налягането на горната граница на атмосферата е около 0,5 атм. На това ниво амонякът кондензира и се образуват бели облаци. В дъното на облаците са съставени от ледени кристали и водни капчици.

Газовете в атмосферата се движат непрекъснато, в резултат на което приемат формата на ленти, успоредни на диаметъра на планетата. Има подобни ленти на Юпитер, но те са много по-слаби на Сатурн. Поради конвекция и бързо въртене се образуват невероятно силни ветрове, най-мощните в Слънчевата система. Ветровете духат предимно в посока на въртене, на изток. На екватора въздушните течения са най-силни, скоростта им може да достигне 1800 км/ч. Когато се отдалечаваме от екватора, ветровете отслабват, появяват се западни потоци. Движението на газовете се осъществява във всички слоеве на атмосферата.

Големите циклони могат да бъдат много устойчиви и да продължат с години. Веднъж на всеки 30 години на Сатурн се появява Големият бял овал - свръхмощен ураган, чийто размер всеки път става все по-голям. По време на последното наблюдение през 2010 г., той съставлява една четвърт от целия диск на планетата. Освен това междупланетните станции откриха необичайна формация под формата на правилен шестоъгълник на северния полюс. Формата му е стабилна в продължение на 20 години след първото наблюдение. Всяка страна от него е 13 800 км - повече от диаметъра на Земята. За астрономите причината за образуването на точно такава форма на облаци все още е загадка.

Камерите Voyager и Cassini заснеха светещи региони на Сатурн. Те бяха полярното сияние. Намират се на географска ширина 70-80° и изглеждат като много ярки овални (рядко спираловидни) пръстени. Смята се, че сиянията на Сатурн се образуват в резултат на пренареждане на линиите на магнитното поле. В резултат на това магнитната енергия загрява околните области на атмосферата и ускорява заредените частици до високи скорости. Освен това по време на силни бури се наблюдават светкавици.

Пръстени

Когато говорим за Сатурн, първото нещо, което идва на ум, са неговите невероятни пръстени. Наблюденията от космически кораби показват, че всички газообразни планети имат пръстени, но само на Сатурн те са ясно видими и ясно изразени. Пръстените са съставени от малки частици лед, скали, прах, фрагменти от метеорити, привлечени от гравитацията на системата от космоса. Те са по-отразителни от самия диск на Сатурн. Пръстеновата система се състои от три основни пръстена и по-тънък четвърти. Диаметърът им е приблизително 250 000 км, а дебелината им е под 1 км. Пръстените са наречени с буквите на латинската азбука в ред, от периферията към центъра. Пръстените A и B са разделени един от друг от пространство с ширина 4000 km, наречено празнина на Касини. Вътре във външния пръстен А също има празнина - разделителна лента на Encke. Пръстен B е най-яркият и широк, а пръстен C е почти прозрачен. Пръстените D, E, F, G, които са по-тъмни и най-близо до външната част на атмосферата на Сатурн, са открити по-късно. След като космическите станции направиха снимки на планетата, стана ясно, че всъщност всички големи пръстени се състоят от много по-тънки пръстени.

Има няколко теории за произхода и образуването на пръстените на Сатурн. Според един от тях пръстените са се образували в резултат на „улавянето“ от планетата на някои от нейните спътници. Те бяха унищожени и техните фрагменти бяха равномерно разпределени по орбитата. Вторият казва, че пръстените са се образували заедно със самата планета от първоначалния облак прах и газ. Частиците, които изграждат пръстените, не могат да образуват по-големи обекти като сателити поради твърде малкия им размер, произволното движение и сблъсъците помежду си. Струва си да се отбележи, че системата от пръстените на Сатурн не се счита за абсолютно стабилна: част от веществото се губи, абсорбира се от планетата или се разсейва в околопланетното пространство, а част, напротив, се компенсира, когато комети и астероиди взаимодействат с гравитационното поле.

От всички газови гиганти Сатурн има най-много прилики с Юпитер по своята структура и състав. Значителна част от двете планети е атмосфера от смес от водород и хелий, както и някои други примеси. Такъв елементарен състав практически не се различава от слънчевия. Под дебел слой газове се намира ядро ​​от лед, желязо и никел, покрито с тънка обвивка от метален водород. Сатурн и Юпитер излъчват повече топлина, отколкото получават от Слънцето, тъй като около половината от енергията, която излъчват, се дължи на вътрешни топлинни потоци. Така че Сатурн можеше да стане втора звезда, но нямаше достатъчно материал, за да генерира достатъчно гравитационна сила, за да подхранва синтеза.

Съвременните космически наблюдения показват, че облаците на северния полюс на Сатурн образуват гигантски правилен шестоъгълник, чиято дължина на всяка страна е 12,5 хиляди км. Структурата се върти заедно с планетата и не е загубила формата си в продължение на 20 години от първото си откритие. Подобно явление не се наблюдава никъде другаде в Слънчевата система и учените все още не са успели да го обяснят.

Космическият кораб "Вояджър" засече силни ветрове на Сатурн. Скоростите на въздушния поток достигат 500 m/s. Ветровете духат предимно в източна посока, но с отдалечаването им от екватора силата им отслабва и се появяват потоци, насочени към запад. Някои данни предполагат, че циркулацията на газове се случва не само в горните слоеве на атмосферата, но и на дълбочина. Също така в атмосферата на Сатурн периодично се появяват урагани с колосална мощност. Най-големият от тях - "Големият бял овал" - се появява веднъж на всеки 30 години.

Сега в орбитата на Сатурн се намира междупланетната станция "Касини", управлявана от Земята. Той беше изстрелян през 1997 г. и достигна планетата през 2004 г. Целта му е да изследва пръстените, атмосферата и магнитното поле на Сатурн и неговите луни. Благодарение на Касини бяха получени много висококачествени изображения, бяха открити полярни сияния, споменатият по-горе шестоъгълник, планини и острови на Титан, следи от вода на Енцелад, неизвестни досега пръстени, които не можеха да се видят с наземни инструменти.

Пръстените на Сатурн под формата на процеси отстрани могат да се видят дори в малък бинокъл с диаметър на лещата от 15 mm или повече. Телескоп с диаметър 60-70 мм вече показва малък диск на планетата без детайли, заобиколен от пръстени. По-големите инструменти (100-150 mm) показват облачните пояси на Сатурн, шапките на полюсите, сенките на пръстените и някои други детайли. С телескопи по-големи от 200 мм можете перфектно да видите тъмни и светли петна по повърхността, колани, зони, детайли от структурата на пръстените.