Сатурн

Необычные кольца Сатурна

У всех газовых гигантов есть кольца, но только у Сатурна они такие заметные. Их всего четыре: три крупных и одно маленькое. При этом очень ультратонкие. Их диаметр может достигать 250 тысяч километров, в то время как толщина очень редко превышает даже один. Только в случаях неровностях поверхности (бывают образования, напоминающие горы).

Образующие кольца вещества настолько малы и незначительны, что если собрать из них что-то цельное, то диаметр будет не более 100 километров.

В 1921 году с кольцами был связан интересный слух. Ученые объявили, что они исчезли. Некоторые подумали, что кольца распались и теперь летят, в том числе и на Землю, с огромной скоростью. Ученым пришлось объяснять, что Сатурн был просто повернут, к Земле той стороной, с которой его тонких колец просто не было видно.

Особенности поверхности планеты

Планета является гигантом, поскольку обладает огромными в сравнении с Землёй размерами. В составе в основном находится водород и гелий. Изменение параметров температурного режима и плотности происходит по мере углубления. Однако привычной землянину твёрдости здесь не отыскать. Поэтому, решив прогуляться по планете, любой представитель земного мира рискует провариться вниз, пока не наступит его смерть от высокого давления и экстремальной температуры.

Изучая вопрос, какая поверхность у Сатурна, можно представить более детализированные показатели. Внешний слой представлен молекулярным водородом на 93% и гелием (6%). Оставшийся процент приходится на аммиак, метан, ацетилен и прочие примеси. Формирующие облачность и полосы, присутствующие на планете. Тропосфера подразделяется на три важные зоны, в рамках которых происходит формирование погоды. Они различны по температурному режиму.

  1. Видимая часть включает в себя облака аммиака и находится на 100 км ниже.
  2. После этого следует слой, состоящий из серных сульфидов.
  3. Далее следуют облака с нулевой температурой.

Конечно, постоять на поверхности и ощутить рельеф Сатурна не получится. Но если бы была такая возможность, человек смог бы ощутить 91% земной гравитации. То есть человек, который весит на Земле 100 кг, на поверхности «чужой» планеты будет иметь массу тела в 91 кг.

Таким образом, планета, несмотря на шарообразную форму и схожий с Землёй вид, является другой не только по составу, но и по характеру «поверхности». Говоря простыми словами, её не существует.

Открытие окольцованной планеты

Сатурн, как и его сосед, огромный Юпитер, относится к числу самых крупных объектов Солнечной системы. Первые сведения о красивой планете человек стал собирать еще в эпоху древних цивилизаций. Египтяне, персы и древние греки олицетворяли Сатурн с верховным божеством, наделяя желтоватую звездочку на ночном небосклоне мистической силой. Древние народы придавали этой планете большое значение, создавая и формируя по ней первые календари.

Сатурн среди планет

Первые научные факты о планете Сатурн приходятся на конец XVI века. В том огромная заслуга Галилео Галилея. Именно он впервые с помощью своего несовершенного телескопа поместил Сатурн в число объектов нашей Солнечной системы. Единственное, что не удалось прославленному астроному, так это обнаружить очаровательные кольца планеты. Украшение планеты в виде огромных колец, диаметрами в три, в четыре раза превышающими диаметр самой планеты, обнаружил в 1610 году голландский астрофизик Христиан Гюйгенс.

Только в современную эпоху, когда появились более мощные наземные телескопы, ученое сообщество сумело до конца рассмотреть чудесные кольца и обнаружить другие интересные факты о планете Сатурн.

https://youtube.com/watch?v=0j08OTK6v64

Сатурн и Земля. Сравнение. Кольца Сатурна

На сегодняшний день установлено, что все газовые планеты, входящие в Солнечную систему, имеют кольца. Но Сатурн обладает самыми крупными кольцами. Они располагаются под углом почти 28° по отношению к плоскости эклиптики. Именно по этой причине с поверхности Земли они выглядят всегда по-разному. Гюйс выдвинул предположение, согласно которому данные кольца не являются плотными телами, а сформированы из мельчайших фрагментов, находящихся в области околопланетной орбиты. Догадка полностью подтверждена спектрометрическими наблюдениями А.А. Белопольского.

Сатурн имеет три основные кольца и одно — второстепенное, более тонкое. Они отражают большее количество света, чем диск самой планеты. Три основных кольца учёные условились обозначать заглавными латинскими буквами. Кольцо «В» представляет собой центральное, самое яркое и крупное, отделённое от кольца «А» щелью Кассини, в которой также находятся тонкие кольца. Во внутренней части «А» тоже имеется тонкая щель — разделительная полоса Энке. Кольцо «С» характеризуется как почти прозрачное.

Кольца гиганта сами по себе очень тонкие. Они имеют диаметр приблизительно 250 тысяч километров. При этом толщина каждого из них не достигает и 1 километра. Видимыми их делает количество составляющего вещества. Если его сконцентрировать, то диаметр полученного монолита не превысит 100 километров. Изображения, полученные в результате исследования Сатурна, подтверждают, что эти кольца в действительности образованы из более тонких колец, разделённых щелями. На 93% их состав — лёд с примесями. Частицы, из которых образуются кольца, имеют на удивление малый размер — от 1 см до 10 м.

В движении частиц колец и спутников Сатурна также существует определённая согласованность. Часть из них относится к так называемым «спутникам-пастухам», которые удерживают кольца вокруг планеты. Мимас находится в резонансе со щелью Кассини в соотношении 2 к 1. Сила притяжения воздействует на «материал» Мимаса, он начинает удаляться. В 2010 году, когда были получены данные с аппарата «Кассини», учёные узнали, что кольца Сатурна подвержены определённым колебаниям. По общепринятому мнению, они возникают по причине «контакта» частиц, движущихся в кольцах. Реальное происхождение колец Сатурна до конца не раскрыто. По одной из гипотез, которую выдвинул Э. Рош в середине XIX века, они были образованы из-за распада жидкого спутника под влиянием приливных сил. Другая популярная версия склоняется к тому, что спутник разрушился вследствие удара кометы или какого-либо другого небесного тела. Согласно одной гипотезе, учёные допускают наличие колец также и у одного из спутников Сатурна — Реи.

Слух 1921 года

В 1921 году повсюду распространился страшный слух. Планета Сатурн лишилась своих колец, их частицы разлетелись по Галактике и скоро упадут на Землю. Умы людей были взбудоражены ожидаемым событием. Газеты публиковали подробные расчеты, когда упадут части кольца. Причиной появления слухов стало то, что кольца повернулись ребром к Земле и её наблюдателям. А поскольку кольца очень тонкие, то с помощью приборов того времени их невозможно было разглядеть. Люди восприняли «исчезновение» колец в прямом смысле, это и породило слух.

Название Сатурна связано с мифологией

Планета получила название в честь древнеримского бога земледелия. В более позднюю эпоху его начали отождествлять с титаном Кроносом. Ввиду того что, по легенде, персонаж поедал собственных отпрысков, древние греки не почитали Сатурна. Римляне же поклонялись этому божеству. Считалось, что именно Сатурн обучил людей выращиванию растений и построению жилищ, возделыванию земли. Время его мифического царствования — «золотой век человечества». В его честь люди устраивали праздники — Сатурналии, во время которых все невольные на определённое время получали свободу.

Масса и плотность Сатурна:

Масса Сатурна составляет 5,68 · 1026 кг или, если быть точнее, 5,6834 ⋅ 1026 кг. Она также составляет 95,16 масс Земли.

Среди всех планет Солнечной системы Сатурн стоит на втором месте по массе (после Юпитера).

Масса, как физическая величина, является мерой гравитационных свойств тела (гравитации, притяжения) и мерой его инертности. Соответственно различают гравитационную массу тела и инертную массу тела. В современной физике гравитационная масса и инертная масса считаются равными.

Как следствие проявления гравитационных свойств и действия закона всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу тем сильнее, чем больше их массы. Или чем больше масса тела, тем с большей силой она притягивает другие тела. Гравитационная масса определяет меру такого гравитационного притяжения (силы гравитационного притяжения).

Согласно закону всемирного тяготения сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния:

F = G · m1 · m2 / r2 ,

где G – гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10−11 м³/(кг·с²).

При этом масса тела не зависит от скорости движения тела и остается неизменным при любых процессах.

Масса измеряется в килограммах и относится к одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Исходя из массы Сатурна, как физической величины рассчитываются и другие параметры планеты: плотность, ускорение свободного падения, сила тяжести, первая космическая скорость, вторая космическая скорость и пр.

Средняя плотность Сатурна (ρ) – 0,687 г/см³ или 687 кг/м³. Для сравнения: средняя плотность Земли (ρ) – 5,5153 г/см³.

Планета Сатурн, ее происхождение и взаимодействие с другими объектами Солнечной системы

Происхождение газового гиганта планеты Сатурн схоже с Юпитером. В научном мире существует две гипотезы формирования таких газовых планет.

Первая гипотеза «контракции» основана на схожести начального состава Сатурна с Солнцем по количеству водорода. На начальной стадии формирования планет в Солнечной системе, газопылевые сгустки сформировали нынешние планеты. Но эта гипотеза затрудняет объяснить теперешнее различие в составе Солнца и Сатурна.

Вторая гипотеза «аккреции» более популярна. Она гласит, что планета Сатурн сформировался в два этапа. Первый этап формирования проходил в течении 200 миллионов лет, где происходило формирование твердого ядра планеты, как у планет земной группы. За это время, из-за своей огромной массы, часть газов диссипировала, тем самым произошло отличие в химическом составе Сатурна и Солнца. На втором этапе, когда крупные объекты достигли удвоенной массы как у Земли, произошел процесс аккреции газа. Второй этап длился несколько сотен тысяч лет при температуре на поверхности около 2000 градусов.

Атмосфера и температура планеты Сатурн

Основные компоненты местной атмосферы — водород (его здесь около 96%) и гелий (примерно 3%). Также здесь присутствуют незначительные количества:

  • аммиака;
  • ацетилена;
  • метана;
  • фосфина;
  • этана.

Они создают видимые яркие полосы на Сатурне и его облака.


Атмосфера Сатурна очень плотная и все что мы можем видеть это самый верхний плотный слой. Credit: astro-world.ru

Ветры в атмосфере

Регулярным явлением в сатурнианской атмосфере являются устойчивые мощные ураганы, скорость ветра достигает 1800 км/ч, они дуют преимущественно в пределах опоясывающих планету полос. Продолжительность ураганов достигает несколько месяцев, во время их существования можно заметить разряды молний. Позже вихри поглощаются атмосферой.

Шестиугольник

Облака в северной полярной области Сатурна образуют видимый в телескопы шестиугольник, каждая сторона которого составляет около 13,8 тыс. км, а поперечник — почти 25 тыс. км. На территории этого гексагонального вихря поместится 4 планеты таких размеров, как Земля.


Шестиугольный ураган на Сатурне. Credit: m.fishki.net

Шестиугольный облачный участок был впервые обнаружен исследовательской миссией «Вояджер». Позже эту зону в мельчайших подробностях сфотографировали камеры корабля «Кассини».

Программа отработки надёжности

Огневые технологические испытания первой ступени S-IC в сборе с пятью ЖРД F-1 на стенде Космического центра Маршалла. 1967 год.

Особенностью предполётной отработки «Сатурна-5» стал беспрецедентный объём наземных испытаний ракетного комплекса. Один из
руководителей Управления пилотируемых полётов НАСА Джордж Эдвин Миллер, ответственный по этому вопросу, сделал ставку на наземную стендовую отработку всех ракетных систем и в первую очередь ЖРД. Он наглядно и убедительно показал, что только чёткое разделение отработки на наземные и лётные этапы позволит уложиться в сроки полёта на Луну. Для этого были построены дорогостоящие стендовые сооружения, необходимые для проведения огневых технологических испытаний (ОТИ) как отдельных двигателей F-1 и J-2, так и целиком первых и вторых ступеней ракеты.

Особенности поверхности

Наряду с Ураном, Юпитером, Нептуном — Сатурн является огромным газовым шаром. Поэтому поверхность Сатурна – явление, которого попросту не существует. Всё, что есть на его внешнем слое – это многочисленные газообразные вещества, давление в которых огромно. Землянин, наблюдая за планетой с телескопа, может подумать, что на неё можно приземлиться. Связано это убеждение с тем, что мы привыкли жить на Земле, и считаем, что все остальные объекты солнечной системы аналогичны. Но это заблуждение.

Если представить, что поверхность планеты Сатурн – существующий феномен, и человек может ступить на неё и прогуляться, при первых же попытках пришлось бы столкнуться с огромной силой тяжести и высокой температурой, которые создают экстремальные условия, где ни один живой организм, обитающий на Земле, не смог бы выжить.

Даже если провести экспериментальное исследование и отправить на поверхность Сатурна зонд, трудно представить, что он будет отображать, погружаясь в глубину этого газового гиганта. Кроме того, на планете царит густая плотная атмосфера, поэтому аппарат транслировал бы исключительно густой туман, в составе которого, как уже отмечалось, присутствует водород и гелий.

Наряду с этим с каждой новой секундой пребывания на Сатурне аппарат будет регистрировать постоянное повышение температуры и давления. В процессе погружения в недра космического тела произойдёт его раздавливание посредством высокого давления, и весь эксперимент завершится, так и не приведя к новым открытиям касательно того, что именно происходит на Сатурне.

Внутреннее строение Сатурна

Орбита и вращение

За время полного оборота вокруг Солнца планета находится от него на среднем расстоянии, равном 1,43 млрд км. Для сравнения, Земля располагается в 9,5 раз ближе к звезде. Из-за такой внушительной дистанции планета совершает полный оборот за 10 756 дней.

Интересный факт: солнечный свет добирается до Сатурна примерно за 1 ч 20 мин. За это время планета преодолевает расстояние в 46 500 км, двигаясь вокруг звезды.
Наглядное изображение орбиты Сатурна вокруг Солнца

Газовый гигант обладает третьим по величине эксцентриситетом в Солнечной системе, уступая лишь Марсу и Меркурию. Этот параметр показывает, как сильно орбита отклоняется от формы окружности. Фактически, это разница между максимальным и минимальным расстоянием до Солнца. У Сатурна эксцентриситет равен примерно 154 000 000 км, что в 400 раз больше расстояния между Землей и Луной.

Ось вращения планеты находится под наклоном на 26,73 градуса. Благодаря этому на планете возможна смена сезонов. Однако поскольку Сатурн находится на большом расстоянии от Солнца, разница между временами года здесь не так заметна.

Планета вращается вокруг оси довольно быстро, уступая по скорости лишь Юпитеру. Сутки на Сатурне длятся 10 ч 45 мин. Из-за высокой скорости форма планеты является не круглой, а сферической, с заметным утолщением на экваторе.

Атмосфера и поверхность планеты разбиты на видимые широты, которые тоже вращаются, но с разными скоростями. Это объясняется тем, что верхний слой Сатурна состоит из газов, а не из твердых веществ.

Кто и когда открыл планету

Первым, кто открыл Сатурн, и кому посчастливилось увидеть его в телескоп, был Галилео Галилей.

История открытия Сатурна такова: в начале XVII века, наблюдая за планетой в телескоп, Галилей обнаружил, что небесное тело представляет собой не одно, а будто три, каким-то образом, скрепленных между собой тела. Когда через несколько лет он повторил наблюдение, то двух тел уже не обнаружил.

В 1659 исследователь из Нидерланд Христиан Гюйгенс, используя более точный телескоп, установил, что “два тела”, обнаруженные Галилеем – это кольцо вокруг планеты, а также открыл Титан – самый крупный из спутников. Продолжил исследование планеты итальянец Джованни Кассини – именно он в 1675 году установил, что Сатурн окружают несколько колец, разделенных зазором, названным позже “щелью Кассини”. Чуть позже он открыл и некоторые из спутников планеты: Диону, Япет, Рею и Тефию.

Щель Кассини и кольца Сатурна

Почти полторы сотни лет после исследований Кассини никаких существенных данных о Сатурне не было собрано.

Однако, к концу XVIII века англичанин Уильям Гершель открыл еще два крупных спутника – Энцелад и Мимас. Позднее были открыты Гиперион и Феба – единственный нерегулярный спутник, вращающийся к тому же в обратном направлении.

В середине XX века Джерард Койпер установил уникальное явление – наличие у Титана атмосферы.

Состав и поверхность

Изображение поверхности Сатурна

Поскольку Сатурн является газовым гигантом, его поверхность обладает низкой плотностью: всего 0,687 г/куб. см. Состоит она из молекулярного водорода в паровом состоянии, который насыщен гелием.

Интересный факт: поскольку поверхность Сатурна имеет низкую плотность, планета не утонет, если поместить ее в воду.

Под первым слоем находится скопление металлического водорода и гелия в жидком состоянии. Также в веществе имеются примеси летучих веществ, но ученые пока не смогли установить их состав. В центре Сатурна расположено твердое ядро радиусом в 12 500 км, обладающее неровной поверхностью. Оно разогрето до 11 700 градусов Цельсия и по составу может быть приближено к земному.

Из-за высоких температур гелий, находящийся рядом с ядром, нагревается и постепенно поднимается вверх, двигаясь к верхнему слою. Из-за этого поверхность гиганта получает большое количество энергии, которое в два с половиной разе больше той, что достается от Солнца.

Происхождение названия планеты

Именем планета обязана древним римлянам. В те времена все планеты называли в честь богов, и Сатурн не стал исключением.

В честь кого назвали планету Сатурн?

Древние римляне, изучая небо, заметили звезды, которые меняли свое положение в небе. Такие небесные тела стали называться астерами – блуждающими звездами. Из-за того, что идентифицировать кольца вокруг планеты техника тех времен не позволяла, Сатурн виделся им как крупное небесное тело с двумя “шариками” – а, согласно мифологии, бог Кронос в одной руке держал серп, а в другой – колосья пшеницы.

Сатурн – видоизмененный вариант имени Кроноса — владыки титанов. Любопытно, что женой Кроноса была Рея, а детьми – Юпитер, Церера и Веритас.

Количество и наименование спутников Сатурна

Насчитывается 62 естественных спутника этой планеты. Однако прогресс не стоит на месте, и с появлением современных средств наблюдения за космическим пространством, каждые 5-10 лет открываются новые спутники, учитывая, сколько спутников у Сатурна уже открыто, от этой планеты еще много сюрпризов впереди.

Отличительная особенность системы Сатурна – луны Сатурна имеют схожий состав.

Среди интересных лун: Пандора и Гиперион. Первый предположительно пористое ледяное тело, а второй – ледяное тело с внутренними пустотами. Гиперион имеет странную неправильную форму, образовавшуюся в результате столкновения с космическими объектами. Также, Гиперион своеобразен своим передвижением по орбите – оно хаотично.

Все луны Сатурна вращаются в одном направлении. Единственное исключение – Феба.

Феба вращается в противоположном направлении относительно других космических тел орбиты Сатурна. Не меньший интерес представляют и другие луны: Атлант, Мимас, Янус. Подробнее о них рассказано ниже.

Перечень спутников выглядит следующим образом:

  • Титан;
  • Рея;
  • Мимас;
  • Тефия;
  • Диона;
  • Энцелад;
  • Япет;
  • Гиперион;
  • Янус;
  • Феба;
  • Эпиметей;
  • Елена;
  • Калипсо;
  • Телесто;
  • Пандора;
  • Пан;
  • Имир;
  • Прометей;
  • Иджирак;
  • Палиак;
  • Атлас;
  • Тарвос;
  • Мундильфари;
  • Суттунг;
  • Кивиок;
  • Сиарнак;
  • Скади;
  • Эррипо;
  • Альбиорикс;
  • Полидевк;
  • Эгир;
  • Дафнис;
  • Мефона;
  • Паллена;
  • Нарви;
  • Трюм;
  • Гиррокин;
  • Форньот;
  • Хати;
  • Фарбаути;
  • Фенрир;
  • Бефинд;
  • Бестла;
  • Бергельмир;
  • Титус;
  • Таркек;
  • Грейп;
  • Эгеон;
  • Ярнсакса;
  • Кари;
  • Сурт;
  • Анфа;
  • Сколл;
  • Логи;
  • 8 естественных спутников без названий;
  • минилуны.

Наблюдение Сатурна в телескоп

Сатурн на небе выглядит как довольно яркая звезда на юге, и наблюдать его можно даже в небольшой любительский телескоп. Особенно хорошо это делать в противостояния, которые бывают раз в год – планета выглядит как звезда 0 величины, и имеет угловой размер 18”. Список ближайших противостояний:

  • 15 июня 2020 года.
  • 27 июня 2020 года.
  • 9 июля 2020 года.
  • 20 июля 2020 года.

В эти дни блеск Сатурна даже больше, чем у Юпитера, хотя находится он гораздо дальше. Объясняется это тем, что кольца тоже отражают немало света, поэтому общая площадь отражения получается гораздо больше.

Увидеть кольца Сатурна можно даже в бинокль, хотя придется постараться, чтобы их различить. А вот в 60-70 мм телескоп уже можно довольно хорошо рассмотреть и диск планеты и кольца, и тень на них от планеты. Конечно, какие-то детали рассмотреть вряд ли получится, хотя при хорошем раскрытии колец можно заметить щель Кассини.

Одна из любительских фотографий Сатурна (150 мм рефлектор Synta BK P150750)

Чтобы увидеть какие-то детали на диске планеты, требуется телескоп с апертурой от 100 мм, а для серьезных наблюдений – не менее 200 мм. В такой телескоп можно рассмотреть не только облачные пояса и пятна на диске планеты, но и детали в строении колец.

Из спутников наиболее яркие – Титан и Рея, их можно заметить уже в 8-кратный бинокль, хотя лучше 60-70 мм телескоп. Остальные крупные спутники не такие яркие – от 9.5 до 11 зв. в. и слабее. Для их наблюдения понадобится телескоп с апертурой от 90 мм.

Кроме телескопа, желательно иметь набор цветных фильтров, которые помогут лучше выделить разные детали. Например, темно-желтый и оранжевый фильтры помогают увидеть больше деталей в поясах планеты, зеленый выделяет больше деталей на полюсах, а голубой – на кольцах.

А теперь советуем посмотреть увлекательный фильм про Сатурн.

Физические характеристики

Сатурн является шестой планетой, расположенной от Солнца, и по величине уступает только гигантскому Юпитеру. Но если не брать в расчет ее более крупного собрата, то эта планета является самой быстрой в своем орбитальном вращении. Она его совершает за 10,5 часов. И поэтому его полюса, из-за оказываемого избыточного давления сплющиваются и увеличивают экватор планеты, придавая ей параметры сфероида. Так как планета Сатурн – газовый гигант, и может вместить в себя 760 Земель, то он имеет разную скорость вращения между видимыми широтами. Он состоит в основном из таких газов, как водород и гелий, поэтому он обладает плотностью, которая меньше воды. В небольших пропорциях в атмосфере имеются также и другие газы, а именно: ацетилен, аммиак, этан, метан и др.

Магнитное поле этой красивейшей планеты сильнее аналогичного поля на Земле в 578 раз. Внутреннее раскаленное ядро Сатурна в своем составе содержит железо и каменистые породы, которые расположены во внешнем слое, далее расположен металлический водород в его жидкой форме, затем – гелий и жидкий водород, которые смешиваются уже с атмосферой. Сатурн расположен от Солнца на расстоянии, которое превышает удаленность Земли от Солнца в 9,5 раз. Из-за этих параметров солнечному свету необходимо больше времени на 1 час 20 мин, чтобы достичь Сатурна. А продолжительность года планеты-гиганта составляет 10,756 суток на Земле, что эквивалентно 29,5 земным годам.

Сатурн обладает третьим по величине эксцентриситетом, уступая только Марсу и Меркурию. Расстояние между его афелием и перигелием весьма существенное и составляет приблизительно 1,54 х 108 км. Наклон оси Сатурна похож на наклон оси Земли, и это объясняет наличие тех же времен года, что и на нашей планете, но они проходят более смазано, так как из-за своей удаленности он получает от Солнца гораздо меньше солнечного света.

Спутники Сатурна

Спутники Сатурна, список названий, которых мы приведем ниже, были названы по именам героев известных мифов на Земле. Самый большой из них носит имя – Титан, который занимает второе место в Солнечной системе, по своим параметрам. Уступает он лишь луне Юпитера – Ганимед. Остальные небесные объекты известны как: Рея, Япет, Диона, Тефия, Енцлад, Мимас. Но это далеко не полный их перечень, так Сатурн располагает более 63 спутников на своей орбите. Самую первую луну обнаружили в далеком 1665 году, потом в течение 7 лет узнали о еще 7 подобных объектах. До 1997 году ученные обнаружили еще 18 небесных спутников планеты, а благодаря исследовательской миссии, под названием «Кассини» узнали об остальных.

Титан обладает густой атмосферой, богатой на азот. Такой же самый состав был и на Земле в те времена, когда только жизнь начинала зарождаться. Также в атмосферных слоях имеется много углеводородов и химических веществ, которые на нашей планете называются полезные ископаемые. На Титане идут метановые дожди, проходящие через ледяную корку.

Каждый из спутников этой необычной и красивой планеты по-своему уникален. Например, у Япета одна сторона – темная, другая – светлая, на Энцепаде насчитывается 101 ледяной гейзер, Пан и Атлас имеют вид тарелок, а луны Пандора и Прометей удерживают систему колец на орбите Сатурна. Рея удивила ученных тем, что она, как и Сатурн, обладает несколькими тонкими кольцами. Это открытие ошеломило исследователей, ведь до сих пор не было замечено и даже не предполагалось, что луна, как и основная планета, может иметь кольцевую систему.

Прометей

Прометей является естественным спутником Сатурна, известен также под названием Сатурн XVI. Открытие его состоялось в октябре 1980 года, его автором стал астроном из США Стивен Коллинз. Именно он впервые обнаружил спутник на фотографиях автоматической межпланетной станции «Вояджер». Своё настоящее имя спутник получил только в 1985 году. Его диаметр составляет около 100 километров, общая площадь космического тела превышает 31 000 км2. Форма его неправильная, несколько вытянутая кверху. Поверхность покрыта горными хребтами и расщелинами, имеет несколько кратеров, наибольший из которых в диаметре превышает 20 километров.

Похожие рейтинги:

Особенности атмосферы

Внешний слой атмосферы Сатурна на 96.3% состоит из молекулярного водорода и на 3.25% из гелия. Есть и более тяжелые элементы, но их пропорции пока неизвестны.

Масштабный шторм на северном полушарии, запечатленный аппаратом Кассини

В небольшом количестве найдены пропан, аммиак, метан, ацетилен, этан и фосфин. Верхний облачный покров представлен аммиачными кристаллами, а нижний – гидросульфидом аммония или водой. УФ-лучи приводят к металиновому фотолизу, что вызывает химические реакции углеводорода.

Атмосфера выглядит полосатой, но линии ослабевают и расширяются к экватору. Присутствует раздел на верхний и нижний слои, отличающиеся по составу на основе давление и глубины. Верхние представлены аммиачным льдом, где давление – 0.5-2 бар, а температура – 100-160 К.

На уровне с давлением в 2.5 бар начинается линия ледяных облаков, которая тянется до 9.5 бар, а нагрев составляет 185-270 К. Здесь смешиваются полосы гидросульфида аммония при давлении в 3-6 бар и температурой – 290-235 К. Нижний слой представлен аммиаком в водном растворе с показателями 10-20 бар и 270-330 К.

История изучения планеты Сатурн

Точная дата открытия планеты неизвестна. В телескоп Сатурн в начале XVII в. наблюдал Галилео Галилей. Он же заметил около небесного тела 2 неизвестных объекта, которые вначале принял за его спутники. Только через 50 лет, с помощью более мощной астрономической техники Христиан Гюйгенс выяснил, что странными «компаньонами» являются части тонкого плоского кольца, которое опоясывает планету, не касаясь ее.

«Пионер-11»

Эта автоматическая межпланетная станция впервые из всех космических кораблей приблизилась к Сатурну. Это произошло в 1979 г. Исследовательский зонд произвел съемку планеты и самых крупных сатурнианских спутников, а также открыл кольцо F.


Пионер-11 — первый космический аппарат, пролетевший мимо Сатурна. Credit: nick-stevens.com

«Вояджер-1»

В 1980 — 1981 гг. окрестности Сатурна посетила станция «Вояджер-1». Корабль:

  • сделал ряд фотоснимков высокого разрешения;
  • измерил температуру местной атмосферы;
  • оценил плотность сатурнианского воздуха;
  • собирал сведения о спутниках планеты.

«Вояджер-2»

Этот аппарат отправился к планете сразу после «Вояджера-1». Он исследовал химический состав местной атмосферы, детально сфотографировал щели Килера и Максвелла в кольцевой системе.

«Кассини-Гюйгенс»

В 1997 г. к Сатурну были отправлены корабли исследовательской миссии «Кассини-Гюйгенс». Они достигли пункта назначения через 7 лет полета. Затем от аппарата отделился модуль «Гюйгенс», спущенный затем на парашюте на поверхность сатурнианской луны Титан, отобрав во время посадки пробы местного воздуха. Модуль «Кассини» продолжал работать на орбите планеты.


Кассини-Гюйгенс — автоматическая межпланетная станция. Credit: secondnexus.com

Миссия была официально завершена в 2020 г. — исследователи отправили космический аппарат в атмосферные слои Сатурна.

Будущие миссии

В 2020-2030-х гг. планируется запуск исследовательской кампании TSSM — Titan Saturn System Mission. Стартовое окно для ее кораблей откроется в 2029 г. Предположительно миссия TSSM продлится 4 года, равное время будет отведено на изучение Сатурна и его спутника Титана.

Список и характеристики объектов

Сколько спутников у Сатурна, теперь известно. Осталось детально изучить их перечень и посмотреть характеристики. Спутники Сатурна (список названий) перечислены далее.

  1. Мимас. Размер его большой полуоси составляет 185,6 тыс. км. Временной интервал обращения приравнивается к отметке в 0,940 дней. Диаметральное значение – 397 километров.
  2. Энцелад. Показатель большой полуоси составляет 238,1 км, а период, в который происходит обращение – 1,370 дней. Диаметральный показатель – 499 километров.
  3. Тефия. Своеобразный объект, имеющий большую полуось, составляющую 294,7 км, а период обращения равняется при этом 1,890 суток. Диаметр этого космического тела равен 1060 км.
  4. Диона. Размерное значение большой полуоси составляет 377,4 км, протяжённость – 1118 км.
  5. Рея. Полуось – 527 100 км, период – 4,518 дней, при этом протяжённость планеты равняется 1528 км.
  6. Титан. Имеет более внушительные показатели. Так, размерное значение полуоси приравнивается к отметке в 1 221 900 км, а период составляет 15,959 дней. Диаметральное сечение – 5 150 км.
  7. Гиперион. Как и прошлый его «собрат», объект имеет существенные размеры оси – 1 464,1 тыс. км. Тем временем его диаметр небольшой – 266 км.
  8. Япет. Параметры, этого тела следующие: полуосевое значение – 3 560,8 т. км, период – 79,330 дней.
  9. Феба. Полуось субъекта довольно крупная и составляет 12 944 т. км, а диаметральное сечение всего 240 километров.
  10. Янус. Маленькая планета протяженностью в 178 км и массой 1,9*10^18.

Это лидирующие спутники Сатурна по значимости и размерным характеристикам.

Также особого внимания заслуживают следующие космические тела: Елена, Калипсо, Атлас, Пандора, Пан, Прометей, Нарви, Трюм, Дафнис, Кари. Планета в целом имеет три лунные группы:

  • первая включает в себя самые крупные по размеру спутники;
  • вторая простирается к небольшим объектам, которые находятся внутри системы колец, львиная доля её представителей – луны-пастухи;
  • третья категория движется к области внешнего края и представлена небольшими разбитыми на осколки телами.

Спутники Сатурна получили свои имена в основном от титанов. Некоторые субъекты, имеющие малые размерные параметры (особенно те, что найдены недавно) имеют буквенно-цифровые обозначения или вовсе не обзавелись наименованиями.

Спутник Сатурна, Энцелад

Сколько колец у Сатурна

Сейчас у Сатурна известно 7 более-менее широких колец. Самые большие обозначаются в таком порядке от планеты – D, C, B, A, F, G, и E. Это довольно крупные образования, которые видны в крупный телескоп с Земли. Лишь E невидимо с Земли, так как слишком разреженное и было обнаружено зондами.

Кольца С, B и A хорошо видны в любительские телескопы – именно в таком порядке они расположены от центра планеты. Между B и A расположена щель Кассини – большой промежуток, также хорошо заметный в любительские телескопы.

Область вблизи планеты.

Удалённая от планеты область.

Но на самом деле никто не знает, сколько таких образований в действительности. Дело в том, что эти 7 крупных колец разбиты на неимоверное количество более тонких, как грампластинка, содержащая множество отдельных дорожек. Количество их огромно и подсчитать все практически невозможно. Особенно учитывая, что в ширину весь диск простирается на миллионы километров и не все его части видимы в оптическом диапазоне.

Так что мы можем выделить лишь 7 крупных колец, которые явно отличаются цветом или разделены промежутками, а сколько в них содержится более узких – неизвестно. Причём они при приближении сами делятся на еще более узкие. Ширина некоторых составляет всего 10 метров, а других – 1 км.

Гиперион

Спутник был открыт в 1848 году, своё название он получил в честь титана из мифологии Древней Греции. Диаметр Гипериона в поперечнике составляет 360 километров, вокруг собственной оси спутник вращается хаотично. Орбита его вокруг Сатурна существенно вытянута в форме эллипса, этим объясняется непостоянство суток во времени. На поверхности этого космического объекта много метеоритных кратеров, на дне которых наблюдается некое тёмное вещество, по видимому оставшееся после столкновений метеоритов с поверхностью. Цвет поверхности неоднородный, что свидетельствует о различиях в геологическом строении. Более чем на половину Геперион состоит изо льда, имеются незначительные примеси металлов и каменистых пород.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий