Saturn - u zagrljaju prstenova

Promjer: 120.540 km;

Površina: 42.700.000.000 km²;

Godine 1610. Galileo Galilei je, promatrajući Jupiter, odveo svoj teleskop malo u stranu i na noćnom nebu primijetio tri nebeska tijela koja su se gotovo dodirnula. Smatrao je da je to novi planet, nešto manji od Jupitera, ali veći od Zemlje i ostalih planeta. S obje strane planete, primijetio je, na istoj liniji ležala su još dva mala tijela. Galileo je predložio da se radi o dva pratioca (satelita). Međutim, dvije godine kasnije, znanstvenik je ponovio promatranje i, na svoje čuđenje, nije pronašao te satelite. Već pola stoljeća kasnije, 1659., Nizozemci astronom Christian Huygens uz pomoć moćnijeg teleskopa otkrio je da su "suputnici" zapravo tanak ravni prsten koji okružuje planet i ne dodiruje ga. Huygens je otkrio i najveći satelit planete - Titan... Sam planet je dobio ime Saturn... U staroj rimskoj mitologiji Saturn je odgovarao bogu zemlje i usjeva. Pod njegovim je pokroviteljstvom u Italiji posađeno drveće, uzgajani vinogradi, sijana pšenica i drugi usjevi. Vjerovalo se da će onaj tko se molio i odao počast Saturnu imati bogatu i bogatu žetvu. Prema legendi, Saturn se smatrao prapovijesnim kraljem zemlje, koji je migrirao iz Grčke u Italiju.

S lijeve strane je pogled na Saturn modernim teleskopom, a desno kroz teleskop iz vremena Galileja (1610.).

Zato znanstvenik zbog slabe optike nije primijetio dugačak prsten oko planeta,

i umjesto toga odlučio da su to dva Saturnova satelita

Saturn je vrsta divovskih planeta ili planeta Jupiterova grupa... Međutim, volumen je 1,7 puta manji od svog omiljenog Jupitera. . Ako uvjetno smanjimo plinskog diva na veličinu kugle promjera 10 cm, tada će promjer Saturnove kugle biti približno 8,5 cm, Zemlja će izgledati kao mali metak polumjera 0,5 cm, dok Sunce će se pojaviti kao ogromna kugla s metrom u presjeku. Saturn se, poput svih planeta, okreće oko središnje zvijezde - Sunca, u blago izduženoj elipsoidnoj putanji. U jednom okretanju oko Sunca (saturijska godina), Saturn mora proći kroz svoju orbitu oko 6 milijardi 219 milijuna km pri brzini od 9,69 km / s (3 puta sporije od Zemljine orbitalne brzine). Poput Jupitera, "planet prstenova" kreće se s obzirom na svoje osno središte velikom brzinom (21 puta brže od rotacije Zemlje oko svoje osi). Zato Saturn ima značajne razlike između ekvatorijalnog i polarnog radijusa. Kao što znate, oblik našeg planeta nije potpuno okrugao, bilo bi ispravnije reći da je Zemlja elipsa ili elipsastog oblika. Zbog rotacije Zemlja je blago deformirana i njezin polumjer na ekvatoru je 21 km veći od polarnog radijusa. To je toliko mala razlika da je gotovo nemoguće vizualno razlikovati sferu od stvarnog oblika planeta. Ali ako pogledate Zemlju iz svemira kada se njezina ekvatorijalna brzina rotacije poveća desetine puta, tada će biti moguće vidjeti čak i golim okom da se planet spljostio u gornjoj i donjoj točki (na polovima) i primjetno rastegnuo uz ekvator. Upravo se to događa Saturnu. Ekvatorijalna mu je brzina približno 35.530 km / h (9.87 km / s). Zbog svoje brze rotacije, planet je jako spljošten uz ekvator, razlika između radijusa je gotovo 6000 km. Odnosno, polumjer ekvatora je 60.268 km, a polarni radijus 54.364 km.

Saturn je šesti planet od Sunca. Njegova je orbita od zvijezde na prosječnoj udaljenosti od 1.430.000.000 km (9,58 AJ). Saturn kruži oko Sunca za 10.759 dana (približno 29,46 godina). Udaljenost od Saturna do Zemlje varira od 1.195 (8,0 AJ) do 1.660 (11,1 AU) milijuna km. Izrazita karakteristika Saturna s drugih planeta Sunčevog sustava je prisutnost ogromnog prstena na planeti, koji se sastoji od milijardi sićušnih čestica u orbiti oko planeta. Takve čestice mogu biti od sitnih zrna prašine do veličine zgrade od 10 katova. Međutim, Saturn nije jedini "planet prsten" u Sunčevom sustavu. Prstenasti sustavi viđeni su i na Jupiteru, Uranu i Neptunu, ali Saturn ima najistaknutiji oblik.

Dimenzije Saturna i Zemlje u kilometrima. U horizontali

ravnini - ekvatorijalni promjer, a u okomitoj - polar

Unutarnja struktura

Saturn se, kao i njegov susjed Jupiter, sastoji od vodika (96,3%), s nečistoćama helija i tragovima vode, metana, amonijaka i teških elemenata. Vanjska atmosfera planeta djeluje mirno i jednolično iz svemira, iako se ponekad u njegovim slojevima stvaraju supermoćni vjetrovi i uragani, koji izgledaju kao velika rotirajuća mjesta poput Velike crvene pjege na Jupiteru. Brzina takvog uragani može dosegnuti na nekim mjestima i do 1800 km / h, što je mnogo više od onog divovskog Jupitera. Vjetrovi i uragani uglavnom bjesne prema istoku (u smjeru aksijalne rotacije). Kako se odmiču od ekvatora, njihova snaga postupno slabi. Saturn se, kao i svi divovski planeti, gotovo u potpunosti sastoji od vodik, koji pod djelovanjem visokih tlakova i temperatura prvo prelazi u tečniju fazu, a zatim u metalno stanje. Stoga čvrsta površina počinje tek na gornjoj granici jezgre planeta - otprilike na udaljenosti od 47.800 km od početka vidljive ljuske Saturna. Da biste došli do jezgre, potrebno je prevladati put kroz cijelu ljusku plin-tekućina-metal planeta. Sebe jezgra sastoji se od teških elemenata - kamena, željeza i eventualno leda. Prema preliminarnim izračunima, jezgra Saturna ima radijus od 12 500 km, a masa mu je desetke puta veća od mase Zemlje. Temperatura u središtu planeta doseže 11.700 ° C, a energija koja se javlja u njegovoj unutrašnjosti je 2,5 puta veća od energije koju Saturn prima od Sunca. Jezgra je okružena debelim slojem tzv metalni vodik- oko 18.000 km, čiji tlak varira oko 3 milijuna atmosfera. S tom tlačnom silom molekule vodika se raspadaju u atome, elektroni se odvajaju, a sama molekularna tekućina postaje električno vodljiva. Teško je reći točno kako vodik izgleda u fazi tekući metal. Doista, u laboratorijskim uvjetima nemoguće ga je dobiti, za to je potrebno stvoriti tlak u rasponu od 300-900 GPa, a niti jedna letjelica još nije uspjela vidjeti vodik u takvom agregatnom stanju na Jupiteru i Saturnu. Kako se odmičete od središnjeg dijela planeta, tlak pada i metalni vodik postupno prelazi u tekuće stanje.
Za razliku od zemaljskih planeta, gdje se magnetsko polje stvara u dubinama jezgre tekućine, na plinovitim planetima poput Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, njihova vlastita magnetosfera oko planeta nastaje zbog cirkulacije električnih struja u sloju tekućeg metalnog vodika. Magnetsko polje Saturn se smatra drugim po snazi ​​(nakon Jupitera) u Sunčevom sustavu. Prvo ga je otkrila svemirska stanica "Pionir-11" 1979. godine, kada se sonda približila planeti na udaljenosti od 20.000 km. Magnetosfera Saturn se proteže gotovo 1,5 milijuna km od središta planeta (Zemljino magnetsko polje je samo 25.000 km). U gornjim slojevima Saturnove atmosfere, zbog interakcije magnetskog polja sa nabijenim česticama solarnog vjetra, najsvjetliji polarna svjetla u Sunčevom sustavu.

Struktura unutarnje strukture Saturna

Atmosfera vodik-helij-3000-4000 km;

Tekući vodik - 26.000 km;

Metalni vodik - 18.000 km;

Čvrsta jezgra - 12.500 km

Aurora nad Saturnovim sjevernim polom. Svjetla su plava

a oblaci ispod su crveni. Takvi se fenomeni događaju interakcijom

čestice solarnog vjetra s magnetskim poljem planeta

Saturn u prstenovima

Još u 17. stoljeću Saturn se smatrao planetom misterija. Galileo je, promatrajući Saturn, primijetio dva sumnjiva tijela u blizini planeta, koje je pogrešno uzeo za dva satelita koja su toliko blizu planeta da ga gotovo dodiruju. Nakon nekog vremena, s ponovljenim promatranjem, više nije vidio ta tijela, činilo se da su jednostavno nestala. Pola stoljeća kasnije, zahvaljujući Christian Huygens već je postalo poznato da to uopće nisu sateliti, već ogroman prsten koji okružuje planet oko ekvatora. Huygens je također pretpostavio da sam prsten nije jedna cjelina, već se sastoji od milijardi sićušnih tvrdih čestica. Trenutno, slike snimljene sondama pokazuju da su prstenovi zapravo formirani od tisuća prstenova koji se izmjenjuju s prorezima. Oni uključuju čestice leda i kamene prašine veličine od milimetara do nekoliko desetaka metara. Svi se oni rotiraju vratolomnom brzinom (30-60 tisuća km / h) zbog gravitacije Saturna, tvoreći jedan kontinuirani Prsten. To je kao da vrtite vrtlog koji se vrti velikom snagom. Ako ovo zaustaviš divovski vrtlog, tada možete detaljno vidjeti strukturu Prstena. Neke će čestice izgledati poput sitnih zrnaca pijeska, dok će druge biti veličine 10-katne zgrade. Sam prsten je vrlo tanak. Sa svojom ukupnom širinom (oko 60-80 tisuća km), njegova debljina je samo neka 10-20 metara. Zato se mnogo stoljeća vjerovalo da je Saturnov prsten apsolutno ravan.

Unutarnja granica Prstena počinje na 13.000 km od vanjskih oblaka Saturna, a završava na udaljenosti od 77.000 km od planeta. Sam Prsten nije gust. Udaljenost između čestica može biti i do nekoliko kilometara. Stoga, leteći kroz Prsten, možda nećete naići ni na jedan njegov fragment. Ako sakupite sve sastavne dijelove Prstena u jedno cijelo tijelo, tada njegov promjer neće biti veći od 100 km, a masa - 3x10 19 kilograma.

Postoje tri glavna prstena, a četvrti je suptilniji. Obično se označavaju prvim slovima latinske abecede. Prsten B- središnji, najširi i najsvjetliji, odvojen je izvana prstenovi A otvor Cassini, širok gotovo 4000 km, u kojem se nalaze najtanji, gotovo prozirni prstenovi. Unutar prstena A nalazi se tanki prorez koji se naziva Enckeova razdjelna traka. Prsten C, koji je još bliže planetu od B, gotovo je proziran.

Trenutno je proučavanje strukture Prstenova dodijeljeno međuplanetarnoj stanici "Cassini", pokrenutoj 1997. godine i dostignutoj u Saturnov sustav 2004. Mnogo je slika snimljeno s njene ploče, veličinama i debljini prstenova, njihovoj unutarnji sastav itd. bili su točnije određeni.

Dimenzije strukture Saturnovog prstena

Istraživanje i proučavanje planeta

Prvi put u povijesti NASA -ina međuplanetarna letjelica letjela je oko Saturna "Pionir-11" 2. kolovoza 1979. godine Maksimalni prilaz je 20.000 km iznad maksimalne visine oblaka planeta. S tako bliske udaljenosti, Saturnovi su prstenovi najprije detaljnije proučavani i otkriven je novi - F prsten... Snimljene su slike planeta i njegovih satelita, ali njihova razlučivost nije bila dovoljna da bi se mogli razaznati detalji površine. Početkom 80 -ih, nakon proučavanja Jupitera, dvije svemirske postaje otišle su na Saturn. Voyager 1 i Voyager 2... Tijekom orbite snimljeno je nekoliko fotografija visoke rezolucije. Uspio sam dobiti sliku satelita: Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea. U isto vrijeme jedno je vozilo proletjelo u blizini Titana na udaljenosti od samo 6500 km, što je omogućilo prikupljanje podataka o njegovoj atmosferi i temperaturi. Uz pomoć Voyagera 2 dobiveni su podaci o temperaturi i gustoći atmosfere, a otkriveno je i moćno magnetsko polje oko Saturna. U gornjim slojevima atmosfere opaženi su različiti prirodni fenomeni - oluje, vrtlozi, uragani, pa čak i munje. Godine 1982 Voyager 2, nakon što je napravio gravitacijski manevar oko Saturna, otišao je na daljnje putovanje kroz Sunčev sustav - posebno do Urana i Neptuna.

1997. godine lansirana je međuplanetarna stanica Cassini-Huygens na Saturn, koja je nakon 7 godina leta 1. srpnja 2004. stigla do Saturnovog sustava i ušla u orbitu oko planeta. Glavni ciljevi ove misije, izvorno osmišljene za 4 godine, bili su proučavanje strukture i dinamike prstenova i satelita, kao i proučavanje dinamike atmosfere i magnetosfere Saturna te detaljno proučavanje najvećeg satelita planeta - Titan. Prema brojnim istraživanjima planeta i satelita, posebna europska sonda "Huygens" odvojila se od letjelice i padobranom 14. siječnja 2005. spustila na površinu Titana. Spuštanje je trajalo 2 sata 28 minuta. Za to vrijeme uređaj je ustanovio prisutnost guste atmosfere Titana, čija je debljina oko 400 km. Atmosfera satelita sastoji se od dušika i metana, a na površini se "prirodni plin" zbog visokog tlaka pretvara u ukapljeno stanje, tvoreći cijeli sustav metana ocean-rijeka. Od 2004. do 2. studenog 2009. otkriveno je 8 novih satelita uz pomoć glavnog Cassinijevog aparata. Trenutno je uređaj umjetni Saturnov satelit i nastavlja istraživati ​​planet, a jedna od njegovih misija uključuje proučavanje cijelog ciklusa godišnjih doba Saturna.

međuplanetarna stanica "Cassini" s udaljenosti od 2,2 milijuna km