Masa de Saturno en kg. Saturno: la historia de un planeta anillado

Foto tomada desde la nave espacial Cassini.

El planeta Saturno es el sexto planeta desde el Sol. Todo el mundo conoce este planeta. Casi todo el mundo puede reconocerla fácilmente, porque sus anillos son su tarjeta de presentación.

Información general sobre el planeta Saturno

¿Sabes de qué están hechos sus famosos anillos? Los anillos están compuestos por piedras de hielo que varían en tamaño desde micrones hasta varios metros. Saturno, como todos los planetas gigantes, se compone principalmente de gases. Su rotación oscila entre las 10 horas y 39 minutos y las 10 horas y 46 minutos. Estas medidas se basan en observaciones de radio del planeta.

Imagen del planeta Saturno

Utilizando los últimos sistemas de propulsión y vehículos de lanzamiento, la nave tardará al menos 6 años y 9 meses en llegar al planeta.

Por el momento, la única nave espacial Cassini ha estado en órbita desde 2004 y ha sido el principal proveedor de datos y descubrimientos científicos durante muchos años. Para los niños, el planeta Saturno, así como para los adultos, es verdaderamente el más hermoso de los planetas.

Características generales

El planeta más grande del sistema solar es Júpiter. Pero el título del segundo planeta más grande pertenece a Saturno.

Solo a modo de comparación, el diámetro de Júpiter es de unos 143 mil kilómetros y Saturno es de solo 120 mil kilómetros. Júpiter es 1,18 veces más grande que Saturno y 3,34 veces más masivo en masa.

De hecho, Saturno es muy grande pero liviano. Y si el planeta Saturno se sumerge en agua, flotará en la superficie. La gravedad del planeta es solo el 91% de la de la Tierra.

Saturno y la Tierra difieren en tamaño 9,4 veces y en masa 95 veces. El volumen del gigante gaseoso podría caber en 763 planetas como el nuestro.

Orbita

El tiempo de una revolución completa del planeta alrededor del Sol es de 29,7 años. Como todos los planetas del sistema solar, su órbita no es un círculo perfecto, sino que tiene una trayectoria elíptica. La distancia al Sol es en promedio 1,43 mil millones de km, o 9,58 AU.

El punto más cercano de la órbita de Saturno se llama perihelio y está ubicado a 9 unidades astronómicas del Sol (1 AU es la distancia promedio de la Tierra al Sol).

El punto más distante de la órbita se llama afelio y está ubicado a 10.1 unidades astronómicas del Sol.

Cassini cruza el plano de los anillos de Saturno.

Una de las características interesantes de la órbita de Saturno es la siguiente. Como la Tierra, el eje de rotación de Saturno está inclinado con respecto al plano del Sol. A mitad de su órbita, el polo sur de Saturno se enfrenta al Sol y luego al norte. Durante el año de Saturno (casi 30 años terrestres), llegan períodos en los que el planeta se ve desde la Tierra desde el borde y el plano de los anillos del gigante coincide con nuestro ángulo de visión, y desaparecen de la vista. El caso es que los anillos son extremadamente delgados, por lo que es casi imposible verlos desde el borde desde una gran distancia. La próxima vez, los anillos desaparecerán para un observador de la Tierra en 2024-2025. Dado que el año de Saturno tiene casi 30 años, desde que Galileo lo observó por primera vez a través de un telescopio en 1610, ha orbitado al Sol unas 13 veces.

Caracteristicas climáticas

Uno de los datos interesantes es que el eje del planeta está inclinado al plano de la eclíptica (como el de la Tierra). Y al igual que nosotros, hay estaciones en Saturno. A la mitad de su órbita, el hemisferio norte recibe más radiación solar, y luego las cosas cambian y el hemisferio sur está bañado por la luz solar. Esto crea enormes sistemas de tormentas que varían significativamente según la ubicación del planeta en órbita.

Tormenta en la atmósfera de Saturno. Se utilizó imagen compuesta, colores artificiales, filtros MT3, MT2, CB2 y datos infrarrojos.

Las estaciones afectan el clima del planeta. Durante los últimos 30 años, los científicos han descubierto que la velocidad del viento alrededor de las regiones ecuatoriales del planeta ha disminuido en aproximadamente un 40%. Las sondas Voyager de la NASA en 1980-1981 encontraron velocidades del viento de hasta 1.700 km / h, mientras que actualmente solo alrededor de 1.000 km / h (mediciones de 2003).

El tiempo para una revolución completa de Saturno alrededor de su eje es 10.656 horas. A los científicos les llevó mucho tiempo e investigación encontrar una cifra tan precisa. Dado que el planeta no tiene superficie, no hay forma de observar el paso de las mismas regiones del planeta, estimando así su velocidad de rotación. Los científicos utilizaron las emisiones de radio del planeta para estimar la velocidad de rotación y encontrar la duración exacta del día.

Galería de imágenes

Imágenes del planeta tomadas por el telescopio Hubble y la nave espacial Cassini.

Propiedades físicas

Imagen del telescopio Hubble

Diámetro ecuatorial: 120.536 km, 9,44 veces mayor que el de la Tierra;

El diámetro polar es de 108.728 km, 8,55 veces mayor que el de la Tierra;

La superficie del planeta es de 4,27 x 10 * 10 km2, que es 83,7 veces más que la de la Tierra;

Volumen: 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 veces más que el de la Tierra;

Masa: 5,6846 x 10 * 26 kg, 95,2 veces más que la de la Tierra;

Densidad: 0,687 g / cm3, 8 veces menos que la de la Tierra, Saturno es incluso más ligero que el agua;

Esta información está incompleta, con más detalle sobre las propiedades generales del planeta Saturno, escribiremos a continuación.

Saturno tiene 62 satélites, de hecho, alrededor del 40% de los satélites de nuestro sistema solar giran a su alrededor. Muchos de estos satélites son muy pequeños y no son visibles desde la Tierra. Estos últimos fueron descubiertos por la nave espacial Cassini, y los científicos esperan que la nave espacial encuentre aún más satélites helados con el tiempo.

A pesar de que Saturno es demasiado hostil para cualquier forma de vida que conocemos, su compañero Encelado es uno de los candidatos más adecuados para la búsqueda de vida. Encelado se destaca por tener géiseres de hielo en su superficie. Existe algún mecanismo (probablemente el efecto de marea de Saturno) que crea suficiente calor para que exista agua líquida. Algunos científicos creen que existe la posibilidad de que exista vida en Encelado.

Formación del planeta

Como el resto de los planetas, Saturno se formó a partir de una nebulosa solar hace unos 4.600 millones de años. Esta nebulosa solar era una vasta nube de gas frío y polvo que pudo haber chocado con otra nube o con el choque de una supernova. Este evento inició el comienzo de la compresión de la nebulosa protosolar con la formación adicional del sistema solar.

La nube se contrajo cada vez más hasta que se formó una protoestrella en el centro, que estaba rodeada por un disco plano de material. La parte interior de este disco contenía elementos más pesados ​​y formaba los planetas terrestres, mientras que la región exterior estaba bastante fría y, de hecho, permaneció intacta.

El material de la nebulosa solar estaba formando cada vez más planetesimales. Estos planetesimales chocaron entre sí, fusionándose en planetas. En algún momento de la historia temprana de Saturno, su luna, de aproximadamente 300 km de diámetro, fue destrozada por su gravedad y creó anillos que aún hoy orbitan el planeta. De hecho, los principales parámetros del planeta dependieron directamente del lugar de su formación y de la cantidad de gas que fue capaz de capturar.

Dado que Saturno es más pequeño que Júpiter, se enfría más rápido. Los astrónomos creen que tan pronto como su atmósfera exterior se enfrió a 15 grados Kelvin, el helio se condensó en gotitas que comenzaron a descender hacia el núcleo. La fricción de estas gotitas ha calentado el planeta y ahora emite alrededor de 2,3 veces más energía de la que recibe del Sol.

Formando anillos

Vista del planeta desde el espacio

La principal característica distintiva de Saturno son los anillos. ¿Cómo se formaron los anillos? Existen varias versiones. La teoría tradicional es que los anillos tienen casi la misma edad que el planeta y han existido durante al menos 4 mil millones de años. En la historia temprana del gigante, un satélite de 300 km se acercó demasiado a él y se hizo pedazos. También existe la posibilidad de que los dos satélites chocaran entre sí, o que un cometa o asteroide lo suficientemente grande golpeara el satélite, y simplemente se derrumbara justo en órbita.

Hipótesis alternativa de formación de anillos

Otra hipótesis es que no hubo destrucción del satélite. En cambio, los anillos, así como el planeta mismo, se formaron a partir de la nebulosa solar.

Pero aquí está el problema: el hielo de los anillos está demasiado limpio. Si los anillos se formaron junto con Saturno, hace miles de millones de años, entonces uno debería esperar que estuvieran completamente cubiertos de suciedad por los efectos de los micrometeoritos. Pero hoy vemos que son tan puros como si se formaran hace menos de 100 millones de años.

Es posible que los anillos renueven constantemente su material al pegarse y chocar entre sí, lo que dificulta determinar su edad. Este es uno de los misterios que queda por resolver.

Atmósfera

Como el resto de los planetas gigantes, la atmósfera de Saturno está formada por un 75% de hidrógeno y un 25% de helio, con trazas de otras sustancias como el agua y el metano.

Características de la atmósfera.

La apariencia del planeta en luz visible parece más tranquila que la de Júpiter. El planeta tiene rayas de nubes en la atmósfera, pero son de color naranja pálido y apenas visibles. El color naranja se debe a los compuestos de azufre en su atmósfera. Además del azufre, hay pequeñas cantidades de nitrógeno y oxígeno en la atmósfera superior. Estos átomos reaccionan entre sí y, cuando se exponen a la luz solar, forman moléculas complejas que se asemejan al smog. En varias longitudes de onda de luz, así como en las imágenes mejoradas de Cassini, la atmósfera parece mucho más dramática y turbulenta.

Vientos en la atmósfera

La atmósfera del planeta forma algunos de los vientos más rápidos del sistema solar (más rápido solo en Neptuno). La nave espacial Voyager de la NASA, que sobrevoló Saturno, midió la velocidad de los vientos, estaba en la región de 1800 km / h en el ecuador del planeta. Las grandes tormentas blancas se forman dentro de franjas que giran alrededor del planeta, pero a diferencia de Júpiter, estas tormentas duran solo unos pocos meses y son absorbidas por la atmósfera.

Las nubes en la parte visible de la atmósfera consisten en amoníaco y están ubicadas 100 km por debajo de la parte superior de la troposfera (tropopausa), donde la temperatura desciende a -250 ° C.Por debajo de este límite, las nubes consisten en hidrosulfuro de amonio y son aproximadamente 170 km más bajos. En esta capa, la temperatura es de solo -70 grados C. Las nubes más profundas son agua y se encuentran a unos 130 km por debajo de la tropopausa. La temperatura aquí es de 0 grados.

Cuanto más bajo, más aumenta la presión y la temperatura y el gas hidrógeno se convierte lentamente en líquido.

Hexágono

Uno de los fenómenos meteorológicos más extraños jamás descubierto es la llamada tormenta hexagonal del norte.

Las nubes hexagonales alrededor del planeta Saturno fueron descubiertas por primera vez por las Voyager 1 y 2 después de que visitaron el planeta hace más de tres décadas. Más recientemente, el hexágono de Saturno ha sido fotografiado con gran detalle utilizando la nave espacial Cassini de la NASA, actualmente en órbita alrededor de Saturno. El hexágono (o vórtice hexagonal) tiene unos 25.000 km de diámetro. Puede caber en 4 planetas como la Tierra.

El hexágono gira exactamente a la misma velocidad que el propio planeta. Sin embargo, el Polo Norte del planeta es diferente del Polo Sur, que tiene un gran huracán en su centro con un embudo gigante. Cada lado del hexágono tiene un tamaño de aproximadamente 13.800 km, y toda la estructura hace una revolución alrededor del eje en 10 horas y 39 minutos, al igual que el planeta mismo.

El motivo de la formación del hexágono.

Entonces, ¿por qué el vórtice del Polo Norte es hexagonal? A los astrónomos les resulta difícil responder al 100% a esta pregunta, pero uno de los expertos y miembros del equipo a cargo del espectrómetro visual e infrarrojo Cassini dijo: “Esta es una tormenta muy extraña, con formas geométricas precisas con seis lados casi idénticos. Nunca hemos visto nada parecido en otros planetas ".

Galería de imágenes de la atmósfera del planeta

Saturno - planeta de las tormentas

Júpiter es conocido por sus violentas tormentas, que son claramente visibles a través de la atmósfera superior, especialmente la Gran Mancha Roja. Pero también hay tormentas en Saturno, aunque no son tan grandes e intensas, pero en comparación con las terrestres, son simplemente enormes.

Una de las tormentas más grandes fue la Gran Mancha Blanca, también conocida como Gran Óvalo Blanco, que fue observada por el Telescopio Espacial Hubble en 1990. Estas tormentas probablemente aparecen una vez al año en Saturno (una vez cada 30 años terrestres).

Atmósfera y superficie

El planeta se parece mucho a una bola hecha casi en su totalidad de hidrógeno y helio. Su densidad y temperatura cambian a medida que se adentra en el planeta.

Composición de la atmósfera

La atmósfera exterior del planeta está compuesta por un 93% de hidrógeno molecular, el resto de helio y trazas de amoníaco, acetileno, etano, fosfina y metano. Son estos oligoelementos los que crean las rayas y nubes visibles que vemos en las imágenes.

Centro

Diagrama de esquema general de la estructura de Saturno.

Según la teoría de la acreción, el núcleo del planeta es rocoso con una gran masa, suficiente para capturar una gran cantidad de gases en la nebulosa solar primitiva. Su núcleo, como el de otros gigantes gaseosos, tendría que formarse y volverse masivo mucho más rápido que el de otros planetas para estar cubierto de gases primarios.

El gigante gaseoso probablemente se formó a partir de componentes rocosos o helados, y la baja densidad indica mezclas de metal líquido y roca en el núcleo. Es el único planeta cuya densidad es menor que la del agua. En cualquier caso, la estructura interna del planeta Saturno se parece más a una bola hecha de jarabe espeso con mezclas de fragmentos de piedra.

Hidrógeno metálico

El hidrógeno metálico en el núcleo genera un campo magnético. El campo magnético creado de esta manera es ligeramente más débil que el de la Tierra y se extiende solo hasta la órbita de su satélite más grande, Titán. El titanio contribuye a la aparición de partículas ionizadas en la magnetosfera del planeta, que crean auroras en la atmósfera. La Voyager 2 descubrió una alta presión del viento solar en la magnetosfera del planeta. Según las mediciones realizadas durante la misma misión, el campo magnético se extiende solo por 1,1 millones de km.

Tamaño del planeta

El planeta tiene un diámetro ecuatorial de 120.536 km, que es 9,44 veces el de la Tierra. Su radio es de 60,268 km, lo que lo convierte en el segundo planeta más grande de nuestro sistema solar, solo superado por Júpiter. Él, como todos los demás planetas, es un esferoide achatado. Esto significa que su diámetro ecuatorial es mayor que el diámetro medido a través de los polos. En el caso de Saturno, esta distancia es bastante significativa debido a la alta velocidad de rotación del planeta. El diámetro polar es 108728 km, que es un 9,796% menor que el diámetro ecuatorial, por lo que la forma de Saturno es ovalada.

Alrededor de Saturno

Duración del día

La velocidad de rotación de la atmósfera y del planeta en sí se puede medir mediante tres métodos diferentes. El primero es medir la velocidad de rotación del planeta en la capa de nubes en la parte ecuatorial del planeta. Tiene un período de rotación de 10 horas y 14 minutos. Si se toman medidas en otras regiones de Saturno, la velocidad de rotación será de 10 horas 38 minutos y 25,4 segundos. Hasta la fecha, el método más preciso para medir la duración de un día se basa en la medición de la emisión de radio. Este método da una velocidad de rotación del planeta igual a 10 horas 39 minutos y 22,4 segundos. A pesar de estos números, la tasa de rotación del interior del planeta en la actualidad, es imposible de medir con precisión.

Nuevamente, el diámetro ecuatorial del planeta es de 120,536 km y el diámetro polar es de 108,728 km. Es importante saber por qué esta diferencia en estos números afecta la tasa de rotación del planeta. La situación es la misma en otros planetas gigantes, especialmente la diferencia en la rotación de diferentes partes del planeta se expresa en Júpiter.

La duración del día según la emisión de radio del planeta.

Con la ayuda de la emisión de radio que proviene de las regiones internas de Saturno, los científicos pudieron determinar su período de rotación. Las partículas cargadas atrapadas en su campo magnético emiten ondas de radio cuando interactúan con el campo magnético de Saturno, a unos 100 kilohercios.

La sonda Voyager midió las emisiones de radio del planeta durante nueve meses mientras pasaba volando en la década de 1980, y se determinó que la rotación era de 10 horas 39 minutos 24 segundos, con un error de 7 segundos. La nave espacial Ulysses también tomó medidas 15 años después y dio un resultado de 10 horas 45 minutos 45 segundos, con un error de 36 segundos.

¡Resulta un total de 6 minutos de diferencia! O la rotación del planeta se ha ralentizado a lo largo de los años o nos hemos perdido algo. La sonda interplanetaria Cassini midió las mismas emisiones de radio con un espectrómetro de plasma, y ​​los científicos encontraron que además de la diferencia de 6 minutos en las mediciones de 30 años, encontraron que la rotación también cambia en un uno por ciento por semana.

Los científicos creen que esto puede deberse a dos cosas: el viento solar procedente del Sol interfiere con las mediciones y las partículas de los géiseres de Encelado afectan el campo magnético. Ambos factores hacen que varíe la emisión de radio y pueden producir resultados diferentes al mismo tiempo.

Nuevos datos

En 2007, se encontró que algunas fuentes puntuales de emisión de radio del planeta no corresponden a la velocidad de rotación de Saturno. Algunos científicos creen que la diferencia se debe al impacto del satélite Encelado. El vapor de agua de estos géiseres entra en la órbita del planeta y se ioniza, lo que afecta el campo magnético del planeta. Esto ralentiza la rotación del campo magnético, pero no significativamente en comparación con la rotación del planeta en sí. Las estimaciones actuales son que la rotación de Saturno, basada en varias mediciones de las naves espaciales Cassini, Voyager y Pioneer, es de 10 horas 32 minutos y 35 segundos en septiembre de 2007.

Las características clave del planeta, según lo informado por Cassini, sugieren que el viento solar es la razón más probable de la diferencia en los datos. Las diferencias en las medidas de la rotación del campo magnético ocurren cada 25 días, lo que corresponde al período de rotación del Sol. La velocidad del viento solar también cambia constantemente, lo que debe tenerse en cuenta. Encelado puede realizar cambios a largo plazo.

Gravedad

Saturno es un planeta gigante y no tiene una superficie sólida, y lo que es imposible ver es su superficie (solo vemos la capa superior de nubes) y sentimos la fuerza de la gravedad. Pero imaginemos que existe un cierto borde condicional que corresponderá a su superficie imaginaria. ¿Cuál sería la fuerza de gravedad en el planeta si pudieras pararte en la superficie?

Aunque Saturno tiene una masa mayor que la Tierra (la segunda masa más grande del sistema solar, después de Júpiter), también es el "más ligero" de todos los planetas del sistema solar. La fuerza real de gravedad en cualquier punto de su superficie imaginaria será el 91% de la de la Tierra. En otras palabras, si su balanza muestra su peso igual a 100 kg en la Tierra (¡oh, horror!), En la "superficie" de Saturno, pesaría 92 kg (un poco mejor, pero aún así).

A modo de comparación, en la "superficie" de Júpiter, la fuerza de gravedad es 2,5 veces mayor que la de la Tierra. En Marte, solo 1/3, y en la Luna 1/6.

¿Qué hace que la fuerza de la gravedad sea tan débil? El planeta gigante está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, que acumuló al comienzo de la formación del sistema solar. Estos elementos se formaron al comienzo del universo como resultado del Big Bang. Esto se debe al hecho de que el planeta tiene una densidad extremadamente baja.

Temperatura del planeta

Instantánea de la Voyager 2

La capa superior de la atmósfera, que se encuentra en el límite con el espacio, tiene una temperatura de -150 C. Pero, a medida que se hunde en la atmósfera, la presión aumenta y la temperatura aumenta en consecuencia. En el núcleo del planeta, la temperatura puede alcanzar los 11.700 C. Pero, ¿dónde está la temperatura tan alta? Se forma debido a la gran cantidad de hidrógeno y helio que, a medida que se hunde en las entrañas del planeta, se contrae y calienta el núcleo.

Gracias a la contracción gravitacional, el planeta genera calor, liberando 2,5 veces más energía de la que recibe del Sol.

En la parte inferior de la capa de nubes, que está compuesta de agua helada, la temperatura promedio es de -23 grados Celsius. Por encima de esta capa de hielo se encuentra el hidrosulfuro de amonio, con una temperatura promedio de -93 C. Encima de ella hay nubes de hielo de amoníaco que tiñen la atmósfera de naranja y amarillo.

¿Cómo se ve Saturno y de qué color es?

Incluso cuando se ve a través de un pequeño telescopio, el color del planeta se ve como amarillo pálido con tintes de naranja. Con telescopios más potentes, como el Hubble, o mirando imágenes tomadas por la nave espacial Cassini de la NASA, se pueden ver capas delgadas de nubes y tormentas, que consisten en una mezcla de blanco y naranja. Pero, ¿qué le da a Saturno este color?

Al igual que Júpiter, el planeta está compuesto casi en su totalidad de hidrógeno, con una pequeña cantidad de helio, así como trazas de otros compuestos como amoníaco, vapor de agua y varios hidrocarburos simples.

Solo la capa de nubes superior, que consiste principalmente en cristales de amoniaco, es responsable del color del planeta, y la capa de nubes inferior es hidrosulfuro de amonio o agua.

Saturno tiene un patrón atmosférico rayado, muy parecido a Júpiter, pero estas rayas son mucho más tenues y más anchas alrededor del ecuador. También carece de las tormentas de larga duración, nada como la Gran Mancha Roja, que a menudo ocurren cuando Júpiter se acerca al solsticio de verano del hemisferio norte.

Algunas de las fotos compartidas por Cassini aparecen en azul, como Urano. Pero esto probablemente se deba a que vemos la dispersión de la luz desde el punto de vista de Cassini.

Composición

Saturno en el cielo nocturno

Los anillos alrededor del planeta han capturado la imaginación de las personas durante cientos de años. También era natural querer saber de qué está hecho el planeta. A través de varios métodos, los científicos han aprendido que la composición química de Saturno es 96% de hidrógeno, 3% de helio y 1% de varios elementos, que incluyen metano, amoníaco, etano, hidrógeno y deuterio. Algunos de estos gases se pueden encontrar en su atmósfera, en estado líquido y fundido.

El estado de los gases cambia al aumentar la presión y la temperatura. En la parte superior de las nubes, encontrará cristales de amoníaco, en la parte inferior de las nubes con hidrosulfuro de amonio y / o agua. Bajo las nubes, la presión atmosférica aumenta, lo que hace que la temperatura suba y el hidrógeno se vuelva líquido. A medida que se adentra más en el planeta, la presión y la temperatura continúan aumentando. Como resultado, en el núcleo, el hidrógeno se vuelve metálico y pasa a este estado especial de agregación. Se cree que el planeta tiene un núcleo suelto que, además de hidrógeno, está compuesto de roca y algunos metales.

La exploración espacial moderna ha llevado a muchos descubrimientos en el sistema de Saturno. La investigación comenzó con el sobrevuelo de la nave espacial Pioneer 11 en 1979. Esta misión descubrió Ring F. La Voyager 1 voló al año siguiente, enviando detalles de la superficie de algunos de sus satélites a la Tierra. También demostró que la atmósfera de Titán no es transparente a la luz visible. En 1981, la Voyager 2 visitó Saturno y detectó cambios en la atmósfera, y también confirmó la presencia de la brecha de Maxwell y Keeler, que fue vista por primera vez por la Voyager 1.

Después de la Voyager 2, la nave espacial Cassini-Huygens llegó al sistema, que entró en órbita alrededor del planeta en 2004; puedes leer más sobre su misión en este artículo.

Radiación

Cuando la nave espacial Cassini de la NASA llegó por primera vez al planeta, detectó tormentas eléctricas y cinturones de radiación alrededor del planeta. Incluso encontró un nuevo cinturón de radiación ubicado dentro del anillo del planeta. El nuevo cinturón de radiación se encuentra a 139.000 km del centro de Saturno y se extiende a 362.000 km.

Aurora Boreal en Saturno

Video que muestra el norte, creado a partir de imágenes del telescopio Hubble y la nave espacial Cassini.

Debido a la presencia de un campo magnético, las partículas cargadas del Sol son capturadas por la magnetosfera y forman cinturones de radiación. Estas partículas cargadas se mueven a lo largo de las líneas del campo de fuerza magnética y chocan con la atmósfera del planeta. El mecanismo de aparición de la aurora es similar al de la Tierra, pero debido a la diferente composición de la atmósfera, las auroras del gigante son de color púrpura, en contraste con las verdes de la Tierra.

La aurora de Saturno a través del telescopio Hubble

Galería de imágenes de auroras boreales

Vecinos mas cercanos

¿Cuál es el planeta más cercano a Saturno? Depende de en qué parte de la órbita se encuentre en ese momento, así como de la posición de otros planetas.

Para la mayor parte de la órbita, el planeta más cercano es. Cuando Saturno y Júpiter están a su distancia mínima entre sí, están separados por solo 655 millones de kilómetros.

Cuando están ubicados en lados opuestos entre sí, los planetas Saturno a veces se acercan mucho entre sí, y en este momento están separados por 1,43 mil millones de km entre sí.

Información general

Los siguientes hechos planetarios se basan en los boletines planetarios de la NASA.

Peso: 568,46 x 10 * 24 kg

Volumen: 82.713 x 10 * 10 km3

Radio medio: 58232 km

Diámetro medio: 116464 km

Densidad: 0,687 g / cm3

Velocidad del primer espacio: 35,5 km / s

Aceleración de caída libre: 10,44 m / s2

Satélites naturales: 62

Distancia desde el Sol (semieje mayor de la órbita): 1.43353 mil millones de km

Período orbital: 10.759,22 días

Perihelio: 1.35255 mil millones de km

Aphelios: 1.5145 mil millones de km

Velocidad orbital: 9,69 km / s

Inclinación de la órbita: 2,485 grados

Excentricidad orbital: 0.0565

Período de rotación sidérea: 10.656 horas

Periodo de rotación alrededor del eje: 10.656 horas

Inclinación axial: 26,73 °

Quién lo descubrió: se conoce desde tiempos prehistóricos

Distancia mínima a la Tierra: 1.1955 millones de km

Distancia máxima a la Tierra: 1.6585 mil millones de km

Diámetro aparente máximo desde la Tierra: 20,1 segundos de arco

Diámetro aparente mínimo desde la Tierra: 14,5 segundos de arco

Magnitud aparente (máxima): magnitud 0,43

Historia

Imagen espacial tomada por el telescopio Hubble

El planeta es claramente visible a simple vista, por lo que es difícil saber cuándo se descubrió por primera vez. ¿Por qué el planeta se llama Saturno? Lleva el nombre del dios romano de la cosecha; este dios corresponde al dios griego Kronos. Por eso el origen del nombre es romano.

Galileo

Saturno y sus anillos eran un misterio hasta que Galileo hizo por primera vez su primitivo pero funcional telescopio y miró el planeta en 1610. Por supuesto, Galileo no entendió lo que estaba viendo y pensó que los anillos eran grandes satélites a ambos lados del planeta. Esto fue antes de que Christian Huygens usara el mejor telescopio para ver que en realidad no eran satélites, sino anillos. Huygens también fue el primero en descubrir el satélite más grande, Titán. A pesar de que la visibilidad del planeta permite observarlo desde casi todas partes, sus satélites, como los anillos, solo son visibles a través de un telescopio.

Jean Dominique Cassini

Descubrió un hueco en los anillos, más tarde llamado Cassini, y fue el primero en descubrir 4 satélites del planeta: Japeto, Rea, Tetis y Dione.

William Herschel

En 1789, el astrónomo William Herschel descubrió dos lunas más: Mimas y Encelado. Y en 1848, los científicos británicos descubrieron un satélite llamado Hyperion.

Antes de que la nave espacial volara al planeta, no sabíamos mucho al respecto, a pesar de que incluso se puede ver el planeta a simple vista. En los años 70 y 80, la NASA lanzó la nave espacial Pioneer 11, que se convirtió en la primera nave espacial en visitar Saturno, pasando a 20.000 km de la capa de nubes del planeta. Le siguieron los lanzamientos de la Voyager 1 en 1980 y la Voyager 2 en agosto de 1981.

En julio de 2004, la nave espacial Cassini de la NASA llegó al sistema Saturno y compiló la descripción más detallada del planeta Saturno y su sistema basándose en los resultados de las observaciones. Cassini ha volado casi 100 órbitas alrededor de la luna de Titán, varias veces alrededor de muchas otras lunas, y nos ha enviado miles de imágenes del planeta y sus lunas. Cassini descubrió 4 lunas nuevas, un anillo nuevo y descubrió mares de hidrocarburos líquidos en Titán.

Animación ampliada del vuelo de Cassini en el sistema Saturno

Anillos

Están compuestos por partículas de hielo que orbitan alrededor del planeta. Hay varios anillos principales que son claramente visibles desde la Tierra y los astrónomos usan designaciones especiales para cada uno de los anillos de Saturno. Pero, ¿cuántos anillos tiene realmente el planeta Saturno?

Los anillos: vista desde Cassini

Intentaremos responder a esta pregunta. Los anillos en sí se dividen en las siguientes partes. Las dos partes más densas del anillo se designan A y B, están separadas por una hendidura de Cassini, seguida por el anillo C. Después de los 3 anillos principales, hay anillos de polvo más pequeños: D, G, E, así como el anillo F, que es el más externo ... Entonces, ¿cuántos anillos de base hay? Eso es correcto - ¡8!

Estos tres anillos principales y 5 anillos de polvo constituyen la mayor parte. Pero hay algunos anillos más, por ejemplo, Janus, Meton, Pallen, así como los arcos del anillo Anfa.

También hay anillos y espacios más pequeños en varios anillos que son difíciles de contar (por ejemplo, el espacio de Encke, el espacio de Huygens, el espacio de Dawes y muchos otros). Una mayor observación de los anillos permitirá aclarar sus parámetros y su número.

Anillos que desaparecen

Debido a la inclinación de la órbita del planeta, los anillos se vuelven visibles de borde cada 14-15 años, y debido al hecho de que son muy delgados, en realidad desaparecen del campo de visión de los observadores de la Tierra. En 1612, Galileo notó que los satélites que descubrió habían desaparecido en alguna parte. La situación era tan extraña que Galileo incluso abandonó las observaciones del planeta (¡probablemente como resultado del colapso de las esperanzas!). Había descubierto los anillos (y los había confundido con compañeros) dos años antes y quedó instantáneamente fascinado por ellos.

Parámetros de anillo

El planeta a veces se llama la "perla del sistema solar" porque su sistema de anillos parece una corona. Estos anillos están compuestos de polvo, piedra y hielo. Por eso los anillos no se desintegran, porque no es integral, sino que consta de miles de millones de partículas. Parte del material del sistema de anillos es del tamaño de granos de arena, y algunos objetos son más grandes que los edificios de gran altura, alcanzando un kilómetro de diámetro. ¿De qué están hechos los anillos? Principalmente partículas de hielo, aunque hay anillos de polvo. Llama la atención que cada anillo gira a una velocidad diferente en relación al planeta. La densidad media de los anillos del planeta es tan baja que se pueden ver las estrellas a través de ellos.

Saturno no es el único planeta con un sistema de anillos. Todos los gigantes gaseosos tienen anillos. Los anillos de Saturno se destacan porque son los más grandes y brillantes. Los anillos tienen aproximadamente un kilómetro de espesor y abarcan un área de hasta 482.000 kilómetros desde el centro del planeta.

Los nombres de los anillos de Saturno se enumeran alfabéticamente según el orden en que se encontraron. Esto hace que los anillos sean un poco confusos, enumerándolos fuera de servicio del planeta. A continuación se muestra una lista de los anillos principales y los espacios entre ellos, así como la distancia desde el centro del planeta y su ancho.

Sonidos de timbre

En este gran video, escuchas los sonidos del planeta Saturno, que es la emisión de radio del planeta traducida en sonido. Las emisiones de radio de alcance kilométrico se generan junto con las auroras del planeta.

El espectrómetro de plasma Cassini realizó mediciones de alta resolución que permitieron a los científicos convertir ondas de radio en audio cambiando la frecuencia.

La aparición de los anillos

¿Cómo surgieron los anillos? La respuesta más simple a por qué el planeta tiene anillos y de qué están hechos es que el planeta ha acumulado mucho polvo y hielo a varias distancias de sí mismo. Lo más probable es que estos elementos hayan quedado atrapados por la gravedad. Aunque algunos creen que se formaron como resultado de la destrucción de un pequeño satélite que se acercó demasiado al planeta y cayó al límite de Roche, como resultado de lo cual fue despedazado por el propio planeta.

Algunos científicos especulan que todo el material de los anillos es producto de colisiones entre satélites y asteroides o cometas. Después de la colisión, los restos de los asteroides pudieron escapar de la atracción gravitacional del planeta y formaron anillos.

Independientemente de cuál de estas versiones sea la correcta, los anillos son bastante impresionantes. De hecho, Saturno es el señor de los anillos. Después de explorar los anillos, es necesario estudiar los sistemas de anillos de otros planetas: Neptuno, Urano y Júpiter. Cada uno de estos sistemas es más débil, pero sigue siendo interesante a su manera.

Galería de instantáneas de anillo

Vida en Saturno

Es difícil imaginar un planeta menos hospitalario para la vida que Saturno. El planeta está compuesto casi en su totalidad por hidrógeno y helio, con trazas de hielo de agua en la nube inferior. La temperatura en la parte superior de las nubes puede descender a -150 C.

A medida que desciende a la atmósfera, la presión y la temperatura aumentarán. Si la temperatura es lo suficientemente cálida como para que el agua no se congele, entonces la presión atmosférica a este nivel es la misma que a unos pocos kilómetros bajo el océano de la Tierra.

Vida en los satélites del planeta.

Para encontrar vida, los científicos sugieren mirar los satélites del planeta. Están formados por cantidades significativas de hielo de agua y su interacción gravitacional con Saturno probablemente mantiene caliente su interior. Se sabe que el satélite Encelado tiene géiseres de agua en su superficie que hacen erupción casi continuamente. Es posible que tenga enormes reservas de agua caliente bajo la corteza de hielo (casi como Europa).

Otra luna, Titán, tiene lagos y mares de hidrocarburos líquidos y se considera un lugar que potencialmente podría crear vida. Los astrónomos creen que Titán es muy similar en composición a la Tierra en su historia temprana. Después de que el Sol se convierta en una enana roja (en 4-5 mil millones de años), la temperatura en el satélite será favorable para el origen y mantenimiento de la vida, y una gran cantidad de hidrocarburos, incluidos los complejos, serán la principal "sopa". ”.

Posición en el cielo

Saturno y sus seis lunas, tiro amateur.

Saturno es visible en el cielo como una estrella bastante brillante. Las coordenadas actuales del planeta se aclaran mejor en programas planetarios especializados, por ejemplo, Stellarium, y los eventos relacionados con su cobertura o paso sobre una región en particular, así como todo lo relacionado con el planeta Saturno, se puede espiar en el artículo 100 astronómico. eventos del año. El enfrentamiento del planeta siempre brinda la oportunidad de mirarlo con el máximo de detalle.

El enfrentamiento más cercano

Conociendo las efemérides del planeta y su magnitud, no será difícil encontrar a Saturno en el cielo estrellado. Sin embargo, si tiene poca experiencia, puede llevar mucho tiempo encontrarlo, por lo que le recomendamos que utilice telescopios de aficionados con una montura Go-To. Use un telescopio con una montura Go-To y no necesita saber las coordenadas del planeta o dónde puede verlo ahora.

Vuelo al planeta

¿Cuánto tiempo llevará el viaje espacial a Saturno? Dependiendo de la ruta que tome, el vuelo puede tardar un tiempo diferente.

Por ejemplo: Pioneer 11 tardó seis años y medio en llegar al planeta. La Voyager 1 tardó tres años y dos meses, la Voyager 2 tardó cuatro años y la nave espacial Cassini seis años y nueve meses. La nave espacial New Horizons utilizó a Saturno como trampolín gravitacional en su camino hacia Plutón, y llegó allí dos años y cuatro meses después del lanzamiento. ¿Por qué hay una diferencia tan grande en los tiempos de vuelo?

El primer factor que determina el tiempo de vuelo.

Consideremos, ¿la nave espacial se lanza directamente a Saturno o está utilizando simultáneamente otros cuerpos celestes como tirachinas?

El segundo factor que determina el tiempo de vuelo.

Este es un tipo de motor de nave espacial, y el tercer factor es si vamos a sobrevolar el planeta o entrar en su órbita.

Con estos factores en mente, echemos un vistazo a las misiones mencionadas anteriormente. Pioneer 11 y Cassini utilizaron la influencia gravitacional de otros planetas antes de dirigirse hacia Saturno. Estos vuelos de otros cuerpos agregaron años adicionales a un viaje ya largo. Las Voyager 1 y 2 usaron solo Júpiter en su camino a Saturno y llegaron a él mucho más rápido. La nave New Horizons tenía varias ventajas distintas sobre todas las demás sondas. Dos ventajas principales son que tiene el motor más rápido y avanzado y fue lanzado en una trayectoria corta a Saturno en su camino a Plutón.

Etapas de investigación

Fotografía panorámica de Saturno tomada el 19 de julio de 2013 por el aparato Cassini. En el anillo vacío de la izquierda, el punto blanco es Encelado. La tierra es visible debajo y a la derecha del centro de la imagen.

En 1979, la primera nave espacial llegó al planeta gigante.

Pionero 11

Creado en 1973, Pioneer 11 rodeó a Júpiter y utilizó la gravedad del planeta para alterar su trayectoria hacia Saturno. Llegó a él el 1 de septiembre de 1979, habiendo pasado 22.000 km por encima de la capa de nubes del planeta. Por primera vez en la historia, realizó estudios de cerca de Saturno y transmitió fotografías de primer plano del planeta, descubriendo un anillo previamente desconocido.

Voyager 1

La sonda Voyager 1 de la NASA fue la próxima nave espacial en visitar el planeta el 12 de noviembre de 1980. Voló 124.000 km desde la capa de nubes del planeta y envió una serie de fotografías verdaderamente invaluables a la Tierra. Decidieron enviar la Voyager 1 a volar alrededor del satélite de Titán y enviar a su hermano gemelo la Voyager 2 a otros planetas gigantes. Como resultado, resultó que el dispositivo, aunque transmitía mucha información científica, no vio la superficie de Titán, ya que es opaco a la luz visible. Por eso, de hecho, la nave fue donada para complacer al satélite más grande, en el que los científicos tenían grandes esperanzas, y al final vieron una bola naranja, sin ningún detalle.

Voyager 2

Poco después del sobrevuelo de la Voyager 1, la Voyager 2 voló al sistema Saturno y realizó un programa casi idéntico. Llegó al planeta el 26 de agosto de 1981. Además del hecho de que orbitó el planeta a una distancia de 100 800 km, voló cerca de Encelado, Tetis, Hyperion, Iapetus, Phoebe y varias otras lunas. La Voyager 2, habiendo recibido aceleración gravitacional del planeta, se dirigió hacia Urano (sobrevuelo exitoso en 1986) y Neptuno (sobrevuelo exitoso en 1989), después de lo cual continuó su viaje hacia las fronteras del sistema solar.

Cassini-Huygens

Vistas de Saturno desde el aparato de Cassini

La sonda Cassini-Huygens de la NASA, que llegó en 2004, pudo estudiar verdaderamente el planeta desde una órbita constante. Como parte de su misión, la nave espacial entregó la sonda Huygens a la superficie de Titán.

TOP 10 imágenes de Cassini

Cassini ha completado ahora su misión principal y ha continuado estudiando el sistema de Saturno y sus lunas durante muchos años. Entre sus descubrimientos se encuentran el descubrimiento de géiseres en Encelado, mares y lagos de hidrocarburos en Titán, nuevos anillos y satélites, así como datos y fotografías de la superficie de Titán. Los científicos planean completar la misión Cassini en 2017, debido a los recortes en el presupuesto de exploración planetaria de la NASA.

Misiones futuras

La próxima misión del sistema Titan Saturno (TSSM) no debería esperarse antes de 2020, sino mucho más tarde. Usando maniobras gravitacionales cerca de la Tierra y Venus, este dispositivo podrá llegar a Saturno alrededor de 2029.

Se prevé un plan de vuelo de cuatro años, en el que se asignan 2 años para el estudio del propio planeta, 2 meses para el estudio de la superficie de Titán, en el que participará el módulo de aterrizaje y 20 meses para el estudio del satélite. desde la órbita. Rusia probablemente participará en este proyecto verdaderamente ambicioso. Ya se está discutiendo la futura participación de la agencia federal Roscosmos. Si bien esta misión está lejos de realizarse, todavía tenemos la oportunidad de disfrutar de las fantásticas imágenes de Cassini, que envía regularmente y a las que todos tienen acceso, solo unos días después de su transmisión a la Tierra. ¡Disfruta tu exploración de Saturno!

Respuestas a las preguntas más habituales.

1. ¿De quién fue el nombre del planeta Saturno? En honor al dios romano de la fertilidad.
2. ¿Cuándo fue descubierto Saturno? Se conoce desde la antigüedad y es imposible establecer quién determinó por primera vez que se trata de un planeta.
3. ¿Qué tan lejos está Saturno del Sol? La distancia media desde el Sol es de 1,43 mil millones de km, o 9,58 AU.
4. ¿Cómo encontrarlo en el cielo? Es mejor utilizar gráficos de búsqueda y software especializado como Stellarium.
5. ¿Cuáles son las coordenadas de la placenta? Dado que este es un planeta, sus coordenadas cambian, puede encontrar las efemérides de Saturno en recursos astronómicos especializados.

El planeta Saturno es uno de los objetos más brillantes de nuestro cielo estrellado. Su rasgo distintivo es la presencia de anillos. Por primera vez, G. Galileo los vio en 1610, pero no entendió qué era, después de haber escrito que Saturno consta de partes.

Medio siglo después, el matemático, físico y astrónomo holandés Christian Huygens(1629-1695) informó que Saturno tenía un anillo, y en 1675 el famoso astrónomo italiano y francés Jean Dominique Cassini(1625-1712) descubrió un espacio entre los anillos.

Estos anillos son visibles desde la Tierra incluso con un telescopio pequeño. Están formados por miles y miles de pequeños trozos sólidos de roca y hielo que orbitan el planeta. Una vez cada 14-15 años, los anillos de Saturno no son visibles desde la Tierra, ya que se vuelven de borde.

Características generales del planeta Saturno.

Por lo tanto, Saturno no es una bola sólida, sino que consta de gas y líquido, sus partes ecuatoriales giran más rápido que las regiones circumpolares: en los polos, una revolución se completa unos 26 minutos más lento.

Una de las características de Saturno es que es el único planeta del sistema solar cuya densidad es menor que la del agua. La atmósfera de Saturno es muy densa, compuesta por un 94% de hidrógeno y un 6% de helio. La temperatura en la superficie del planeta es de 150 ° С.

La velocidad de los vientos en Saturno depende de la latitud del lugar, alcanzando los 500 m / s, que es tres veces más que en Júpiter. Las tormentas son frecuentes en la atmósfera de Saturno, aunque no tan poderosas como la famosa Mancha Roja de Júpiter. En particular, se ha descubierto la Gran Mancha Marrón en Saturno.

El planeta tiene ocho grandes satélites principales y muchos pequeños.

La mayoría de los satélites están formados por hielo: su densidad no supera los 1400 kg / m 3. Los satélites más grandes tienen un núcleo rocoso. Casi todos los satélites siempre están orientados hacia el planeta con un lado.

La luna más grande de Saturno es Titán. En cuanto a su tamaño, supera al planeta Mercurio. Su diámetro es de 5150 km. Fue inaugurado en 1655 por Christian Huygens. Titán tiene océanos, mares, continentes. La temperatura es de 180 ° C. Esta luna está envuelta en una atmósfera naranja de metano y etano.

El satélite Encelado es el cuerpo más ligero del sistema solar, que, aparentemente, está cubierto por una fina capa de escarcha. Los dos cráteres más grandes de esta luna de Saturno llevan el nombre de Ali Baba y Aladdin.

Hyperion es un satélite oscuro de forma irregular con una rotación propia caótica. No tiene una velocidad de rotación constante alrededor de su eje: cambia en decenas de por ciento durante el mes.

La luna de Saturno, Febo, gira alrededor del planeta en la dirección opuesta.

Es el segundo más grande después de Júpiter, tiene una masa enorme y una densa capa de anillos que lo rodean. La atmósfera de Saturno es un fenómeno que ha sido objeto de controversia entre los científicos durante muchos años. Pero hoy se ha establecido de manera confiable que son los gases los que forman la base de todo el cuerpo de aire, que no tiene una superficie sólida.

Historia del gran descubrimiento

Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que nuestro sistema está cerrado por este enorme planeta y que no hay nada más allá de su órbita. Lo han estado estudiando desde el lejano 1610, después de que Galileo examinara Saturno a través de un telescopio, y también destacó la presencia de anillos en sus notas. En esos años, nadie podría haber pensado que este cuerpo celeste es tan diferente de la Tierra, Venus o Marte: ni siquiera tiene superficie y está formado íntegramente por gases calentados a temperaturas inimaginables. La presencia de la atmósfera de Saturno se confirmó solo en el siglo XX. Además, solo los científicos modernos pudieron concluir que el planeta es una esfera de gas.

Fue investigado por el satélite Voyager 1, que fue capaz de lanzar una sonda al exterior, obteniendo imágenes que indicaban el contenido de hidrógeno principalmente en las nubes de Saturno, así como muchos otros gases. Desde entonces, la investigación se ha realizado solo sobre la base de teorías y cálculos. Y aquí será justo decir que Saturno es uno de los planetas más misteriosos e inexplorados hasta el momento presente.

La presencia de la atmósfera, su composición.

Sabemos que los planetas terrestres que están muy cerca del Sol no tienen atmósfera. Pero estos son cuerpos sólidos que consisten en piedra y metal, tienen una cierta masa y los parámetros correspondientes. Con las bolas de gas, las cosas son muy diferentes. La atmósfera de Saturno es la base de sí mismo. Un sinfín de vapores de gas, nieblas y nubes se acumulan en cantidades increíbles y forman una bola gracias al campo magnético del núcleo.

La base de la atmósfera del planeta es el hidrógeno: más del 96 por ciento. Otros gases están presentes como impurezas, cuyas proporciones dependen de la profundidad. Cabe señalar que no hay cristales de agua, varias modificaciones de hielo y otras sustancias orgánicas en Saturno.

Las dos capas de la atmósfera y su composición.

Entonces, la atmósfera de Saturno se divide en dos partes: la capa externa y la interna. El primero es 96,3 por ciento de hidrógeno molecular y 3 por ciento de helio. Estos gases principales se mezclan con componentes como fosfina, amoniaco, metano y etano. Aquí hay fuertes superficies que alcanzan los 500 m / s. En cuanto a la atmósfera inferior, aquí predomina el hidrógeno metálico, alrededor del 91 por ciento, así como el helio. En este entorno hay nubes de hidrosulfuro de amonio. La capa atmosférica inferior siempre se calienta al límite. A medida que se acerca al núcleo, la temperatura alcanza los mil Kelvin, porque hasta ahora es imposible explorar el planeta utilizando sondas hechas en condiciones terrestres.

Fenómenos atmosféricos

Los fenómenos más comunes en este planeta son los vientos y los huracanes. La mayoría de los arroyos soplan de oeste a este con respecto a la rotación axial. Hay una ligera pausa en la zona del ecuador y, con la distancia, aparecen los flujos del oeste. También hay lugares en Saturno donde suceden ciertas cosas a intervalos regulares, por ejemplo, el Gran Óvalo Blanco aparece en el hemisferio sur una vez cada treinta años. Durante ese "mal tiempo", la atmósfera de Saturno, cuya composición contribuye aún más a este fenómeno, está literalmente impregnada de relámpagos. Las descargas ocurren principalmente en latitudes medias, entre el ecuador y los polos. En cuanto a este último, el fenómeno principal aquí se considera que las llamaradas más fuertes ocurren en el norte, ya que allí el campo magnético es más fuerte que en el sur. El resplandor aparece en forma de anillos ovalados o espirales.

Presión y temperatura

Al final resultó que, la atmósfera de Saturno hace que este planeta sea lo suficientemente frío en comparación con Júpiter, pero ciertamente no tan helado como Urano y Neptuno. En las capas superiores, la temperatura ronda los -178 grados centígrados, teniendo en cuenta los constantes vientos y huracanes. Cuanto más nos acercamos al núcleo, más presión aumenta, por lo tanto, la temperatura aumenta. En las capas intermedias, la temperatura es de -88 grados y la presión es de unas mil atmósferas. El punto extremo que alcanzó la sonda fue una zona de temperatura de -3. Según cálculos en la zona del núcleo del planeta, la presión alcanza los 3 millones de atmósferas. En este caso, la temperatura es 11700

Epílogo

Examinamos brevemente cuál es la estructura de la atmósfera de Saturno. Su composición se puede comparar con la de Júpiter; también hay similitudes con los gigantes de hielo: Urano y Neptuno. Pero, como toda bola de gas, Saturno es único en su estructura. Aquí soplan vientos muy fuertes, la presión alcanza valores increíbles y la temperatura permanece fría (según estándares astronómicos).

Uno de los objetos astronómicos más hermosos para la observación es, sin duda, el planeta con anillos: Saturno. Es difícil no estar de acuerdo con esta afirmación si al menos una vez fue posible mirar al gigante anillado a través de la lente de un telescopio. Sin embargo, este objeto del sistema solar es interesante no solo desde el punto de vista estético.

¿Por qué el sexto planeta desde el Sol tiene un sistema de anillos y por qué obtuvo un atributo tan brillante? Los astrofísicos y astrónomos todavía están tratando de obtener una respuesta a estas y muchas preguntas.

Breves características del planeta Saturno

Como otros gigantes gaseosos en nuestro espacio cercano, Saturno es de interés para la comunidad científica. La distancia de la Tierra a ella varía en el rango de 1,20 a 1,66 mil millones de kilómetros. Para superar este enorme y largo camino, las naves espaciales lanzadas desde nuestro planeta tardarán un poco más de dos años. La sonda automática más nueva "New Horizons" alcanzó el sexto planeta durante dos años y cuatro meses. Hay que tener en cuenta que el movimiento del planeta alrededor del Sol es similar al movimiento orbital de la Tierra. En otras palabras, la órbita de Saturno tiene la forma de una elipse perfecta. Tiene la tercera excentricidad orbital más grande, después de Mercurio y Marte. La distancia del Sol en el perihelio es de 1.353.572.956 km, mientras que en el afelio el gigante gaseoso se aleja un poco, quedando a una distancia de 1.513.325.783 km.

Incluso a una distancia tan significativa de la estrella central, el sexto planeta se comporta con bastante rapidez, girando alrededor de su propio eje a una tremenda velocidad de 9,69 km / s. El período de rotación de Saturno es de 10 horas y 39 minutos. Según este indicador, es solo superado por Júpiter. Esta alta velocidad de rotación hace que el planeta parezca aplanado desde los polos. Visualmente, Saturno se asemeja a una peonza que gira a una velocidad asombrosa, que se precipita a través de la inmensidad del espacio a una velocidad de 9,89 km / s, dando una revolución completa alrededor del Sol en casi 30 años terrestres. Desde el descubrimiento de Saturno en 1610 por Galileo, el cuerpo celeste solo se ha envuelto alrededor de la estrella principal del sistema solar 13 veces.

El planeta se ve en el cielo nocturno, como un punto bastante brillante, cuya magnitud aparente varía de +1,47 a -0,24. Son especialmente visibles los anillos de Saturno, que tienen un albedo alto.

La ubicación de Saturno en el espacio también es curiosa. El eje de rotación de este planeta tiene casi la misma inclinación al eje de la eclíptica que el de la Tierra. En este sentido, hay temporadas en el gigante gaseoso.

Saturno no es el planeta más grande del sistema solar, sino solo el segundo objeto celeste más grande en nuestro espacio más cercano después de Júpiter. El radio promedio del planeta es de 58,232 km, contra 69 911 km. cerca de Júpiter. Además, el diámetro polar del planeta es menor que el valor ecuatorial. La masa del planeta es 5.6846 · 10²⁶ kg, que es 96 veces la masa de la Tierra.

Los planetas más cercanos a Saturno son sus hermanos en el grupo planetario: Júpiter y Urano. El primero pertenece a los gigantes gaseosos, mientras que Urano se encuentra entre los gigantes de hielo. Los dos gigantes gaseosos Júpiter y Saturno se caracterizan por su enorme masa combinada con baja densidad. Esto se debe al hecho de que ambos planetas son terrones esféricos gigantes de gas licuado. La densidad de Saturno es de 0,687 g / cm³, inferior en este indicador a todos los planetas del sistema solar.

A modo de comparación, la densidad de los planetas terrestres Marte, Tierra, Venus y Mercurio es de 3,94 g / cm³, 5,515 g / cm³, 5,25 g / cm³ y 5,42 g / cm³, respectivamente.

Descripción y composición de la atmósfera de Saturno.

La superficie de un planeta es un concepto condicional, el sexto planeta no tiene sólidos terrestres. Es probable que la superficie sea el fondo de un océano de hidrógeno y helio, donde, bajo la influencia de una presión monstruosa, la mezcla de gases se convierte en un estado líquido y semilíquido. Por el momento, no existen medios técnicos para explorar la superficie del planeta, por lo que todas las suposiciones sobre la estructura del gigante gaseoso parecen puramente teóricas. El objeto de estudio es la atmósfera de Saturno, que envuelve al planeta en un denso manto.

La envoltura de aire del planeta está compuesta principalmente de hidrógeno. El hidrógeno y el helio son los elementos químicos que mantienen la atmósfera en constante movimiento. Esto se evidencia por las formaciones de nubes de gran área, que consisten en amoníaco. Debido al hecho de que las partículas más pequeñas de azufre están presentes en la mezcla de aire y gas, Saturno tiene un color naranja desde el costado. La zona nublada comienza en el borde inferior de la troposfera, a una altitud de 100 km. de la superficie imaginaria del planeta. Las temperaturas en esta área oscilan entre 200 y 250 ° C bajo cero.

Los datos más precisos sobre la composición de la atmósfera son los siguientes:

• hidrógeno 96%;
• helio 3%;
• el metano es solo el 0,4%;
• el amoniaco representa el 0,01%;
• hidrógeno molecular 0,01%;
• 0,0007% es etano.

En términos de densidad y masividad, las nubes de Saturno parecen más poderosas que las de Júpiter. En la parte inferior de la atmósfera, los componentes principales de la nube de Saturno son el hidrosulfito de amonio o el agua, en diversas variaciones. La presencia de vapor de agua en las partes bajas de la atmósfera de Saturno, en altitudes inferiores a los 100 km, también permite la temperatura, que en esta zona está dentro del cero absoluto. La presión atmosférica en las partes bajas de la atmósfera es de 140 kPa. A medida que nos acercamos a la superficie de un cuerpo celeste, la temperatura y la presión comienzan a aumentar. Los compuestos gaseosos se transforman, formando nuevas formas. Debido a la alta presión, el hidrógeno adquiere un estado semilíquido. La temperatura promedio aproximada en la superficie del océano de hidrógeno y helio es de 143K.

Este estado de la envoltura aire-gas se ha convertido en la razón por la que Saturno es el único planeta del sistema solar que emite más calor al espacio circundante que el que recibe de nuestra luminaria.

Saturno, al estar a una distancia de mil quinientos millones de kilómetros del Sol, recibe 100 veces menos calor solar que la Tierra.

La estufa de Saturno se explica por el funcionamiento del mecanismo de Kelvin-Helmholtz. Con una caída de temperatura, la presión en las capas de la atmósfera del planeta también disminuye. El cuerpo celeste comienza a encogerse involuntariamente, convirtiendo la energía potencial de compresión en calor. Otro supuesto que explica la intensa liberación de calor por parte de Saturno es una reacción química. Como resultado de la convección en las capas de la atmósfera, se produce la condensación de moléculas de helio en las capas de hidrógeno, acompañada de la liberación de calor.

Las densas masas de nubes, las diferencias de temperatura en las capas de la atmósfera, contribuyen al hecho de que Saturno es una de las regiones más ventosas del sistema solar. Las tormentas y los huracanes son mucho más fuertes y poderosos aquí que en Júpiter. La velocidad del aire en algunos casos alcanza la friolera de 1800 km / h. Además, las tormentas de Saturno se están formando rápidamente. El inicio de un huracán en la superficie del planeta se puede rastrear visualmente observando Saturno a través de un telescopio durante varias horas. Sin embargo, tras la rápida aparición, comienza un largo período de alboroto del elemento cósmico.

La estructura del planeta y una descripción del núcleo.

Al aumentar la temperatura y la presión, el hidrógeno se transforma gradualmente en un estado líquido. Aproximadamente a una profundidad de 20-30 mil km, la presión es de 300 GPa. En estas condiciones, el hidrógeno comienza a metalizarse. A medida que se adentra en las entrañas del planeta, la proporción de compuestos de óxidos con hidrógeno comienza a aumentar. El hidrógeno metálico constituye la capa exterior del núcleo. Este estado del hidrógeno contribuye a la aparición de corrientes eléctricas de alta intensidad, formando el campo magnético más fuerte.

A diferencia de las capas externas de Saturno, la parte interna del núcleo es una formación masiva con un diámetro de 25 mil kilómetros, que consta de compuestos de silicio y metales. Es de suponer que en esta zona las temperaturas alcanzan los 11 mil grados centígrados. La masa del núcleo varía en el rango de 9 a 22 masas de nuestro planeta.

Lunas y anillos de Saturno

Saturno tiene 62 lunas y la mayoría de ellas tienen una superficie dura e incluso tienen su propia atmósfera. En términos de su tamaño, algunos de ellos pueden reclamar el título del planeta. Basta con tomar el tamaño de Titán, que es uno de los satélites más grandes del sistema solar y más grande que el planeta Mercurio. Este cuerpo celeste que orbita Saturno tiene un diámetro de 5150 km. El satélite tiene su propia atmósfera, que en su composición se parece mucho a la capa de aire de nuestro planeta en una etapa temprana de formación.

Los científicos creen que Saturno tiene el sistema de satélites más avanzado de todo el sistema solar. Según la información recibida de la estación interplanetaria automática Cassini, Saturno es casi el único lugar del sistema solar donde puede existir agua líquida en sus satélites. Hasta la fecha, solo se han investigado algunos de los satélites del gigante anillado, sin embargo, incluso la información disponible da todas las razones para considerar esta parte más distante del espacio cercano adecuada para la existencia de ciertas formas de vida. En este sentido, el quinto satélite, Encelado, es de gran interés para los astrofísicos.

La principal decoración del planeta son sin duda sus anillos. Es habitual distinguir cuatro anillos principales en el sistema, que tienen los nombres correspondientes A, B, C y D. El ancho del anillo B más grande es de 25.500 km. Los anillos están separados por ranuras, entre las cuales la mayor es la división Cassini, que delimita los anillos A y B. Según su composición, los anillos de Saturno son acumulaciones de pequeñas y grandes partículas de hielo de agua. Debido a la estructura helada, los halos de Saturno tienen un albedo alto y, por lo tanto, son claramente visibles a través de un telescopio.

Finalmente

Los avances en la ciencia y la tecnología en los últimos 30 años han permitido a los científicos realizar investigaciones de manera más intensiva en un planeta distante utilizando medios técnicos. Tras la primera información obtenida como resultado del vuelo de la nave espacial estadounidense "Pioneer 11", que voló por primera vez cerca del gigante gaseoso en 1979, Saturno fue abordado de cerca.

A principios de los 80, la misión Pioneer fue continuada por dos Voyager, la primera y la segunda. La investigación se ha centrado en las lunas de Saturno. En 1997, los terrestres recibieron por primera vez una cantidad suficiente de información sobre Saturno y el sistema de este planeta gracias a la misión AMS Cassini-Huygens. El programa de vuelo incluyó el aterrizaje de la sonda Huygens en la superficie de Titán, que se completó con éxito el 14 de enero de 2005.

Saturno es el sexto planeta del Sol en el sistema solar, uno de los planetas gigantes. Un rasgo característico de Saturno, su decoración, es un sistema de anillos, formado principalmente por hielo y polvo. Tiene muchos satélites. Saturno fue nombrado por los antiguos romanos en honor al dios de la agricultura al que veneraban especialmente.

una breve descripción de

Saturno es el segundo planeta más grande del sistema solar después de Júpiter, con una masa de aproximadamente 95 masas terrestres. Saturno gira alrededor del Sol a una distancia media de unos 1430 millones de kilómetros. La distancia a la Tierra es de 1280 millones de km. Su período de circulación es de 29,5 años y un día en el planeta dura diez horas y media. La composición de Saturno prácticamente no difiere de la del sol: los elementos principales son el hidrógeno y el helio, así como numerosas impurezas de amoníaco, metano, etano, acetileno y agua. En cuanto a su composición interna, recuerda más a Júpiter: un núcleo de hierro, agua y níquel, cubierto por una fina capa de hidrógeno metálico. Una atmósfera de enormes cantidades de helio e hidrógeno gaseosos envuelve el núcleo en una capa gruesa. Dado que el planeta se compone principalmente de gas y no hay una superficie sólida, Saturno se encuentra entre los gigantes gaseosos. Por la misma razón, su densidad promedio es increíblemente baja: 0,687 g / cm 3, que es menor que la densidad del agua. Esto lo convierte en el planeta menos denso del sistema. Sin embargo, la relación de compresión de Saturno, por el contrario, es la más alta. Esto significa que sus radios ecuatorial y polar difieren mucho en magnitud: 60,300 km y 54,400 km, respectivamente. Esto también implica una gran diferencia de velocidades para diferentes partes de la atmósfera, dependiendo de la latitud. La velocidad de rotación media alrededor del eje es de 9,87 km / s, y la velocidad orbital es de 9,69 km / s.

El sistema de anillos de Saturno es una vista magnífica. Consisten en fragmentos de hielo y piedras, polvo, restos de antiguos satélites destruidos por su gravedad.
campo. Están ubicados muy por encima del ecuador del planeta, alrededor de 6 a 120 mil kilómetros. Sin embargo, los anillos en sí son muy delgados: cada uno de ellos tiene aproximadamente un kilómetro de grosor. Todo el sistema está dividido en cuatro anillos: tres principales y uno más delgado. Los tres primeros generalmente se indican en letras latinas. El anillo central B, el más brillante y ancho, está separado del anillo A por un espacio llamado hendidura de Cassini, en el que se encuentran los anillos más delgados y transparentes. Se sabe poco que, de hecho, los cuatro planetas gigantes tienen anillos, pero son casi invisibles en todos excepto en Saturno.

Actualmente, hay 62 satélites conocidos de Saturno. Los más grandes de ellos son Titán, Encelado, Mimas, Tetis, Dione, Japeto y Rea. Titán, el mayor de los satélites, es similar en muchos aspectos a la Tierra. Tiene una atmósfera dividida en capas, así como un líquido en la superficie, lo que ya es un hecho comprobado. Se cree que los objetos más pequeños son restos de asteroides y pueden tener menos de un kilómetro de tamaño.

Formación del planeta

Hay dos hipótesis sobre el origen de Saturno:

La primera, la hipótesis de la "contracción", dice que el sol y los planetas se formaron de la misma manera. En las etapas iniciales de su desarrollo, el sistema solar era un disco de gas y polvo, en el que se formaban áreas separadas, más densas y masivas que la sustancia que las rodeaba. Como resultado, estas "condensaciones" dieron lugar al Sol y los planetas que conocemos. Esto explica la similitud de la composición de Saturno y el Sol y su baja densidad.

Según la segunda hipótesis de "acreción", la formación de Saturno procedió en dos etapas. El primero es la formación de cuerpos densos en el disco de gas-polvo, como los planetas sólidos del grupo terrestre. En este momento, parte de los gases de la región de Júpiter y Saturno se dispersaron hacia el espacio exterior, lo que explica la pequeña diferencia en la composición de estos planetas con el Sol. En la segunda etapa, los cuerpos más grandes atrajeron gas de la nube circundante.

Estructura interna

La región interior de Saturno se divide en tres capas. En el centro hay un pequeño, en comparación con el volumen total, pero un núcleo masivo de silicatos, metales y hielo. Su radio es aproximadamente una cuarta parte del radio del planeta, y su masa varía de 9 a 22 masas terrestres. La temperatura central es de unos 12.000 ° C. La energía emitida por el gigante gaseoso es 2,5 veces la energía que recibe del sol. Hay varias razones para esto. Primero, la fuente de calor interno pueden ser las reservas de energía acumuladas durante la compresión gravitacional de Saturno: durante la formación de un planeta a partir de un disco protoplanetario, la energía gravitacional del polvo y el gas pasó a energía cinética y luego a calor. En segundo lugar, parte del calor se crea debido al mecanismo de Kelvin-Helmholtz: con una caída de temperatura, la presión también cae, por lo que la materia del planeta se comprime y la energía potencial se convierte en calor. En tercer lugar, como resultado de la condensación de las gotas de helio y su posterior caída a través de la capa de hidrógeno hacia el núcleo, también se puede generar calor.

El núcleo de Saturno está rodeado por una capa de hidrógeno en estado metálico: está en fase líquida, pero tiene las propiedades de un metal. Dicho hidrógeno tiene una conductividad eléctrica muy alta, por lo tanto, la circulación de corrientes en él crea un poderoso campo magnético. Aquí, a una profundidad de unos 30 mil km, la presión alcanza los 3 millones de atmósferas. Por encima de este nivel, hay una capa de hidrógeno molecular líquido, que gradualmente se convierte en gas con la altura, en contacto con la atmósfera.

Atmósfera

Dado que los planetas gaseosos no tienen una superficie sólida, es difícil determinar exactamente dónde comienza la atmósfera. Para Saturno, ese nivel cero es la altitud a la que hierve el metano. Los principales componentes de la atmósfera son el hidrógeno (96,3%) y el helio (3,25%). Además, los estudios espectroscópicos han encontrado en su composición agua, metano, acetileno, etano, fosfina, amoniaco. La presión en el límite superior de la atmósfera es de aproximadamente 0,5 atm. En este nivel, el amoníaco se condensa y se forman nubes blancas. En la parte inferior, las nubes están compuestas por cristales de hielo y gotas de agua.

Los gases en la atmósfera se mueven constantemente, como resultado de lo cual toman la forma de franjas paralelas al diámetro del planeta. Hay franjas similares en Júpiter, pero en Saturno son mucho más tenues. La convección y la rotación rápida generan vientos increíblemente fuertes, los más poderosos del sistema solar. Los vientos soplan principalmente en el sentido de rotación, hacia el este. En el ecuador, las corrientes de aire son las más fuertes, su velocidad puede alcanzar los 1800 km / h. Con la distancia del ecuador, los vientos se debilitan y aparecen los flujos del oeste. El movimiento de gases ocurre en todas las capas de la atmósfera.

Los ciclones grandes pueden ser muy persistentes y durar años. Una vez cada 30 años en Saturno hay un "Gran Óvalo Blanco", un huracán superpoderoso, cuyo tamaño se hace cada vez más grande. En el momento de su última observación en 2010, constituía una cuarta parte de todo el disco del planeta. Además, las estaciones interplanetarias descubrieron una formación inusual en forma de hexágono regular en el Polo Norte. Su forma se ha mantenido estable durante 20 años después de la primera observación. Cada lado tiene 13.800 km, más que el diámetro de la Tierra. Para los astrónomos, la razón de la formación de tal forma de nubes sigue siendo un misterio.

Las cámaras Voyager y Cassini registraron las regiones brillantes de Saturno. Resultó ser la aurora boreal. Están ubicados en una latitud de 70-80 ° y parecen anillos ovalados muy brillantes (con menos frecuencia en forma de espiral). Se cree que las auroras en Saturno se forman como resultado de la reordenación de las líneas del campo magnético. Como resultado, la energía magnética calienta las regiones circundantes de la atmósfera y acelera las partículas cargadas a altas velocidades. Además, se observan rayos durante tormentas fuertes.

Anillos

Cuando hablamos de Saturno, lo primero que nos viene a la mente son sus asombrosos anillos. Las observaciones de naves espaciales han demostrado que todos los planetas gaseosos tienen anillos, pero solo en Saturno son claramente visibles y pronunciados. Los anillos están compuestos por las partículas más pequeñas de hielo, rocas, polvo, escombros de meteoritos, arrastrados por la gravedad del sistema desde el espacio exterior. Son más reflectantes que el propio disco de Saturno. El sistema de anillos consta de tres principales y un cuarto más delgado. Su diámetro es de unos 250.000 km y su espesor es inferior a 1 km. Los anillos se nombran con letras del alfabeto latino en orden, desde la periferia hasta el centro. Los anillos A y B están separados por un espacio de 4000 km de ancho, llamado brecha de Cassini. También hay un espacio dentro del anillo exterior A, la tira divisoria de Encke. El anillo B es el más brillante y ancho, y el C es casi transparente. Más débiles y más cercanos a la parte exterior de la atmósfera de Saturno, los anillos D, E, F, G se descubrieron más tarde. Después de que las estaciones espaciales tomaron fotografías del planeta, quedó claro que, de hecho, todos los anillos grandes consisten en muchos anillos más delgados.

Existen varias teorías sobre el origen y la formación de los anillos de Saturno. Según uno de ellos, los anillos se formaron como resultado de la "captura" por parte del planeta de algunos de sus satélites. Se derrumbaron y sus fragmentos se distribuyeron uniformemente en órbita. El segundo dice que los anillos se formaron con el planeta mismo a partir de la nube original de polvo y gas. Las partículas que forman los anillos no pueden formar objetos más grandes como satélites debido a su tamaño demasiado pequeño, movimiento errático y colisiones entre sí. Vale la pena señalar que el sistema de anillos de Saturno no se considera absolutamente estable: parte de la materia se pierde, es absorbida por el planeta o esparcida en el espacio casi planetario, y parte, por el contrario, es compensada por la interacción de los cometas. y asteroides con el campo gravitacional.

De todos los gigantes gaseosos, Saturno tiene más similitudes con Júpiter en estructura y composición. Una parte importante de ambos planetas es una atmósfera de una mezcla de hidrógeno y helio, así como algunas otras impurezas. Una composición tan elemental prácticamente no difiere de la del sol. Bajo una gruesa capa de gases hay un núcleo de hielo, hierro y níquel, cubierto con una fina capa de hidrógeno metálico. Saturno y Júpiter emiten más calor del que reciben del Sol, ya que aproximadamente la mitad de la energía que irradian se debe a los flujos de calor internos. Por lo tanto, Saturno podría convertirse en la segunda estrella, pero no tenía suficiente sustancia para crear suficiente fuerza gravitacional para facilitar la fusión termonuclear.

Las observaciones espaciales modernas han demostrado que las nubes en el polo norte de Saturno forman un hexágono regular gigante, cuya longitud de cada lado es de 12,5 mil km. La estructura gira con el planeta y no ha perdido su forma durante 20 años desde su primer descubrimiento. Un fenómeno similar no se observa en ningún otro lugar del sistema solar y los científicos aún no han podido explicarlo.

La nave espacial Voyager ha detectado fuertes vientos en Saturno. Las velocidades del flujo de aire alcanzan los 500 m / s. Los vientos soplan principalmente en dirección este, aunque con la distancia del ecuador su fuerza se debilita y aparecen flujos dirigidos hacia el oeste. Algunos datos indican que la circulación de gases ocurre no solo en la atmósfera superior, sino también en profundidad. También en la atmósfera de Saturno aparecen periódicamente huracanes de colosal poder. El más grande de ellos, el Big White Oval, aparece una vez cada 30 años.

Ahora en la órbita de Saturno se encuentra la estación interplanetaria "Cassini", controlada desde la Tierra. Fue lanzado en 1997 y llegó al planeta en 2004. Su propósito es estudiar los anillos, la atmósfera y el campo magnético de Saturno y sus lunas. Gracias a Cassini, se obtuvieron muchas imágenes de alta calidad, se detectaron auroras, el hexágono antes mencionado, montañas e islas en Titán, marcas de agua en Encelado, anillos previamente desconocidos que no se podían ver con instrumentos terrestres.

Los anillos de Saturno en forma de apéndices en los lados se pueden ver incluso con binoculares pequeños con un diámetro de lente de 15 mm o más. A través de un telescopio con un diámetro de 60-70 mm, ya se puede ver un pequeño disco del planeta sin detalles, rodeado de anillos. Los instrumentos más grandes (100-150 mm) muestran los cinturones de nubes de Saturno, los casquetes polares, la sombra de los anillos y algunos otros detalles. Con telescopios de más de 200 mm, se pueden ver perfectamente puntos oscuros y claros en la superficie, cinturones, zonas, detalles de la estructura de los anillos.