Saturn este a șasea planetă de la Soare din Sistemul Solar, una dintre planetele gigantice. O trăsătură caracteristică a lui Saturn, decorarea sa, este un sistem de inele format în principal din gheață și praf. Are mulți sateliți. Saturn a fost numit de vechii romani în onoarea zeului agriculturii pe care îl venerau în mod special.

Scurtă descriere

Saturn este a doua cea mai mare planetă din sistemul solar după Jupiter, masa sa este de aproximativ 95 de mase Pământului. Saturn orbitează în jurul Soarelui la o distanță medie de aproximativ 1.430 de milioane de kilometri. Distanța până la Pământ este de 1280 milioane km. Perioada sa orbitală este de 29,5 ani, iar o zi pe planetă durează zece ore și jumătate. Compoziția lui Saturn nu este practic diferită de soare: elementele principale sunt hidrogenul și heliul, precum și numeroase impurități de amoniac, metan, etan, acetilenă și apă. În ceea ce privește compoziția sa internă, amintește mai mult de Jupiter: un miez de fier, apă și nichel, acoperit cu o înveliș subțire de hidrogen metalic. O atmosferă de cantități uriașe de heliu și hidrogen gazos învăluie miezul într-un strat gros. Deoarece planeta este formată în principal din gaz și nu are suprafață solidă, Saturn este clasificat ca un gigant gazos. Din același motiv, densitatea sa medie este incredibil de scăzută - 0,687 g/cm 3, ceea ce este mai mică decât densitatea apei. Aceasta o face cea mai puțin densă planetă din sistem. Cu toate acestea, raportul de compresie al lui Saturn, dimpotrivă, este cel mai mare. Aceasta înseamnă că razele sale ecuatoriale și polare sunt foarte diferite ca mărime - 60.300 km și, respectiv, 54.400 km. Acest lucru implică și o diferență mare de viteze pentru diferite părți ale atmosferei, în funcție de latitudine. Viteza medie de rotație în jurul axei este de 9,87 km/s, iar viteza orbitală este de 9,69 km/s.

Sistemul inelar al lui Saturn este o priveliște maiestuoasă. Ele constau din fragmente de gheață și pietre, praf, rămășițe ale foștilor sateliți distruși de gravitația sa.
domeniu. Sunt situate foarte sus deasupra ecuatorului planetei, aproximativ 6 – 120 mii de kilometri. Cu toate acestea, inelele în sine sunt foarte subțiri: fiecare dintre ele are o grosime de aproximativ un kilometru. Întregul sistem este împărțit în patru inele - trei principale și unul mai subțire. Primele trei sunt de obicei notate cu litere latine. Inelul B din mijloc, cel mai strălucitor și cel mai lat, este separat de inelul A printr-un spațiu numit gol Cassini, în care se află inelele cele mai subțiri și aproape transparente. Este puțin cunoscut faptul că, de fapt, toate cele patru planete gigantice au inele, dar în toate, cu excepția lui Saturn, sunt aproape invizibile.

În prezent, sunt cunoscuți 62 de sateliți ai lui Saturn. Cele mai mari dintre ele sunt Titan, Enceladus, Mimas, Tethys, Dione, Iapet și Rhea. Titan, cea mai mare dintre luni, este similar cu Pământul în multe privințe. Are o atmosferă împărțită în straturi, precum și lichid la suprafață, ceea ce este deja un fapt dovedit. Se crede că obiectele mai mici sunt resturi de asteroizi și pot avea o dimensiune mai mică de un kilometru.

Educația planetei

Există două ipoteze despre originea lui Saturn:

Prima, ipoteza „contracției”, afirmă că Soarele și planetele s-au format în același mod. În stadiile inițiale ale dezvoltării sale, Sistemul Solar era un disc de gaz și praf, în care s-au format treptat zone separate, mai dense și mai masive decât materia înconjurătoare. Drept urmare, aceste „condensări” au dat naștere Soarelui și planetelor cunoscute nouă. Acest lucru explică asemănarea compoziției lui Saturn și a Soarelui și densitatea sa scăzută.

Conform celei de-a doua ipoteze de „acreție”, formarea lui Saturn a avut loc în două etape. Prima este formarea unor corpuri dense în discul gaz-praf, precum planetele terestre stâncoase. În acest moment, o parte din gazele din regiunea Jupiter și Saturn s-au împrăștiat în spațiul cosmic, ceea ce explică diferența ușoară de compoziție dintre aceste planete și Soare. În a doua etapă, corpurile mai mari au atras gazul din norul din jurul lor.

Structura internă

Regiunea interioară a lui Saturn este împărțită în trei straturi. În centru există un mic în comparație cu volumul total, dar un miez masiv de silicați, metale și gheață. Raza sa este de aproximativ un sfert din raza planetei, iar masa sa este de la 9 la 22 de mase Pământului. Temperatura în miez este de aproximativ 12.000 °C. Energia emisă de gigantul gazos este de 2,5 ori mai mare decât energia pe care o primește de la Soare. Există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, sursa de căldură internă poate fi rezervele de energie acumulate în timpul compresiei gravitaționale a lui Saturn: în timpul formării planetei dintr-un disc protoplanetar, energia gravitațională a prafului și a gazului s-a transformat în cinetică și apoi termică. În al doilea rând, o parte din căldură este creată datorită mecanismului Kelvin-Helmholtz: atunci când temperatura scade, scade și presiunea, din cauza căreia substanța planetei este comprimată, iar energia potențială se transformă în căldură. În al treilea rând, ca urmare a condensării picăturilor de heliu și a căderii lor ulterioare prin stratul de hidrogen în miez, poate apărea și generarea de căldură.

Miezul lui Saturn este înconjurat de un strat de hidrogen în stare metalică: este în fază lichidă, dar are proprietățile unui metal. Un astfel de hidrogen are o conductivitate electrică foarte mare, prin urmare, circulația curenților în el creează un câmp magnetic puternic. Aici, la o adâncime de aproximativ 30 de mii de km, presiunea atinge 3 milioane de atmosfere. Deasupra acestui nivel se află un strat de hidrogen molecular lichid, care devine treptat un gaz cu înălțime pe măsură ce intră în contact cu atmosfera.

Atmosferă

Deoarece planetele gazoase nu au o suprafață solidă, este dificil să se determine exact unde începe atmosfera. Pentru Saturn, acest nivel zero este considerat a fi înălțimea la care fierbe metanul. Principalele componente ale atmosferei sunt hidrogenul (96,3%) și heliul (3,25%). Studiile spectroscopice au găsit, de asemenea, apă, metan, acetilenă, etan, fosfină și amoniac în compoziția sa. Presiunea la limita superioară a atmosferei este de aproximativ 0,5 atm. La acest nivel, amoniacul se condensează și se formează nori albi. În partea de jos, norii sunt formați din cristale de gheață și picături de apă.

Gazele din atmosferă se mișcă în mod constant, drept urmare iau forma unor benzi paralele cu diametrul planetei. Aceleași benzi există și pe Jupiter, dar pe Saturn sunt mult mai slabe. Datorită convecției și rotației rapide, se formează vânturi incredibil de puternice, cele mai puternice din sistemul solar. Vânturile bat în principal în sensul de rotație, spre est. La ecuator, curenții de aer sunt cei mai puternici, viteza lor poate atinge 1800 km/h. Odată cu distanța față de ecuator, vânturile slăbesc și apar curenți de vest. Mișcarea gazelor are loc în toate straturile atmosferei.

Cicloanele mari pot fi foarte persistente și pot dura ani de zile. O dată la 30 de ani, pe Saturn apare un „Mare Oval Alb” - un uragan super-puternic, a cărui dimensiune devine mai mare de fiecare dată. La ultima observație din 2010, a alcătuit un sfert din întregul disc al planetei. De asemenea, stațiile interplanetare au descoperit o formațiune neobișnuită sub forma unui hexagon regulat la polul nord. Forma sa a fost stabilă timp de 20 de ani după prima observație. Fiecare parte are 13.800 km - mai mult decât diametrul Pământului. Pentru astronomi, motivul formării exact a acestei forme de nori rămâne încă un mister.

Camerele Voyager și Cassini au surprins zone strălucitoare pe Saturn. S-au dovedit a fi lumini polare. Sunt situate la o latitudine de 70-80° și au aspectul unor inele foarte strălucitoare de formă ovală (mai rar în spirală). Se crede că aurorele de pe Saturn se formează ca urmare a rearanjarii liniilor câmpului magnetic. Energia magnetică rezultată încălzește zonele înconjurătoare ale atmosferei și accelerează particulele încărcate la viteze mari. În plus, fulgerele sunt observate în timpul furtunilor severe.

Inele

Când vorbim despre Saturn, primul lucru care ne vine în minte sunt inelele sale uimitoare. Observațiile navelor spațiale au arătat că toate planetele gazoase au inele, dar numai Saturn le are clar vizibile și pronunțate. Inelele constau din particule minuscule de gheață, roci, praf și fragmente de meteoriți atrase de gravitația sistemului din spațiul cosmic. Ele sunt mai reflectorizante decât discul lui Saturn însuși. Sistemul de inele constă din trei principale și un al patrulea mai subțire. Diametrul lor este de aproximativ 250.000 km, iar grosimea lor este mai mică de 1 km. Inelele sunt numite prin litere ale alfabetului latin în ordine, de la periferie la centru. Inelele A și B sunt separate de un spațiu de 4.000 km lățime numit golul Cassini. În interiorul inelului exterior A există, de asemenea, un gol - banda de despărțire Encke. Inelul B este cel mai luminos și cel mai lat, iar inelul C este aproape transparent. Inelele mai slabe D, E, F și G, cele mai apropiate de partea exterioară a atmosferei lui Saturn, au fost descoperite mai târziu. După ce imaginile planetei au fost luate de stațiile spațiale, a devenit clar că, de fapt, toate inelele mari constau din multe inele mai subțiri.

Există mai multe teorii despre originea și formarea inelelor lui Saturn. Potrivit unuia dintre ei, inelele s-au format ca urmare a „captării” de către planetă a unora dintre sateliții săi. Au fost distruse, iar fragmentele lor au fost distribuite uniform pe orbită. Al doilea spune că inelele s-au format împreună cu planeta însăși dintr-un nor inițial de praf și gaz. Particulele care alcătuiesc inelele nu pot forma obiecte mai mari, cum ar fi sateliții, din cauza dimensiunilor prea mici, a mișcării aleatorii și a coliziunilor între ele. Este de remarcat faptul că sistemul inelelor lui Saturn nu este considerat absolut stabil: o parte din materie se pierde prin absorbția planetei sau disipată în spațiul circumplanetar, iar o parte, dimpotrivă, este înlocuită de interacțiunea cometelor și asteroizilor. cu câmpul gravitațional.

În structura și compoziția sa, Saturn, dintre toți giganții gazosi, este cel mai asemănător cu Jupiter. O parte semnificativă a ambelor planete este formată dintr-o atmosferă dintr-un amestec de hidrogen și heliu, precum și alte impurități. Această compoziție elementară nu este practic diferită de cea solară. Sub stratul gros de gaze se află un miez de gheață, fier și nichel, acoperit cu o înveliș subțire de hidrogen metalic. Saturn și Jupiter emit mai multă căldură decât primesc de la Soare, deoarece aproximativ jumătate din energia pe care o emit se datorează fluxurilor interne de căldură. Astfel, Saturn ar putea deveni o a doua stea, dar nu avea suficient material pentru a crea suficientă forță gravitațională pentru a promova fuziunea nucleară.

Observațiile spațiale moderne au arătat că norii de la polul nord al lui Saturn formează un hexagon regulat gigant, a cărui lungime a fiecărei părți este de 12,5 mii km. Structura se rotește odată cu planeta și nu și-a pierdut forma timp de 20 de ani de la prima descoperire. Un fenomen similar nu a fost observat în altă parte în sistemul solar, iar oamenii de știință încă nu au reușit să-l explice.

Nava Voyager a detectat vânturi puternice pe Saturn. Vitezele fluxului de aer ajung la 500 m/s. Vânturile bat în principal în direcția estică, deși pe măsură ce se îndepărtează de ecuator puterea lor slăbește și curgerile par îndreptate spre vest. Unele dovezi sugerează că circulația gazelor are loc nu numai în straturile superioare ale atmosferei, ci și la adâncime. De asemenea, în atmosfera lui Saturn apar periodic uragane de putere colosală. Cel mai mare dintre ele, „Marele Oval Alb”, apare o dată la 30 de ani.

În prezent, stația interplanetară Cassini, controlată de pe Pământ, se află pe orbită în jurul lui Saturn. A fost lansat în 1997 și a ajuns pe planetă în 2004. Scopul său este de a studia inelele, atmosfera și câmpul magnetic al lui Saturn și al lunilor sale. Datorită lui Cassini, s-au obținut multe imagini de înaltă calitate, s-au descoperit aurore, hexagonul mai sus menționat, munți și insule de pe Titan, urme de apă pe Enceladus, inele necunoscute până atunci care nu puteau fi văzute cu ajutorul instrumentelor de la sol.

Inelele lui Saturn sub formă de procese pe laterale pot fi văzute chiar și cu un binoclu mic, cu un diametru al lentilei de 15 mm sau mai mult. Într-un telescop cu diametrul de 60-70 mm este deja vizibil un mic disc al planetei fără detalii, înconjurat de inele. În instrumentele mai mari (100-150 mm), sunt vizibile curele de nori ale lui Saturn, capacele polilor, umbrele inelare și alte detalii. La telescoapele mai mari de 200 mm, puteți vedea clar pete întunecate și luminoase de pe suprafață, centuri, zone și detalii ale structurii inelelor.

Caracteristicile planetei:

• Distanța de la Soare: 1.427 milioane km
• Diametrul planetei: ~ 120.000 km*
• Ziua pe planetă: 10h 13m 23s**
• Anul pe planetă: 29,46 ani***
• t° la suprafata: -180°C
• Atmosferă: 96% hidrogen; 3% heliu; 0,4% metan și urme de alte elemente
• Sateliți: 18

* diametru de-a lungul ecuatorului planetei
**perioada de rotație în jurul propriei axe (în zilele Pământului)
***perioada de orbită în jurul Soarelui (în zilele Pământului)

Saturn este a șasea planetă de la Soare - distanța medie până la stea este de aproape 9,6 UA. e. (≈780 milioane km).

Prezentare: planeta Saturn

Perioada orbitală a planetei este de 29,46 ani, iar timpul de rotație în jurul axei sale este de aproape 10 ore și 40 de minute. Raza ecuatorială a lui Saturn este de 60.268 km, iar masa sa este de peste 568 de mii de miliarde de megatone (cu o densitate medie a materiei planetare de ≈0,69 g/cc). Astfel, Saturn este a doua cea mai mare și mai masivă planetă din sistemul solar după Jupiter. La un nivel de presiune atmosferică de 1 bar, temperatura atmosferică este de 134 K.

Structura internă

Principalele elemente chimice care alcătuiesc Saturn sunt hidrogenul și heliul. Aceste gaze se transformă la presiune mare în interiorul planetei, mai întâi în stare lichidă, iar apoi (la adâncimea de 30 mii km) în stare solidă, deoarece în condițiile fizice existente acolo (presiune ≈3 milioane atm.) hidrogenul capătă o structura metalica. Un câmp magnetic puternic este creat în această structură metalică, intensitatea sa în partea de sus a norilor din apropierea ecuatorului este de 0,2 G. Sub stratul de hidrogen metalic se află un miez solid de elemente mai grele, cum ar fi fierul.

Atmosfera si suprafata

Pe lângă hidrogen și heliu, atmosfera planetei conține cantități mici de metan, etan, acetilenă, amoniac, fosfină, arzină, germană și alte substanțe. Greutatea moleculară medie este de 2,135 g/mol. Principala caracteristică a atmosferei este omogenitatea, care nu permite să se distingă mici detalii de la suprafață. Viteza vântului pe Saturn este mare - la ecuator atinge 480 m/s. Temperatura limitei superioare a atmosferei este de 85 K (-188°C). Există mulți nori de metan în straturile superioare ale atmosferei - câteva zeci de centuri și o serie de vârtejuri individuale. În plus, aici sunt observate destul de des furtuni puternice și aurore.

Sateliții planetei Saturn

Saturn este o planetă unică care are un sistem de inele cu miliarde de obiecte mici, particule de gheață, fier și rocă, precum și multe luni - toate care orbitează planeta. Unii sateliți sunt mari. De exemplu, Titan, unul dintre marii sateliți ai planetelor din Sistemul Solar, al doilea ca mărime, după satelitul lui Jupiter, Ganimede. Titan este singurul satelit din întregul sistem solar care are o atmosferă asemănătoare cu cea a Pământului, unde presiunea este de doar o dată și jumătate mai mare decât cea de pe suprafața planetei Pământ. În total, Saturn are 62 de sateliți dintre cei deja descoperiți, au propriile orbite în jurul planetei, restul particulelor și asteroizii mici fac parte din așa-numitul sistem de inele. Din ce în ce mai mulți sateliți noi încep să fie descoperiți de către cercetători, așa că în 2013 ultimii sateliți confirmați au fost Egeon și S/2009 S 1.

Principala caracteristică a lui Saturn, care îl deosebește de alte planete, este sistemul său uriaș de inele - lățimea sa este de aproape 115 mii km cu o grosime de aproximativ 5 km. Elementele constitutive ale acestor formațiuni sunt particule (dimensiunea lor ajunge la câteva zeci de metri) formate din gheață, oxid de fier și roci. Pe lângă sistemul de inele, această planetă are un număr mare de sateliți naturali - aproximativ 60. Cel mai mare este Titan (acest satelit este al doilea ca mărime din sistemul solar), a cărui rază depășește 2,5 mii km.

Cu ajutorul sondei interplanetare Cassini, a fost surprins un fenomen unic pe planetă, o furtună. Se dovedește că pe Saturn, la fel ca și pe planeta noastră Pământ, au loc furtuni, doar că ele apar de multe ori mai rar, dar durata furtunii durează câteva luni. Această furtună din videoclip a durat pe Saturn din ianuarie până în octombrie în 2009 și a fost o adevărată furtună pe planetă. În videoclip se aud și trosnituri de radiofrecvență (care caracterizează fulgerele), așa cum a spus Georg Fischer (un om de știință la Institutul de Cercetări Spațiale din Austria) despre acest fenomen neobișnuit - „Pentru prima dată, observăm simultan fulgerele și auzim date radio.”

Explorând Planeta

Galileo a fost primul care a observat Saturn în 1610 cu ajutorul telescopului său cu mărire de 20x. Inelul a fost descoperit de Huygens în 1658. Cea mai mare contribuție la studiul acestei planete a avut-o Cassini, care a descoperit mai mulți sateliți și rupturi în structura inelului, dintre care cel mai lat îi poartă numele. Odată cu dezvoltarea astronauticii, studiul lui Saturn a fost continuat folosind nave spațiale automate, prima dintre acestea fiind Pioneer-11 (expediția a avut loc în 1979). Cercetările spațiale au continuat cu seria Voyager și Cassini-Huygens.

Saturn

Informații generale despre Saturn

Saturn, a șasea de la Soare și a doua ca mărime după Jupiter, este planeta uriașă a Sistemului Solar. Numit în onoarea unuia dintre cei mai venerați zei romani - patronul pământului și al culturilor, care a fost înlăturat de pe tronul său de Jupiter.

Observații ale lui Saturn de pe Pământ

Saturn este cunoscut oamenilor din cele mai vechi timpuri.

La urma urmei, pe cerul nopții este unul dintre cele mai strălucitoare obiecte, vizibil ca o stea gălbuie, a cărei strălucire variază de la zero la prima magnitudine (în funcție de distanța până la Pământ).

În plus, doar Saturn, atunci când este observat de pe Pământ printr-un telescop (și chiar cel mai simplu), are inele vizibile, deși au fost găsite pe toate planetele gigantice...

Istoria explorării lui Saturn

mișcarea orbitală și rotația lui Saturn

Unghiul dintre planurile ecuatorului și orbită atinge 26 ° 73 ". Perioada de rotație în jurul axei - zi siderale - 10 ore și 14 minute (la latitudini de până la 30 °). La poli, perioada de rotație este de 26 minute mai mult - 10 ore și 40 de minute Acest lucru se datorează faptului că Saturn nu este un corp solid, cum ar fi Pământul, de exemplu, ci o minge uriașă de gaz, care, apropo, este. nu este unică, planeta nu are o suprafață solidă, prin urmare, raza lui Saturn este determinată de poziția celor mai înalți nori din ea. Pe baza măsurării acestei poziții, s-a dovedit că raza ecuatorială a lui Saturn. egal cu 60268 km, este cu 5904 km mai mare decât cel polar, adică compresia polară a discului planetar este 1/10.

Structura și condițiile fizice pe Saturn

Norii de pe Saturn sunt în cea mai mare parte amoniac, de culoare albă și mai puternici decât pe Jupiter, motiv pentru care „banda” lui Saturn este mai mică. Sub norii de amoniac se află nori mai puțin puternici de amoniu (NH 4 +) care nu sunt vizibili din spațiu.

Stratul de nor al lui Saturn nu este constant, ci, dimpotrivă, este foarte variabil. Acest lucru se datorează rotației sale, care are loc în principal de la vest la est (ca și rotația planetei în jurul axei sale). Această rotație este destul de puternică, deoarece vânturile de pe Saturn nu sunt slabe - cu viteze de până la 500 m/s. Direcția vântului este de est.

Viteza vântului și, în consecință, viteza de rotație a stratului de nor, scade la trecerea de la ecuator la poli, iar la latitudini mai mari de 35° direcțiile vântului alternează, adică. Alături de vânturile din est, sunt vânturi din vest.

Predominanța fluxurilor de est indică faptul că vânturile nu sunt limitate la stratul superior de nor, ci trebuie să se extindă spre interior pe cel puțin 2000 de kilometri. În plus, măsurătorile Voyager 2 au arătat că vânturile din emisferele sudice și nordice sunt simetrice față de ecuator! Există o presupunere că fluxurile simetrice sunt cumva conectate sub stratul atmosferei vizibile.

Apropo, la studierea fotografiilor atmosferei lui Saturn, s-a constatat că aici, la fel ca pe Jupiter, se pot forma vârtejuri atmosferice puternice, a căror dimensiune nu este la fel de gigantică ca cea a Marii Pete Roșii, care este vizibilă chiar și de Pământ, dar atinge totuși un diametru de o mie de kilometri.

Astfel de vârtejuri puternice, asemănătoare cicloanelor pământești, se formează în zonele cu aer cald în creștere.

Această diferență constă în atmosfera mai curată de peste emisfera nordică, cauzată de absența aproape completă a norilor înalți. Nu se știe de ce atmosfera superioară din emisfera nordică este atât de curată de nori, dar se presupune că acest lucru se poate datora temperaturilor mai scăzute (~82 K)...

Masa lui Saturn este enormă - 5,68 10 26 kg, care este de 95,1 ori masa Pământului. Cu toate acestea, densitatea medie este de numai 0,68 g/cm. 3, este aproape cu un ordin de mărime mai mic decât densitatea Pământului și mai mică decât densitatea apei, ceea ce este un caz unic între planetele Sistemului Solar.

Acest lucru se explică prin compoziția învelișului gazos al planetei, care în general nu diferă de cea solară, deoarece elementul chimic absolut dominant pe Saturn este hidrogenul, deși în diferite stări de agregare.

Astfel, atmosfera lui Saturn constă aproape în întregime din hidrogen molecular (~95%), cu o cantitate mică de heliu (nu mai mult de 5%), amestecuri de metan (CH 4 ), amoniac (NH 3 ), deuteriu (hidrogen greu). ) şi etan (CH3CH3). Au fost găsite urme ale prezenței amoniacului și a gheții de apă.

Sub stratul atmosferic, la o presiune de ~100.000 de bari, se află un ocean de hidrogen molecular lichid.

Chiar mai jos - 30 de mii de km. de la suprafata, unde presiunea atinge un milion de bari, hidrogenul trece la starea metalica. În acest strat, atunci când metalul se mișcă, se creează un câmp magnetic puternic al lui Saturn, care va fi discutat mai jos.

Sub stratul de hidrogen metalic se află un amestec lichid de apă, metan și amoniac, la presiune și temperatură ridicate. În cele din urmă, chiar în centrul lui Saturn se află un miez mic, dar masiv, stâncos sau înghețat, a cărui temperatură este de ~20.000 K.

Magnetosfera lui Saturn

Există un câmp magnetic extins în jurul lui Saturn cu inducție magnetică la nivelul norilor vizibili la ecuator de 0,2 G, creat de mișcarea materiei într-un strat de hidrogen metalic. Astronomii au atribuit influența inelelor absența emisiei radio magnetice bremsstrahlung de la Saturn. Aceste presupuneri au fost confirmate atunci când nava spațială Pioneer 11 a zburat pe lângă planetă.

Instrumentele instalate pe stația interplanetară au înregistrat formațiuni în spațiul circumplanetar al lui Saturn, care sunt tipice pentru o planetă cu un câmp magnetic pronunțat: o undă de șoc în arc, limita magnetosferei (magnetopauză) și centuri de radiații. Raza exterioară a magnetosferei lui Saturn în punctul subsolar este de 23 de raze ecuatoriale ale planetei, iar distanța până la unda de șoc este de 26 de raze.

Centurile de radiații ale lui Saturn sunt atât de extinse încât acoperă nu numai inelele, ci și orbitele unora dintre sateliții interiori ai planetei. După cum era de așteptat, în partea interioară a centurilor de radiații, care este „blocata” de inelele lui Saturn, concentrația de particule încărcate este foarte scăzută. Acest lucru se întâmplă deoarece particulele încărcate, care se deplasează de la un pol la altul, trec prin sistemul inelar și sunt absorbite acolo de gheață și praf. Ca urmare, partea interioară a centurilor de radiații, care în absența inelelor ar fi cea mai intensă sursă de emisie radio din sistemul Saturn, se dovedește a fi slăbită.

Dar totuși, concentrația de particule încărcate în regiunile interioare ale centurilor de radiații permite formarea de aurore în regiunile polare ale lui Saturn, care sunt similare cu cele pe care le putem vedea pe Pământ. Motivul formării lor este același - bombardarea cu particule încărcate ale atmosferei.

Ca urmare a acestui bombardament, gazele atmosferice strălucesc în intervalul ultraviolet (110-160 nanometri). Undele electromagnetice de această lungime sunt absorbite de atmosfera Pământului și pot fi observate doar de telescoapele spațiale.

Inelele lui Saturn

Ei bine, acum să trecem la unul dintre cele mai caracteristice detalii ale structurii lui Saturn - uriașul său inel plat.

Descrierea corectă a inelului lui Saturn a fost dată de omul de știință olandez H. Huygens în 1659, iar astronomul francez Giovanni Domenico Cassini în 1675 a arătat că acesta este format din două componente concentrice - inelele A și B, separate printr-un gol întunecat (așa- numită „diviziune Cassini”).

Mult mai târziu (în 1850), astronomul american W. Bond a descoperit inelul interior slab luminos C, care este uneori numit „crep” din cauza culorii sale închise, iar în 1969 a fost descoperit un inel D și mai slab și mai aproape de planeta, luminozitate care nu depășește 1/20 din luminozitatea celui mai strălucitor inel din mijloc.

Pe lângă cele de mai sus, pe Saturn au fost descoperite încă 3 inele - E, F și G; Toate sunt slabe și slab vizibile de pe Pământ, motiv pentru care au fost descoperite în timpul zborurilor navelor spațiale Voyager 1 și Voyager 2.

Inelele sunt puțin mai albe decât discul gălbui al lui Saturn.

Ele sunt situate în planul ecuatorului planetei în următoarea ordine față de stratul superior de nori: D, C, B, A, F, G, E. Ordinea desemnării inelelor este explicată din motive istorice, așa că nu nu coincide cu alfabetul...

Dacă examinezi cu atenție inelele lui Saturn, vei descoperi că există, de fapt, mult mai multe.

Inelele observate sunt separate prin spații inelare întunecate - goluri (sau diviziuni), unde există foarte puțină substanță. Cea dintre golurile care poate fi văzută cu un telescop mediu de pe Pământ (între inelele A și B) se numește decalajul Cassini. În nopțile senine, se pot observa crăpături mai puțin vizibile.

Există o altă teorie a formării inelelor, conform căreia acestea sunt rămășițele unor mari sateliți ai lui Saturn, distruși de comete și meteoriți, formați în urmă cu câteva miliarde de ani. Deși este posibil ca în prezent să existe surse de completare a inelelor cu materie. Astfel, densitatea materiei din inelul E crește spre orbita lunii Enceladus a lui Saturn. Este posibil ca Enceladus să fie sursa de material pentru acest inel.

Natura structurii inelare este aparent rezonantă.

Astfel, diviziunea Cassini este o regiune de orbite în care perioada orbitală a fiecărei particule din jurul lui Saturn este exact jumătate din cea a celui mai apropiat satelit mare al lui Saturn, Mimas. Din cauza acestei coincidențe, Mimas, cu atracția sa, pare să leagăne particulele care se mișcă în interiorul diviziei și, în cele din urmă, le aruncă afară de acolo. Cu toate acestea, așa cum am descris deja mai sus, inelele lui Saturn seamănă mai mult cu o „înregistrare de gramofon” și nu mai este posibil să explicăm această structură prin rezonanțe cu perioadele orbitale ale sateliților lui Saturn.

Prin urmare, este probabil ca o astfel de structură să fie rezultatul unei distribuții instabile mecanic a particulelor de-a lungul planului inelelor, în urma căreia apar unde de densitate circulară - structura fină observată.

Primul care a făcut o astfel de presupunere a fost celebrul filozof german Immanuel Kant, care a explicat structura fină a inelelor lui Saturn prin ciocnirea particulelor care se rotesc diferențial în jurul planetei, conform legilor lui Kepler. Rotația diferențială, conform lui Kant, face ca discul să se separe într-o serie de inele subțiri.

Mai târziu, astronomul francez Simon Laplace a dovedit instabilitatea celor două inele ale lui Saturn vizibile de pe Pământ, exprimată de Kant.

De asemenea, după ce a calculat condițiile de echilibru pentru inelele lui Saturn, Laplace a dovedit că existența lor este posibilă doar cu rotația rapidă a planetei în jurul axei sale, lucru care a fost ulterior dovedit de observațiile lui V. Herschel, care a atras atenția asupra notabilității. compresia polară a lui Saturn.

Ceva mai târziu, în 1885, forma inelelor lui Saturn a fost descrisă de matematicianul rus S.V Kovalevskaya, care a confirmat concluzia lui Maxwell că inelele lui Saturn nu sunt un singur întreg, ci constau din corpuri separate, de dimensiuni mici.

La sfârşitul secolului al XIX-lea. această concluzie teoretică a lui Maxwell și Kovalevskaya a fost confirmată empiric, independent unul de celălalt, de A. A. Belopolsky (Rusia), J. Keeler (SUA) și A. Delandre (Franța), care au fotografiat spectrul lui Saturn folosind un spectrograf cu fantă și pe baza Doppler. efect - Fizeau a descoperit că părțile exterioare ale inelelor lui Saturn se rotesc mai încet decât cele interioare.

Vitezele măsurate s-au dovedit a fi egale cu cele pe care le-ar avea sateliții lui Saturn dacă s-ar afla la aceeași distanță de planetă. Din aceasta rezultă clar: inelele lui Saturn sunt în esență o acumulare colosală de particule solide mici, care orbitează independent în jurul planetei. Dimensiunile particulelor sunt atât de mici încât nu sunt vizibile nu numai la telescoapele terestre, ci și de la navele spațiale. Numai prin scanarea cu un fascicul radio la o lungime de undă de 3,6 cm a inelelor A, C și a diviziunii lui Cassini, în timpul trecerii Voyager 1 pe lângă Saturn, a fost posibilă stabilirea dimensiunilor acestora. S-a dovedit că diametrul mediu al particulelor inelului A este de 10 metri, particulele de fisiune Cassini sunt opt, iar inelul C este de numai 2 metri.

În inelele rămase ale lui Saturn, cu excepția inelului B, particulele sunt mult mai mici ca dimensiune și numărul lor este nesemnificativ. În esență, aceste inele constau din particule de praf cu un diametru de aproximativ zece miimi de mm.

Trebuie spus că particulele din inelul B formează formațiuni radiale ciudate - „spițe” situate deasupra planului inelului. Este posibil ca „spițele” să fie ținute împreună de forțele de repulsie electrostatică. Este interesant de remarcat faptul că imagini cu misterioase „spițe” au fost găsite pe unele schițe ale lui Saturn realizate în secolul trecut. Dar atunci nimeni nu le-a acordat vreo importanță.

Pe lângă spițe, Voyager-urile spațiale au descoperit un efect neașteptat, și anume numeroase rafale de emisie radio pe termen scurt provenite din inele. Nu erau altceva decât semnale de la descărcări electrostatice - un fel de fulger. Sursa electrificării particulelor este aparent coliziunile dintre ele. A fost descoperită și o atmosferă gazoasă de hidrogen atomic neutru care învelește inelele.

Pe baza intensității liniei Laysan-alfa (1216 A) în partea ultravioletă a spectrului, Voyagers a calculat numărul de atomi de hidrogen dintr-un centimetru cub de atmosferă. Au fost aproximativ 600 dintre ei...

Ca urmare a studierii spectrului inelelor, a devenit, de asemenea, clar că particulele componentelor lor sunt aparent fie acoperite cu gheață (sau îngheț), fie constau din gheață, în plus, apă. În acest din urmă caz, masa tuturor inelelor poate fi estimată la 10 23 g, i.e. Cu 6 ordine de mărime mai puțin decât masa planetei în sine.

Cu toate acestea, analiza traiectoriei navei spațiale Pioneer 11 a arătat că masa inelelor este și mai mică și nu atinge nici măcar 1,7 milioane de parte din masa lui Saturn.

Temperatura inelelor este foarte scăzută - aproximativ 80 K (-193 ° C). Particulele din toate inelele se mișcă aproape la aceeași viteză (aproximativ 10 km/s), ciocnindu-se uneori unele cu altele...

Pe parcursul a 29,5 ani de la Pământ, inelele lui Saturn sunt vizibile de două ori la deschiderea maximă și de două ori există perioade în care Soarele și Pământul se află în planul inelelor, iar apoi inelele sunt iluminate de Soare " marginea”.

În această perioadă, inelele sunt aproape complet invizibile, ceea ce indică grosimea lor foarte mică: aproximativ 1-4 (până la 20) km. Puteți vedea chiar și stele prin inele, deși lumina lor este slăbită vizibil.

lunile lui Saturn

Alături de sistemul de inele, Saturn are și un întreg sistem de sateliți, dintre care 60 sunt cunoscuți în prezent.

Primul satelit a fost descoperit în 1655 de Christiaan Huygens și a fost un Titan uriaș - singurul satelit al lui Saturn care are o atmosferă densă și este mai mare decât Mercur.

În total, Saturn are în prezent 52 de sateliți confirmați oficial, fiecare având propriul nume. Alături de aceștia, există și alți sateliți, încă neconfirmați, care au dimensiuni mici și nu au fost observați de mai multe ori. Unele dintre ele se află pe orbita lui Dione, altele - între orbitele lui Dione și Tethys, iar altele - între orbitele lui Dione și Rhea.

Toți sateliții, cu excepția uriașului Titan, sunt alcătuiți în principal din gheață de apă, cu un mic amestec de roci, așa cum indică densitatea lor scăzută (aproximativ 1400-2000 kg/m3). Cele mai mari dintre ele, precum Mimas, Dione, Rhea, formează un nucleu stâncos, ocupând până la 40% din masa întregului satelit. Structura lui Titan este similară cu structura sateliților mari ai lui Jupiter: de asemenea, un nucleu stâncos solid și o coajă de gheață.

Sateliții lui Saturn, precum și sateliții altor planete gigantice, pot fi împărțiți în două grupuri - regulate și neregulate. Sateliții obișnuiți se mișcă pe orbite aproape circulare situate aproape de planetă în apropierea planului său ecuatorial. Toți sateliții obișnuiți orbitează în aceeași direcție - în direcția de rotație a planetei în sine. Acest lucru indică faptul că acești sateliți s-au format în norul de gaz și praf care a înconjurat planeta în timpul formării sale.

Adevărat, există două excepții de la această regulă - Iapet și Phoebe.

În schimb, sateliții neregulați orbitează departe de planetă pe orbite haotice, indicând în mod clar că aceste corpuri au fost capturate de planetă dintre asteroizii trecătoare sau nucleele de comete.

În general, putem spune că fiecare satelit al lui Saturn este unic și fiecare dintre ei merită atenție. Luați, de exemplu, Titan - un satelit uriaș, al cărui diametru este de 5150 de kilometri, permițându-i să fie considerat al doilea satelit ca mărime din sistemul solar. În plus, doar Titan are o atmosferă densă de culoare roșu-portocalie, de aproape 600 km În plus, această atmosferă, în compoziția sa, seamănă cu atmosfera Pământului antic, deoarece 95% este format din azot. Există urme ale prezenței argonului, metanului, oxigenului, hidrogenului, etanului, propanului și a altor gaze. Metanul, apropo, pe Titan poate fi în toate cele 3 stări de agregare, prin urmare, nu este surprinzător că există un ocean de metan, lacuri și râuri pe satelit. Și un ocean de apă obișnuit există și pe Titan, deși nu la suprafață, ci la o adâncime de câțiva kilometri. Acest lucru este indicat de marea variabilitate a caracteristicilor de pe suprafața Titanului, care sunt observate în locuri diferite în momente diferite.

Acest lucru este posibil doar dacă presupunem că sub suprafață există un strat gros de apă lichidă.

Astfel, Titan este al cincilea obiect spațial din Sistemul Solar pe care a fost găsită apă lichidă...

Nu mai puțin interesant decât Titan este celălalt satelit al lui Saturn, Iapet. Emisfera frontală (în direcția de deplasare) este foarte diferită ca reflectivitate față de cea din spate. Una dintre ele este strălucitoare ca zăpada, cealaltă este la fel de întunecată ca catifeaua neagră. Acest lucru se datorează faptului că partea din față a lui Iapetus este puternic contaminată cu praf, care, căzând pe suprafața sa în timpul deplasării unui alt satelit, Phoebe, provoacă înnegrirea sa severă.

Însoțitorul lui Phoebe este și el unic, pentru că

Un alt satelit foarte interesant al lui Saturn este Hyperion, singurul dintre sateliții mari care are o formă neregulată cauzată de o coliziune cu un corp cosmic masiv. Este posibil, sau mai degrabă probabil, ca această coliziune să provoace rotația haotică a lui Hyperion în jurul axei sale, a cărei viteză se modifică cu zeci de procente pe parcursul unei luni.

O coliziune cu un corp cosmic mare a format și craterul Herschel, de 130 de kilometri, pe suprafața altui satelit al lui Saturn, Mimas. Puțul care înconjoară acest crater este atât de înalt încât este clar vizibil chiar și în fotografii.

Trebuie spus că astfel de cratere gigantice de pe sateliții lui Saturn nu sunt neobișnuite. Astfel, pe suprafața lui Dione a fost descoperit un crater cu un diametru de aproximativ 100 km, iar pe suprafața lui Rhea, al doilea satelit ca mărime al lui Saturn, există cratere cu un diametru de până la 300 km.

Rhea, apropo, este și interesant pentru că este singurul dintre toți sateliții, și nu numai Saturn, care are inele. Acesta a fost descoperit pe 7 martie a acestui an, în timpul zborului navei spațiale Cassini.

Unii dintre sateliți își exercită influența asupra inelelor lui Saturn - acesta este așa-numitul. însoţitori ciobani. Acestea sunt, de exemplu, Prometeu și Pandora, care interacționează cu materialul inelului inelului F și nu permit acestui material să părăsească inelul, sau Atlas, deplasându-se la marginea exterioară a inelului A; împiedică extinderea particulelor inelare dincolo de această margine.

Informații generale despre Saturn

Această planetă este mai asemănătoare cu Jupiter decât alte planete gigantice. Masa sa este de 95 de ori, iar raza lui ecuatorială (60.370 km) este de 9,5 ori mai mare decât cea a Pământului, iar compresia sa este de 1:10, adică raza polară este de 8,5 ori mai mare decât cea a Pământului. Accelerația gravitației pe Saturn este de 1,15 ori mai mare decât pe Pământ, iar viteza critică este de 37 km/s. Axa de rotație a planetei este înclinată la un unghi de 26°45", și dacă ar fi asemănătoare ca natură cu Pământul și ar fi mult mai aproape de Soare, atunci ar avea anotimpuri alternante. Dar structura lui Saturn este aceeași cu cea a lui Jupiter, la fel se rotește zonal cu perioade de 10 ore 14 m (centrul ecuatorial) și 10 ore 39 m (zonele temperate, apoi ar pluti pe suprafața sa (). comparativ cu Jupiter), presiunea în adâncurile lui Saturn crește mai lent, iar, se pare, stratul de hidrogen lichid amestecat cu heliu începe la o adâncime egală cu jumătate din raza planetelor, unde temperatura ajunge la 10.000°C și presiunea este de 3-109 hPa (3-106 atm.) Mai jos, la o adâncime de 0,7-0,8 raze, se află un strat al fazei metalice a hidrogenului, în care curenții electrici generează câmpuri magnetice ale planetei în acest strat există un miez silicat-metalic topit, a cărui masă este de 9 ori masa Pământului sau aproape 0,1 masa lui Saturn.

Saturn primește de 92 de ori mai puțină energie de la Soare decât Pământul, în plus, reflectă 45% din această energie. Prin urmare, temperatura straturilor sale superioare ar trebui să fie de aproximativ -190°C, dar este aproape de -170°C. Acest lucru se explică prin faptul că de două ori mai multă căldură provine din interiorul fierbinte al planetei decât de la Soare. Emisia radio a lui Saturn este relativ mică, ceea ce indică faptul că are un câmp magnetic și o centură de radiații mai slabe decât cea a lui Jupiter. Acest lucru a fost confirmat de stația automată Pioneer 11, care la 1 septembrie 1979 a zburat la o distanță de 21.400 km de suprafața lui Saturn și și-a descoperit câmpul magnetic, a cărui axă aproape coincide cu axa de rotație a planetei. Centura de radiații constă din mai multe zone separate prin cavități largi care nu conțin particule încărcate electric. Saturn mai are două luni – au fost fotografiate de sonda Cassini. Faptul că astfel de planete mici (3 și 4 km în diametru) au supraviețuit până în zilele noastre înseamnă că micile comete care le amenință de obicei nu sunt foarte comune în sistemul solar. A șasea planetă are acum un total de 33 de sateliți cu diametre cuprinse între 34 și 5150 km. Asemenea lui Jupiter, aceste luni sunt numerotate în ordinea în care au fost descoperite.

Fotografiile realizate de stațiile automate arată că suprafețele sateliților mari sunt acoperite cu multe cratere de diferite dimensiuni.

Toți sateliții lui Saturn orbitează în jurul lui în direcția înainte și doar cel mai îndepărtat, al nouălea satelit al lui Phoebus, situat la aproape 13 milioane de km de planetă, are o mișcare inversă și completează o revoluție orbitală în 550 de zile.
Inelele lui Saturn

Saturn are un inel, descoperit în 1656 de către fizicianul olandez H. Huygens (1629-1695), sau mai exact, șapte inele concentrice plate și subțiri, care sunt separate între ele prin intervale întunecate și se învârt în jurul planetei în planul lui. ecuatorul acestuia.

În timp ce își mențin direcția în spațiu, inelele se îndreaptă spre Pământ la fiecare 14,7 ani (jumătate din perioada de revoluție a lui Saturn în jurul Soarelui) și nu sunt vizibile; doar umbra lor, o dungă îngustă întunecată, cade pe discul planetei. Acest fenomen se numește dispariția inelului. Ultima lor dispariție a fost în 1994.

Saturn, a șasea planetă ca mărime din sistemul solar în ceea ce privește distanța față de Soare; semnul astronomic ћ S. se referă la numărul de planete gigantice. Semiaxa majoră a orbitei Soarelui (distanța sa medie față de Soare) este de 9,54 UA. e., sau 1,43 miliarde km. Excentricitatea orbitală a lui S. este de 0,056 (cea mai mare dintre planetele gigantice). Unghiul de înclinare a planului orbitei lui S. față de planul eclipticii este de 2°29’. Solarul face o revoluție completă în jurul Soarelui (perioada sideală de revoluție) în 29.458 de ani cu o viteză medie de 9.64 km/sec. Perioada sinodică a revoluției este de 378,09 zile. Pe cer, S. arată ca o stea gălbuie, a cărei strălucire variază de la zero la prima magnitudine (la opoziție medie). Marea variabilitate a luminozitatii este asociata cu existenta inelelor in jurul S.; Unghiul dintre planul inelelor și direcția către Pământ variază de la 0 la 28°, iar un observator de pe Pământ vede inelele în unghiuri diferite, ceea ce determină schimbarea luminozității lui S. Discul vizibil al lui S. are forma unei elipse cu axe de 20,7” și 14,7” (în confruntarea de mijloc). În conjuncție superioară cu Soarele, dimensiunea aparentă a Soarelui este cu 25% mai mică, iar luminozitatea sa este cu 0,48 magnitudine mai slabă. Albedoul vizual al lui S. este de 0,69.

Elipticitatea discului solar reflectă forma sa sferoidă, care este o consecință a rotației rapide a sistemului solar: perioada de rotație a acestuia în jurul axei sale este de 10 ore și 14 minute la ecuator, 10 ore și 38 de minute la latitudini moderate și 10 ore și 40 de minute la o latitudine de aproximativ 60°. Axa de rotație a lui S. este înclinată față de planul orbitei sale la 63°36'. Într-o măsură liniară, raza ecuatorială a Nordului este de 60.100 km, raza polară este de 54.600 km (precizie de aproximativ 1%), iar compresia este de 1:10,2. Volumul Soarelui este de 770 de ori mai mare decât volumul Pământului, iar masa Soarelui este de 95,28 ori mai mare decât cea a Pământului (5,68 × 10226 kg), deci densitatea medie a Soarelui este de 0,7 g/cm3, ceea ce este jumătate din densitatea Soarelui. În raport cu Soarele, masa Soarelui este 1:3499. Accelerația gravitației pe suprafața nordului la ecuator este de 9,54 m/sec2.

Puține detalii sunt vizibile pe discul S, chiar și atunci când sunt vizualizate în cele mai bune condiții. Sunt vizibile doar dungi deschise și întunecate paralele cu ecuatorul, pe care ocazional se suprapun pete întunecate sau deschise, cu ajutorul cărora se determină rotația lui C.

Temperatura de suprafață a soarelui, pe baza măsurătorilor fluxului de căldură care emană de pe planetă în regiunea infraroșu a spectrului, este determinată de la - 190 la - 150 ° C (care este mai mare decât temperatura de echilibru - 193 ° C), corespunzător fluxului de căldură primit de la Soare. Acest lucru indică faptul că radiația termică solară conține o parte din propria sa căldură profundă, ceea ce este confirmat de măsurătorile emisiilor radio.

Diferența dintre ratele unghiulare de rotație a cerului la diferite latitudini indică faptul că suprafața sa observată de pe Pământ este doar stratul superior de nori al atmosferei. O anumită idee despre structura internă a lui S. se poate forma pe baza unor studii teoretice. Tulburările observate în mișcarea sateliților planetei, în comparație cu compresia figurii sale și densitatea medie, fac posibilă determinarea cursului aproximativ al presiunii și densității în intestinele planetei (vezi Planete). Densitatea medie foarte scăzută a soarelui indică faptul că acesta, ca și alte planete gigantice, este format în principal din gaze ușoare - hidrogen și heliu, care predomină pe Soare.

Se presupune că compoziția solarului include hidrogen (80%), heliu (18%) și doar 2% din elementele mai grele concentrate în miezul planetei. Hidrogenul la adâncimi de aproximativ jumătate din rază se află în fază moleculară, iar mai adânc sub influența unor presiuni colosale se transformă în fază metalică. În centrul S. temperatura este aproape de 20.000 K.

O caracteristică notabilă a planetei sunt inelele lui Saturn - formațiuni concentrice de luminozitate variabilă, parcă imbricate unele în altele, și formând un singur sistem plat de grosime mică, situate în planul ecuatorial al Nordului observat pentru prima dată de G. Galileo în 1610, dar din cauza calității scăzute a telescopului, el a confundat părțile inelului vizibile la marginile planetei cu sateliții C. Descrierea corectă a inelului C a fost dată de H. Huygens (1659), iar J. Cassini a arătat curând că este alcătuit din două componente concentrice - inele A și B, separate printr-un gol întunecat (așa-numita „diviziune Cassini”). Mult mai târziu (în 1850), astronomul american W. Bond a descoperit inelul interior slab luminos (C), iar în 1969 a fost descoperit un inel D și mai slab și mai aproape de inelul D. Luminozitatea inelului D nu depășește 1/. 20 din luminozitatea celui mai strălucitor inel - inelul B Inelele sunt situate la următoarele distanțe față de planetă: A - de la 138 la 120 mii km, B - de la 116 la 90 mii km, C - de la 89 la 75 mii km si D - de la 71 mii km aproape pana la suprafata C. .

Natura inelelor planetare a devenit clară după ce fizicianul englez J. Maxwell (în 1859) și matematicianul rus S.V Kovalevskaya (în 1885) au dovedit prin diferite metode că existența stabilă a unui inel în jurul unei planete poate fi numai dacă este alcătuită dintr-o. colecție de corpuri mici individuale: un inel continuu solid sau lichid ar fi sfâșiat de forța gravitațională a planetei.

Această concluzie teoretică la sfârșitul secolului al XIX-lea. a fost confirmat empiric independent unul de celălalt de A. A. Belopolsky (Rusia), J. Keeler (SUA) și A. Delandre (Franța), care au fotografiat spectrul lui S. folosind un spectrograf cu fantă și, pe baza efectului Doppler-Fizeau, au descoperit că părțile exterioare ale inelului C. se rotesc mai încet decât cele interne. Vitezele măsurate s-au dovedit a fi egale cu cele pe care le-ar avea sateliții lui S. dacă s-ar afla la aceeași distanță de planetă.

Pe parcursul a 29,5 ani de la Pământ, inelele Soarelui sunt vizibile de două ori la deschiderea lor maximă și de două ori există perioade în care Soarele și Pământul se află în planul inelelor, iar apoi inelele sunt fie iluminate de Soare " edge-on”, sau este vizibil pentru un observator pământesc „edge-on”” În această perioadă, inelele sunt aproape complet invizibile, ceea ce indică grosimea lor foarte mică. Diferiți cercetători, pe baza observațiilor vizuale și fotometrice și a procesării lor teoretice, ajung la concluzia că grosimea medie a inelelor variază de la 10 cm la 10 km.

Desigur, este imposibil să vezi un inel de o asemenea grosime de la marginea Pământului.

Dimensiunile corpurilor solide din inele sunt estimate de la 10-1 la 103 cm cu o predominanță a blocurilor cu un diametru de aproximativ 1 m, ceea ce este confirmat de reflectarea observată a undelor radio din inelele C.

Saturn Compoziția chimică a substanței inelelor este aparent aceeași pentru toate cele patru componente, doar gradul de umplere a spațiului cu blocuri este diferit în ele. Spectrul inelelor solare este semnificativ diferit de spectrul soarelui însuși și al soarelui care le luminează; spectrul indică o reflectivitate crescută a inelelor în regiunea infraroșu apropiat (2,1 și 1,5 μm), în concordanță cu reflexia din gheața H2O. Se poate presupune că corpurile care formează inelele lui S. sunt fie acoperite cu gheață, fie îngheț, fie constau din gheață. În acest din urmă caz, masa tuturor inelelor poate fi estimată la 1024 g, adică cu 5 ordine de mărime mai mică decât masa planetei însăși. Temperatura inelelor S. este aparent apropiată de echilibru, adică 80 K.

S. are zece sateliţi. Una dintre ele - Titan - are dimensiuni comparabile cu dimensiunea planetelor; diametrul său este de 5000 km, masa sa este de 2,4 × 10-4 mase de S., are o atmosferă care conține metan. Cel mai apropiat satelit de planetă este Janus, descoperit în 1966: orbitează planeta la fiecare 18 ore, la o distanță medie de 160 de mii de km; diametrul său este de aproximativ 220 km. Cel mai îndepărtat satelit este Phoebe; orbitează spre nord în direcția opusă la o distanță de aproximativ 13 milioane km (vezi Sateliții planetelor).

Aceasta este cea mai îndepărtată planetă de stea care poate fi găsită de pe Pământ fără a folosi un telescop sau un binoclu. Așa că știu de mult despre existența lui. Iată unul dintre cei patru giganți gazosi, situat pe locul 6 în ordinea Soarelui. Vei fi curios să știi ce fel de planetă este Saturn, dar mai întâi, verifică aceste fapte interesante despre planeta Saturn.

Fapte interesante despre planeta Saturn

Poate fi găsit fără unelte

• Saturn este a cincea cea mai strălucitoare planetă din sistemul solar, așa că poate fi văzută cu un binoclu sau cu un telescop.

Oamenii antici au văzut-o

• Babilonienii și locuitorii din Orientul Îndepărtat îl priveau și ei. Numit după titanul roman (analog cu grecul Kronos).

Cea mai plată planetă

• Diametrul polar acoperă 90% din diametrul ecuatorial, care se bazează pe densitatea scăzută și rotația rapidă. Planeta se rotește o dată la 10 ore și 34 de minute.

Un an durează 29,4 ani

• Datorită încetinirii sale, vechii asirieni au poreclit planeta „Lubadshagush” - „cea mai veche dintre cele mai vechi”.

Există dungi în atmosfera superioară

• Compoziția straturilor superioare ale atmosferei este reprezentată de gheață de amoniac. Sub ele sunt nori de apă, apoi vin amestecuri reci de hidrogen și sulf.

Furtuni ovale prezente

• Zona de deasupra polului nord a căpătat o formă hexagonală (hexagon). Cercetătorii cred că ar putea fi un model de valuri în vârfurile norilor. Există, de asemenea, un vârtej peste polul sud care seamănă cu un uragan.

Planeta este compusă în principal din hidrogen

• Planeta este împărțită în straturi care pătrund mai dens în Saturn. La adâncimi mari, hidrogenul devine metalic. Baza este un interior fierbinte.

Dotat cu cel mai frumos sistem de inele

• Inelele lui Saturn sunt formate din fragmente de gheață și un mic amestec de praf carbonic. Se întind pe 120.700 km, dar sunt incredibil de subțiri - 20 m.

Familia lunară include 62 de sateliți

• Lunii lui Saturn sunt lumi înghețate. Cele mai mari sunt Titan și Rhea. Enceladus poate avea un ocean subteran.

Titan are o atmosferă complexă de azot

• Constă din gheață și piatră. Stratul de suprafață înghețat este înzestrat cu lacuri de metan lichid și peisaje acoperite cu azot înghețat. Poate avea viață.

A trimis 4 misiuni

• Acestea sunt Pioneer 11, Voyager 1 și 2 și Cassini-Huygens.

Mărimea, masa și orbita planetei Saturn

Raza medie a lui Saturn este de 58.232 km (ecuatorială - 60.268 km, polară - 54.364 km), ceea ce este de 9,13 ori mai mare decât cea a Pământului. Cu o masă de 5,6846 × 10 26 kg și o suprafață de 4,27 × 10 10 km 2, volumul său ajunge la 8,2713 × 10 14 km 3.

Compresie polară	0,097 96 ± 0,000 18
Ecuatorial	60.268 ± 4 km
Raza polară	54 36 ± 10 km
Suprafata	4,27 10 10 km²
Volum	8,27 10 14 km³
Greutate	5,68 10 26 kg 95 pământesc
Densitate medie	0,687 g/cm³
Accelerație gratuită cade la ecuator	10,44 m/s²
A doua viteză de evacuare	35,5 km/s
Viteza ecuatorială rotaţie	9,87 km/s
Perioada de rotație	10h 34min 13s ± 2s
Înclinarea axei	26,73°
Declinația polului nord	83,537°
Albedo	0,342 (Obligație)
Amploarea aparentă	de la +1,47 la −0,24
Stelar absolut magnitudinea	0,3
Diametru unghiular	9%

Distanța de la Soare la planeta Saturn este de 1,4 miliarde km. În acest caz, distanța maximă ajunge la 1.513.783 km, iar cea minimă – 1.353.600 km.

Viteza medie orbitală atinge 9,69 km/s, iar Saturn petrece 10.759 de zile pentru a trece în jurul stelei. Se pare că un an pe Saturn durează 29,5 ani pământeni. Dar aici se repetă situația cu Jupiter, unde rotația regiunilor are loc la viteze diferite. Forma lui Saturn seamănă cu un sferoid aplatizat.

Compoziția și suprafața planetei Saturn

Știți deja ce este planeta Saturn. Este un gigant gazos reprezentat de hidrogen și gaz. Densitatea medie de 0,687 g/cm3 este surprinzătoare. Adică, dacă îl așezi pe Saturn într-un corp imens de apă, planeta va rămâne pe linia de plutire. Nu are suprafață, dar are un miez dens. Faptul este că încălzirea, densitatea și presiunea cresc pe măsură ce te apropii de miez. Structura este explicată în detaliu în fotografia de jos a lui Saturn.

Oamenii de știință cred că Saturn este similar ca structură cu Jupiter: un nucleu stâncos în jurul căruia sunt concentrate hidrogenul și heliul cu un mic amestec de substanțe volatile. Compoziția nucleului poate să semene cu cea a Pământului, dar cu o densitate crescută datorită prezenței hidrogenului metalic.

În interiorul planetei, temperatura crește la 11.700°C, iar cantitatea de energie emisă este de 2,5 ori mai mare decât cea primită de la Soare. Într-un fel, acest lucru se datorează contracției gravitaționale lente Kelvin-Helmholtz. Sau este vorba despre picăturile de heliu care se ridică din adâncuri în stratul de hidrogen. Aceasta eliberează căldură și elimină heliul din straturile exterioare.

Calculele din 2004 spun că miezul ar trebui să fie de 9-22 de ori mai mare decât masa pământului, iar diametrul său ar trebui să fie de 25.000 km. Este înconjurat de un strat dens de hidrogen metalic lichid, urmat de hidrogen molecular bogat în heliu. Stratul cel mai exterior se întinde pe 1000 km și este reprezentat de gaz.

Sateliții planetei Saturn

Saturn are 62 de sateliți, dintre care doar 53 au nume oficiale. Dintre acestea, 34 au un diametru mai mic de 10 km, iar 14 au un diametru între 10 și 50 km. Dar unii sateliți interiori se întind 250-5000 km.

Majoritatea sateliților au fost numiți după titanii din miturile Greciei Antice. Cele mai interioare luni sunt înzestrate cu mici înclinații orbitale. Dar sateliții neregulați din zonele cele mai izolate sunt localizați la milioane de kilometri distanță și își pot face turul în câțiva ani.

Cele interne includ Mimas, Enceladus, Tethys și Dione. Sunt reprezentați de gheață de apă și pot avea un miez stâncos, o manta și crustă de gheață. Cel mai mic este Mimas cu un diametru de 396 km și o masă de 0,4 x 10 20 kg. Are forma unui ou și se află la 185,539 km distanță de planetă, motiv pentru care trecerea orbitală durează 0,9 zile.

Enceladus, cu măsurători de 504 km și 1,1 x 10 20 kg, are o viteză sferică. Este nevoie de 1,4 zile pentru a face ocolul planetei. Este una dintre cele mai mici luni sferice, dar este activă din punct de vedere endogen și geologic. Acest lucru a provocat apariția unor falii paralele la latitudinile polare sudice.

Gheizere mari au fost reperate în regiunea polară de sud. Aceste jeturi servesc ca sursă de reaprovizionare pentru inelul E. Sunt importante deoarece pot sugera prezența vieții pe Enceladus, deoarece apa provine dintr-un ocean subteran. Albedo este de 140%, ceea ce îl face unul dintre cele mai strălucitoare obiecte din sistem. Mai jos puteți admira fotografia cu lunile lui Saturn.

Cu un diametru de 1066 km, Tethys este a doua ca mărime dintre lunile lui Saturn. Cea mai mare parte a suprafeței este reprezentată de cratere și dealuri, precum și o cantitate mică de câmpii. Se remarcă craterul Ulise, care se întinde pe 400 km. Există și un sistem de canion care se adâncește cu 3-5 km, se întinde pe 2000 km și are o lățime de 100 km.

Cea mai mare lună interioară este Dione - 1112 km și 11 x 10 20 kg. Suprafața sa nu este doar veche, ci și puternic deteriorată de la impact. Unele cratere ating un diametru de 250 km. Există, de asemenea, dovezi ale activității geologice din trecut.

Sateliții exteriori sunt localizați în afara inelului E și sunt reprezentați de gheață de apă și rocă. Acesta este Rhea cu un diametru de 1527 km și o masă de 23 x 10 20 kg. Este distanță de Saturn cu 527,108 km și trecerea sa orbitală durează 4,5 zile. Suprafața este, de asemenea, punctată cu cratere și mai multe falii mari sunt vizibile în emisfera posterioară. Există două bazine mari de impact cu un diametru de 400-500 km.

Titan se întinde pe 5150 km, iar masa sa este de 1.350 x 10 20 kg (96% din masa orbitală), motiv pentru care este considerat cel mai mare satelit al lui Saturn. Este singura lună mare cu propriul strat atmosferic. Este rece, dens și reține azot și metan. Există cantități mici de hidrocarburi și cristale de gheață de metan.

Suprafața este greu de văzut din cauza brumei atmosferice dense. Sunt vizibile doar câteva formațiuni de cratere, crio-vulcani și dune longitudinale. Acesta este singurul corp din sistem cu lacuri metan-etan. Titan se află la 1.221.870 km distanță și se crede că are un ocean subteran. Este nevoie de 16 zile pentru a face ocolul planetei.

Hyperion locuiește lângă Titan. Cu un diametru de 270 km, este inferioară ca dimensiune și masă față de Mimas. Este un obiect maro ovoid care, datorită suprafeței craterului (2-10 km în diametru), seamănă cu un burete. Fără rotație previzibilă.

Iapet se întinde pe 1470 km și are o masă de 1,8 x 10 20 kg. Este cea mai îndepărtată lună, aflată la 3.560.820 km, motiv pentru care durează 79 de zile să treacă. Are o compoziție interesantă pentru că o parte este întunecată, iar cealaltă este mai deschisă. Din această cauză, ele sunt numite yin și yang.

Inuiții includ 5 luni numite după mitologia inuită: Ijirak, Kiviok, Paliak, Siarnak și Tarkek. Orbitele lor prograde variază între 11,1-17,9 milioane km, iar diametrul lor variază între 7-40 km. Înclinații orbitale – 45-50°.

Familia galică - sateliți exteriori: Albiorix, Befin, Erripo și Tarvos. Orbitele lor sunt de 16-19 milioane km, înclinația este de la 35° la -40°, diametrul este de 6-32 km și excentricitatea este de 0,53.

Există un grup scandinav - 29 de luni retrograde. Diametrul lor este de 6-18 km, distanța este de 12-24 milioane km, înclinația este de 136-175°, iar excentricitatea este de 0,13-0,77. Sunt numite uneori familia Thebes, după cea mai mare lună a lor, care se întinde pe 240 km. Urmează Ymir - 18 km.

Între luna interioară și cea exterioară trăiește un grup de alcoinide: Methon, Antha și Pallene. Aceștia sunt cei mai mici sateliți ai lui Saturn. Unele luni mari au propriile lor mici. Deci Tethys are Telesto și Calypso, iar Dion are Helen și Polydeuces.

Atmosfera și temperatura planetei Saturn

Stratul exterior al atmosferei lui Saturn este format din 96,3% hidrogen molecular și 3,25% heliu. Există și elemente mai grele, dar există puține informații despre proporțiile lor. Propan, amoniac, metan, acetilenă, etan și fosfină au fost găsite în cantități mici. Învelișul superior de nori este reprezentat de cristale de amoniac, iar cel inferior este reprezentat de hidrosulfură de amoniu sau apă. Razele UV conduc la fotoliza metalinei, care provoacă reacții chimice ale hidrocarburii.

Atmosfera pare cu dungi, dar liniile se slăbesc și se lărgesc spre ecuator. Există o împărțire în straturi superioare și inferioare, care diferă în compoziție în funcție de presiune și adâncime. Cele superioare sunt reprezentate de gheață cu amoniac, unde presiunea este de 0,5-2 bar și temperatura este de 100-160 K.

La un nivel cu o presiune de 2,5 bar, începe o linie de nori de gheață, care se întinde până la 9,5 bar, iar încălzirea este de 185-270 K. Benzile de hidrosulfură de amoniu se amestecă aici la o presiune de 3-6 bar și o temperatură de 290-235 K. Stratul inferior este reprezentat de amoniac în soluție apoasă cu indicatori de 10-20 bar și 270-330 K.

Uneori, în atmosferă se formează ovale cu perioadă lungă. Cel mai faimos este Marea Pată Albă. Este creat în fiecare an Saturnian în jurul solstițiului de vară în emisfera nordică.

Petele se pot extinde pe câteva mii de kilometri în lățime și au fost observate în 1876, 1903, 1933, 1960 și 1990. Din 2010, „perturbarea electrostatică nordică” observată de Cassini a fost monitorizată. Dacă acești nori aderă la periodicitate, atunci data viitoare vom observa apariția lor este în 2020.

În ceea ce privește viteza vântului, planeta ocupă locul doi după Neptun. Voyager a înregistrat o viteză de 500 m/s. Un val hexagonal este vizibil la polul nord, iar un curent cu jet masiv este vizibil la polul sud.

Hexagonul a fost văzut pentru prima dată în fotografiile Voyager. Laturile sale se întind pe 13.800 km (mai mult decât diametrul Pământului), iar structura se rotește în 10 ore, 39 de minute și 24 de secunde. Vortexul de la polul sud a fost observat cu ajutorul telescopului Hubble. Aici este o viteză a vântului de 550 km/h, iar furtuna este similară ca mărime cu planeta noastră.

Inelele planetei Saturn

Se crede că acestea sunt inele vechi și s-ar fi putut forma împreună cu planeta. Există două teorii. Unul spune că inelele au fost anterior un satelit care a fost distrus datorită apropierii sale de planetă. Sau inelele nu au făcut niciodată parte din satelit, ci sunt o rămășiță a materialului nebular din care Saturn însuși a apărut.

Ele sunt împărțite în 7 inele, între care există un decalaj. A și B sunt cele mai dense și se întind pe 14.600 și 25.300 km în diametru. Se întind 92.000-117.580 km (B) și 122.170-136.775 km (A) din centru. Divizia Cassini acoperă 4.700 km.

C este despărțit de B de 64 km. Are 17.500 km lățime și 74.658-92.000 km distanță de planetă. Împreună cu A și B, conține inelele principale cu particule mai mari. Urmează inelele de praf, deoarece conțin particule mici.

D ocupă 7500 km și se extinde spre interior pe 66900-75510 km. La celălalt capăt se află G (9000 km și o distanță de 166000-175000 km) și E (300000 km și o distanță de 166000-480000 km). F este situat pe marginea exterioară a lui A și este mai greu de clasificat. Este în mare parte praf. Se întinde pe 30-500 km în lățime și se întinde pe 140-180 km de centru.

Istoria studiului planetei Saturn

Saturn poate fi găsit fără utilizarea telescoapelor, motiv pentru care oamenii antici l-au văzut. Mențiuni se găsesc în legende și mitologie. Cele mai vechi înregistrări aparțin Babilonului, unde planeta a fost înregistrată în raport cu semnul zodiacal.

Grecii antici l-au numit pe acest gigant Kronos, care era zeul agriculturii și a acționat ca cel mai tânăr dintre titani. Ptolemeu a fost capabil să calculeze trecerea orbitală a lui Saturn atunci când planeta era în opoziție. La Roma au folosit tradiția greacă și i-au dat numele actual.

În ebraica veche planeta se numea Shabbatai, iar în Imperiul Otoman se numea Zuhal. Hindușii îl au pe Shani, care judecă pe toată lumea, evaluând faptele bune și rele. Chinezii și japonezii au numit-o steaua pământului, considerând-o unul dintre elemente.

Dar planeta nu a fost observată până în 1610, când Galileo a privit-o prin telescop și au fost descoperite inele. Dar omul de știință a crezut că aceștia sunt doi sateliți. Numai Christiaan Huygens a corectat greșeala. El l-a găsit și pe Titan, iar Giovanni Cassini i-a găsit pe Iapet, Rhea, Tethys și Dione.

Următorul pas important a fost făcut de William Herschel în 1789, când i-a găsit pe Mimas și Enceladus. Și în 1848 apare Hyperion.

Desen lui Saturn de Robert Hooke (1666)

Phoebus a fost găsit în 1899 de William Pickering, care a ghicit că satelitul avea o orbită neregulată și se rotește sincron cu planeta. În secolul al XX-lea, a devenit clar că Titan are o atmosferă densă, ceva ce nu a fost văzut înainte. Planeta Saturn este un obiect interesant de studiat. Pe site-ul nostru puteți studia fotografiile lui, puteți urmări un videoclip despre planetă și puteți afla multe alte fapte interesante. Mai jos este o hartă a lui Saturn.

Povestea despre Saturn pentru copii conține informații despre temperatura pe Saturn, despre sateliții și caracteristicile acestuia. Vă puteți completa mesajul despre Saturn cu fapte interesante.

Scurt mesaj despre Saturn

Saturn este a șasea planetă a sistemului solar, care este numită și „stăpânul inelelor”.

Planeta și-a primit numele de la vechiul zeu roman al fertilității. Planeta este cunoscută din cele mai vechi timpuri, deoarece Saturn este unul dintre cele mai strălucitoare obiecte de pe cerul nostru înstelat. Este a doua cea mai mare planetă gigantică. Inelele lui Saturn, formate din mii de bucăți solide de rocă și gheață, orbitează planeta cu o viteză de 10 km/s. Inelele lui Saturn sunt foarte subțiri. Cu un diametru de aproximativ 250.000 km, grosimea lor nu atinge nici măcar un kilometru.

În prezent, sunt cunoscuți 62 de sateliți care orbitează planeta. Titan este cel mai mare dintre ele, precum și al doilea cel mai mare satelit din Sistemul Solar (după satelitul lui Jupiter, Ganymede), care este mai mare decât Mercur și are singura atmosferă densă dintre sateliții Sistemului Solar.

Mesaj despre Saturn pentru copii

A șasea planetă, Saturn, a fost numită după zeul roman al agriculturii. Dimensiunile sale sunt doar puțin inferioare lui Jupiter.

Diametrul mediu al lui Saturn este de 58.000 km. În ciuda dimensiunilor mari, O zi pe Saturn durează doar 10 ore și 14 minute.. O revoluție în jurul Soarelui durează aproape 30 de ani pământeni.

Planeta are 62 de sateliți descoperiți. Dintre acestea, cele mai cunoscute sunt Atlas, Prometeu, Pandora, Epimeteu, Ianus, Mimas, Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso, Dione, Helen, Rhea, Titan, Hyperon, Iapet, Phoebe. Satelitul Phoebus, spre deosebire de toți ceilalți, se întoarce în direcția opusă. În plus, se presupune existența a încă 3 sateliți.

În ceea ce privește masa, Saturn este mai mic decât Jupiter de mai mult de trei ori. Planeta este formată din gaze, 94% din ea este hidrogen, iar restul este în mare parte heliu.

Din acest motiv, viteza vântului pe Saturn este mai mare decât pe Jupiter - 1700 km/h. În plus, fluxurile de vânt în emisferele sudice și nordice ale planetei sunt simetrice față de ecuator.

Temperatura suprafeței lui Saturn-188 grade Celsius: Acesta este rezultatul activității solare și al propriei surse de căldură. În centrul planetei există un miez de fier-siliciu, cu un amestec de gheață din metan, amoniac și apă, iar rețeaua chimică de gheață din interiorul lui Saturn este semnificativ diferită de cea obișnuită.

Saturn este, de asemenea, unic, deoarece densitatea sa este mai mică decât densitatea apei pământești. Această planetă experimentează în mod constant furtuni enorme, vizibile chiar și de pe Pământ, însoțite de fulgere!

Cel mai remarcabil fenomen al zeului cosmic al timpului este considerat a fi inelele care înconjoară planeta. Au fost descoperite de Galileo în 1610. Ele orbitează pe Saturn cu viteze diferite și sunt formate din mii de bucăți solide de rocă și gheață.

Inelele lui Saturn sunt foarte subțiri. Cu un diametru de aproximativ 250.000 km, grosimea lor nu atinge nici măcar un kilometru Astăzi, astronomi Se știe că există 7 inele principale.