Сатурн - в прегръдката на пръстените

Диаметър: 120 540 км;

Повърхност: 42 700 000 000 km²;

През 1610 г. Галилео Галилей, наблюдавайки Юпитер, отведе телескопа си малко настрани и забеляза три небесни тела в нощното небе, които почти се докоснаха. Той смята, че това е нова планета, малко по -малка от Юпитер, но по -голяма от Земята и останалите планети. От двете страни на планетата, забеляза той, още две малки тела лежаха на една и съща линия. Галилей предположи, че това са двама спътници (спътници). Две години по -късно обаче ученият повтори наблюдението и за негово учудване не намери тези спътници. Вече половин век по -късно, през 1659 г., холандците астроном Кристиан Хюйгенсс помощта на по -мощен телескоп той установи, че „спътниците“ всъщност са тънък плосък пръстен, който обхваща планетата и не я докосва. Хюйгенс откри и най -големия спътник на планетата - Титан... Самата планета е кръстена Сатурн... В древноримската митология Сатурн съответства на бога на земята и посевите. Под негово покровителство в Италия са засадени дървета, отглеждат се лозя, сее пшеница и други култури. Вярваше се, че всеки, който се моли и плаща данък на Сатурн, ще има богата и богата реколта. Според легендата Сатурн е смятан за праисторическия крал на страната, мигрирал от Гърция в Италия.

Вляво е изглед на Сатурн през съвременен телескоп, а вдясно през телескоп от времето на Галилей (1610 г.).

Ето защо поради слабата оптика ученият не забелязва дълъг пръстен около планетата,

и вместо това реши, че това са два спътника на Сатурн

Сатурн е вид гигантски планети или планети Група на Юпитер... Той обаче е 1,7 пъти по -малък по обем от любимия си Юпитер. . Ако условно намалим Газовия гигант до размера на сфера с диаметър 10 см, тогава диаметърът на сферата на Сатурн ще бъде приблизително 8,5 см, Земята ще изглежда като малък куршум с радиус 0,5 см, докато Слънцето ще се появи като огромна сфера с метър в напречно сечение. Сатурн, както всички планети, се върти около централната звезда - Слънцето, в леко удължена елипсоидна орбита. За един оборот около Слънцето (сатурийска година) Сатурн трябва да премине през орбитата си около 6 милиарда 219 милиона км със скорост 9,69 км / сек (3 пъти по -бавно от орбиталната скорост на Земята). Подобно на Юпитер, "планетата на пръстените" се движи по отношение на аксиалния си център с висока скорост (21 пъти по -бързо от въртенето на Земята около оста си). Ето защо Сатурн има значителни разлики между екваториалния и полярния радиус. Както знаете, формата на нашата планета не е напълно кръгла, по -правилно би било да се каже, че Земята е елипса или сплетен елипсоид. Поради въртенето Земята е леко деформирана и радиусът й в екватора е с 21 км по -голям от полярния радиус. Това е толкова малка разлика, че е почти невъзможно визуално да се разграничи сферата от реалната форма на планетата. Но ако погледнете Земята от космоса, когато нейната екваториална скорост на въртене се увеличи десетки пъти, тогава ще бъде възможно да се види дори с просто око, че планетата се е сплескала в горната и долната точка (в полюсите) и забележимо се е разтегнала по екватора. Точно това се случва със Сатурн. Неговата екваториална скорост е приблизително 35 530 км / ч (9,87 км / с). Поради бързото си въртене планетата е силно сплескана по екватора, разликата между радиусите е почти 6000 км. Тоест радиусът на екватора е 60 268 км, а полярният радиус е 54 364 км.

Сатурн е шестата планета от Слънцето. Нейната орбита е от звездата на средно разстояние от 1430 000 000 км (9,58 AU). Сатурн обикаля около Слънцето за 10 759 дни (приблизително 29,46 години). Разстоянието от Сатурн до Земята варира от 1195 (8,0 AU) до 1660 (11,1 AU) милиона км. Отличителна черта на Сатурн от други планети на Слънчевата система е, че планетата има огромен пръстен, който се състои от милиарди малки частици в близо планетарна орбита. Такива частици могат да бъдат от малки зрънца прах до размерите на 10-етажна сграда. Сатурн обаче не е единствената „пръстенова планета“ в Слънчевата система. Пръстенови системи са наблюдавани и на Юпитер, Уран и Нептун, но Сатурн е най -забележим.

Размери на Сатурн и Земя в километри. В хоризонтално положение

равнина - екваториален диаметър, а във вертикална - полярна

Вътрешна структура

Сатурн, подобно на своя съсед Юпитер, се състои от водород (96,3%), с примеси от хелий и следи от вода, метан, амоняк и тежки елементи. Външната атмосфера на планетата изглежда спокойна и еднаква от космоса, въпреки че понякога в нейните слоеве се образуват свръхмощни ветрове и урагани, които приличат на големи въртящи се петна като Голямото червено петно ​​на Юпитер. Скоростта на такива ураганиможе да достигне до 1800 км / ч на места, което е много повече от това на гигантския Юпитер. Ветрове и ураганипредимно бушуват на изток (в посока на аксиално въртене). Когато се отдалечават от екватора, силата им постепенно отслабва. Сатурн, както всички планети -гиганти, се състои почти изцяло от водород, който под действието на високи налягания и температури първо преминава в по -течна фаза, а след това в метално състояние. Следователно твърдата повърхност започва само от горната граница на ядрото на планетата - приблизително на разстояние 47 800 км от началото на видимата обвивка на Сатурн. За да стигнете до ядрото, е необходимо да преодолеете пътя през цялата газова течно-метална обвивка на планетата. Самата ядросе състои от тежки елементи - камък, желязо и евентуално лед. Според предварителните изчисления ядрото на Сатурн има радиус от 12 500 км, а масата му е десетки пъти по -голяма от масата на Земята. Температурата в центъра на планетата достига 11 700 ° C, а енергията, която се среща във вътрешността й, е 2,5 пъти повече от енергията, която Сатурн получава от Слънцето. Ядрото е заобиколено от дебел слой от т.нар метален водород- около 18 000 км, чието налягане се колебае около 3 милиона атмосфери. С тази сила на натиск водородните молекули се разпадат на атоми, електроните се разделят и самата молекулна течност става електропроводима. Трудно е да се каже точно как изглежда водородът във фазата течен метал. Всъщност в лабораторни условия е невъзможно да се получи, за това е необходимо да се създаде налягане в диапазона от 300-900 GPa и никой космически кораб все още не е успял да види водород в такова агрегирано състояние на Юпитер и Сатурн. Когато се отдалечавате от централната част на планетата, налягането спада и метален водород постепенно преминава в течно състояние.
За разлика от земните планети, където магнитното поле се образува в дълбините на течното ядро, на газообразни планети като Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, собствената магнитосфера около планетата се образува поради циркулацията на електрически токове в слоя от течен метален водород. Магнитно полеСатурн се счита за втори по мощност (след Юпитер) в Слънчевата система. За първи път е открит от космическа станция "Пионер-11"през 1979 г., когато сондата се приближи до планетата на разстояние 20 000 км. МагнитосфераСатурн се простира на почти 1,5 милиона км от центъра на планетата (магнитното поле на Земята е само 25 000 км). В горните слоеве на атмосферата на Сатурн, поради взаимодействието на магнитното поле със заредени частици от слънчевия вятър, най -ярката полярни светлинив Слънчевата система.

Структурата на вътрешната структура на Сатурн

Водород-хелиева атмосфера-3000-4000 км;

Течен водород - 26 000 км;

Метален водород - 18 000 км;

Твърдо ядро ​​- 12 500 км

Аврора над Северния полюс на Сатурн. Светлините са оцветени в синьо

а облаците отдолу са червени. Такива явления възникват чрез взаимодействие

частици слънчев вятър с магнитното поле на планетата

Сатурн в пръстените

Още през 17 -ти век Сатурн се смяташе за мистериозна планета. Галилей, наблюдавайки Сатурн, забелязал две подозрителни тела в близост до планетата, които погрешно взел за два спътника, които са толкова близо до планетата, че почти я докосват. След известно време, с многократно наблюдение, той вече не виждаше тези тела, те сякаш просто бяха изчезнали. Половин век по -късно, благодарение на Кристиан Хюйгенсвече стана известно, че това изобщо не са спътници, а огромен пръстен, обграждащ планетата около екватора. Хюйгенс също предполага, че самият пръстен не е едно цяло, а се състои от милиарди малки твърди частици. В момента изображенията, направени от сондите, показват, че пръстените всъщност са оформени от хиляди пръстени, редуващи се с прорези. Те включват частици лед и каменен прах с размери от милиметри до няколко десетки метра. Всички те се въртят с главоломна скорост (30-60 хиляди км / ч) поради гравитацията на Сатурн, образувайки един непрекъснат пръстен. Това е все едно да въртиш въртящ се въртящ се с голяма сила. Ако спрете това гигантска вихрушка, тогава можете да видите подробно структурата на Пръстена. Някои от частиците ще изглеждат като малки песъчинки, докато други ще бъдат с размер на 10-етажна сграда. Самият пръстен е много тънък. С общата си ширина (около 60-80 хиляди км), дебелината му е само малка 10-20 метра.Ето защо в продължение на много векове се смяташе, че Сатурновият пръстен е абсолютно плосък.

Вътрешната граница на Пръстена започва на 13 000 км от външните облаци на Сатурн и завършва на разстояние 77 000 км от планетата. Самият пръстен не е плътен. Разстоянието между частиците може да бъде до няколко километра. Следователно, като сте прелетели през Пръстена, може да не срещнете нито един фрагмент от него. Ако съберете всички съставни части на Пръстена в едно цяло тяло, тогава диаметърът му ще бъде не повече от 100 км, а масата - 3х10 19 килограма.

Има три основни пръстена и четвъртият е по -фин. Обикновено се обозначават с първите букви от латинската азбука. Пръстен Б- централен, най -широк и ярък, той е отделен отвън пръстени Апролуката Касини, широка почти 4000 км, в която има най -тънките, почти прозрачни пръстени. Вътре в пръстена А има тънка цепка, наречена разделителна лента на Encke. Пръстен С, който е още по -близо до планетата от В, е почти прозрачен.

В момента изследването на структурата на Пръстените е възложено на междупланетната станция "Касини", стартирана през 1997 г. и достигнала системата Сатурн през 2004 г. Много снимки са направени от дъската му, размерите и дебелината на пръстените, тяхната вътрешен състав и др. бяха по -точно определени.

Размери на пръстеновата структура на Сатурн

Проучване и проучване на планетата

За първи път в историята космическият кораб на НАСА лети около Сатурн "Пионер-11" 2 август 1979 г. Максималният подход е 20 000 км над максималната височина на облака на планетата. От толкова близко разстояние пръстените на Сатурн първо бяха проучени по -подробно и беше открит нов - F пръстен... Заснети са изображения както на планетата, така и на нейните спътници, но тяхната разделителна способност не е достатъчна, за да се разберат детайлите на повърхността. В началото на 80 -те години, след изучаване на Юпитер, две космически станции отидоха до Сатурн. Вояджър 1 и Вояджър 2... По време на орбитата са направени редица снимки с висока разделителна способност. Успях да получа изображение на спътници: Титан, Мимас, Енцелад, Тетис, Диона, Рея. В същото време едно от превозните средства прелетя близо до Титан на разстояние само 6500 км, което направи възможно събирането на данни за неговата атмосфера и температура. С помощта на Вояджър 2 бяха получени данни за температурата и плътността на атмосферата, а също така беше открито мощно магнитно поле около Сатурн. В горните слоеве на атмосферата са наблюдавани различни природни явления - бури, вихри, урагани и дори мълнии. През 1982г Вояджър 2, след като направи гравитационна маневра около Сатурн, продължи по -нататъшно пътуване през Слънчевата система - по -специално до Уран и Нептун.

През 1997 г. към Сатурн е изстреляна междупланетната станция Касини-Хюйгенс, която след 7 години полет на 1 юли 2004 г. достига системата на Сатурн и навлиза в орбита около планетата. Основните цели на тази мисия, първоначално проектирана за 4 години, бяха да проучи структурата и динамиката на пръстените и спътниците, както и да проучи динамиката на атмосферата и магнитосферата на Сатурн и подробно проучване на най -големия спътник на планетата - Титан. Според редица изследвания на планетата и спътниците специалната европейска сонда „Хюйгенс“ се отделя от космическия кораб и на 14 януари 2005 г. каца на парашут на повърхността на Титан. Спускането продължи 2 часа 28 минути. През това време устройството установи наличието на гъста атмосфера на Титан, дебелината на която е около 400 км. Атмосферата на спътника се състои от азот и метан, а на повърхността „природният газ“ поради високо налягане се превръща в втечнено състояние, образувайки цяла система от метан океан-река. От 2004 г. до 2 ноември 2009 г. с помощта на основния апарат Касини бяха открити 8 нови спътника. Понастоящем устройството е изкуствен спътник на Сатурн и продължава да изследва планетата, една от мисиите му включва изучаването на пълния цикъл на сезоните на Сатурн.

междупланетна станция "Касини" от разстояние 2,2 милиона км