Szaturnusz - a gyűrűk ölelésében

Átmérő: 120 540 km;

Felület: 42.700.000.000 km²;

1610 -ben Galileo Galilei, Jupitert figyelve, kissé oldalra vitte távcsövét, és észrevette az éjszakai égbolton három égitestet, amelyek majdnem megérintették egymást. Úgy vélte, hogy ez egy új bolygó, valamivel kisebb, mint a Jupiter, de nagyobb, mint a Föld és a többi bolygó. Észrevette, hogy a bolygó két oldalán még két kis test hever ugyanazon a vonalon. Galilei azt javasolta, hogy ez két társ (műhold). Két évvel később azonban a tudós megismételte a megfigyelést, és meglepetésére nem találta meg ezeket a műholdakat. Már fél évszázaddal később, 1659 -ben a hollandok csillagász Christian Huygens egy erősebb távcső segítségével rájött, hogy a "kísérők" valójában egy vékony lapos gyűrű, amely körülveszi a bolygót, és nem ér hozzá. Huygens felfedezte a bolygó legnagyobb műholdját is. Titán... Magát a bolygót nevezték el Szaturnusz... Az ókori római mitológiában a Szaturnusz megfelelt a föld és a termés istenének. Patrónusa alatt fákat ültettek Olaszországban, szőlőket termesztettek, búzát és más növényeket vetettek. Azt hitték, hogy aki imádkozik és adót fizet a Szaturnusznak, annak gazdag és gazdag termése lesz. A Szaturnuszt a legenda szerint az ország őskori királyának tekintették, aki Görögországból Olaszországba vándorolt.

A bal oldalon a Szaturnusz látképe egy modern távcsőn keresztül, a jobb oldalon pedig egy Galilei (1610) kori távcső.

Ezért a gyenge optika miatt a tudós nem vett észre hosszú gyűrűt a bolygó körül,

és ehelyett úgy döntött, hogy ez a Szaturnusz két műholdja

A Szaturnusz egyfajta óriásbolygó vagy bolygó Jupiter csoport... Azonban térfogata 1,7 -szer kisebb, mint a kedvenc Jupiteré. . Ha feltételesen 10 cm átmérőjű gömb méretűre redukáljuk a gázóriást, akkor a Szaturnusz gömbjének átmérője körülbelül 8,5 cm lesz, a Föld pedig 0,5 cm sugarú kis golyónak tűnik, míg a Nap hatalmas gömbként jelenik meg, méter keresztmetszettel. A Szaturnusz, mint minden bolygó, kissé megnyúlt, ellipszoid alakú pályán kering a központi csillag - a Nap körül. A Nap körüli fordulathoz (Szaturi év) a Szaturnusznak körülbelül 6 milliárd 219 millió km -en kell áthaladnia pályáján 9,69 km / s sebességgel (háromszor lassabban, mint a Föld keringési sebessége). A Jupiterhez hasonlóan a "Gyűrűk bolygója" nagy sebességgel mozog tengelyközéppontjához képest (21 -szer gyorsabban, mint a Föld tengelye körüli forgása). Ezért van a Szaturnusznak jelentős különbsége az egyenlítői és a poláris sugár között. Mint tudják, bolygónk alakja nem teljesen kerek, helyesebb lenne azt állítani, hogy a Föld ellipszis vagy elhajló ellipszoid. A forgás következtében a Föld kissé deformálódott, és sugara az egyenlítőnél 21 km -rel nagyobb, mint a poláris sugár. Ez olyan kicsi különbség, hogy szinte lehetetlen vizuálisan megkülönböztetni a gömböt a bolygó valódi alakjától. De ha az űrből nézi a Földet, amikor egyenlítői forgási sebessége tízszeresére nő, akkor szabad szemmel is látható lesz, hogy a bolygó a felső és az alsó ponton (a pólusokon) ellaposodott és észrevehetően megnyúlt az egyenlítő mentén. Pontosan ez történik a Szaturnusszal. Egyenlítői sebessége megközelítőleg 35 530 km / h (9,87 km / s). Gyors forgása miatt a bolygó erősen lapított az egyenlítő mentén, a sugarak közötti különbség majdnem 6000 km. Vagyis az Egyenlítő sugara 60 268 km, a poláris sugár pedig 54 364 km.

A Szaturnusz a hatodik bolygó a Naptól. Pályája a csillagtól van, átlagosan 1 430 000 000 km (9,58 AU) távolságban. A Szaturnusz 10 759 nap alatt (körülbelül 29,46 év alatt) kerüli meg a Napot. A Szaturnusz és a Föld közötti távolság 1195 (8,0 AU) és 1660 (11,1 AU) millió km között változik. A Szaturnusz megkülönböztető jellemzője a Naprendszer többi bolygójáról, hogy a bolygónak hatalmas gyűrűje van, amely milliárdnyi apró részecskéből áll, közel bolygó körüli pályán. Ilyen részecskék lehetnek a kis porszemektől a 10 emeletes épület méretéig. A Szaturnusz azonban nem az egyetlen "gyűrűs bolygó" a Naprendszerben. Gyűrűrendszereket láttak a Jupiteren, az Uránuszon és a Neptunuszon is, de a Szaturnusz a legelőkelőbb.

A Szaturnusz és a Föld méretei kilométerben. Vízszintesen

síkban - egyenlítői átmérő, függőlegesen - poláris

Belső szerkezet

A Szaturnusz, mint szomszédja, a Jupiter, hidrogénből (96,3%) áll, hélium szennyeződésekkel, víz, metán, ammónia és nehéz elemek nyomával. A bolygó külső légköre nyugodtnak és egységesnek tűnik az űrből, bár rétegeiben néha szupererős szelek és hurrikánok képződnek, amelyek olyan nagy forgó foltoknak tűnnek, mint a Jupiter Nagy Vörös Foltja. Az ilyenek sebessége hurrikánok helyenként akár 1800 km / h -t is elérhet, ami sokkal több, mint az óriás Jupiteré. Szelek és hurrikánok többnyire kelet felé tombol (tengelyirányú forgás irányában). Ahogy eltávolodnak az Egyenlítőtől, erejük fokozatosan gyengül. A Szaturnusz, mint minden óriásbolygó, szinte teljes egészében hidrogén, amely nagy nyomás és hőmérséklet hatására először folyékonyabb fázisba, majd fémes állapotba kerül. Ezért a szilárd felület csak a bolygó magjának felső határán kezdődik - megközelítőleg 47 800 km távolságban a Szaturnusz látható héjának kezdetétől. Ahhoz, hogy a maghoz jussunk, le kell győzni a bolygó teljes gáz-folyadék-fém burkolatán át vezető utat. Maga mag nehéz elemekből áll - kőből, vasból és esetleg jégből. Az előzetes számítások szerint a Szaturnusz magjának sugara 12 500 km, tömege pedig tízszer nagyobb, mint a Földé. A bolygó közepén a hőmérséklet eléri a 11 700 ° C -ot, és a belső térben előforduló energia 2,5 -szerese annak az energiának, amelyet a Szaturnusz a Naptól kap. A magot vastag réteg veszi körül az ún fémes hidrogén- körülbelül 18 000 km, amelynek nyomása 3 millió atmoszféra körül ingadozik. Ezzel a nyomóerővel a hidrogénmolekulák atomokra bomlanak, elektronok szétválnak, és maga a molekuláris folyadék elektromosan vezetővé válik. Nehéz pontosan megmondani, hogyan néz ki a hidrogén a folyékony-fém fázisban. Valójában lehetetlen laboratóriumi körülmények között megszerezni, ehhez 300–900 GPa közötti nyomást kell létrehozni, és még egyetlen űrhajó sem láthatott hidrogént ilyen aggregált állapotban a Jupiteren és a Szaturnuszon . Ahogy eltávolodik a bolygó középső részétől, a nyomás csökken, és a fémes hidrogén fokozatosan folyékony állapotba kerül.
Ellentétben a szárazföldi bolygókkal, ahol a mágneses mező a folyékony mag mélyén képződik, olyan gáznemű bolygókon, mint a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz, a bolygó körül saját magnetoszférájuk keletkezik a rétegben lévő elektromos áramok keringése miatt. folyékony fémes hidrogénből. Mágneses mező A Szaturnuszt a második legerősebbnek (a Jupiter után) tartják a Naprendszerben. Először egy űrállomás fedezte fel "Pioneer-11" 1979 -ben, amikor a szonda 20.000 km távolságban megközelítette a bolygót. Magnetoszféra A Szaturnusz majdnem 1,5 millió km -re terül el a bolygó középpontjától (a Föld mágneses tere mindössze 25 000 km). A Szaturnusz légkörének felső rétegeiben a mágneses mező és a napszél töltött részecskéi kölcsönhatása miatt a legfényesebb sarki fény a naprendszerben.

A Szaturnusz belső szerkezetének felépítése

Hidrogén-hélium légkör-3000-4000 km;

Folyékony hidrogén - 26 000 km;

Fémes hidrogén - 18 000 km;

Szilárd mag - 12 500 km

Aurora a Szaturnusz északi sarkánál. A fények kékek

és alatta vörösek a felhők. Az ilyen jelenségek interakció révén lépnek fel

napszél -részecskék a bolygó mágneses mezőjével

Szaturnusz a gyűrűkben

Még a 17. században a Szaturnuszt rejtélyes bolygónak tekintették. Galilei, megfigyelve a Szaturnuszt, két gyanús testet vett észre a bolygó közelében, amelyeket két műholdra gondolt, amelyek olyan közel vannak a bolygóhoz, hogy szinte hozzáérnek. Egy idő után, ismételt megfigyelés során, már nem látta ezeket a testeket, úgy tűnt, egyszerűen eltűntek. Fél évszázaddal később, köszönhetően Christian Huygens már ismertté vált, hogy ezek egyáltalán nem műholdak, hanem egy hatalmas gyűrű, amely körülveszi a bolygót az Egyenlítő körül. Huygens azt is feltételezte, hogy maga a gyűrű nem egyetlen egész, hanem milliárd apró, kemény részecskéből áll. Jelenleg a szondák által készített képek azt mutatják, hogy a gyűrűk valójában résekkel váltakozó gyűrűkből készülnek. Ezek közé tartoznak a jég- és kőporrészecskék, amelyek mérete millimétertől több tíz méterig terjedhet. Mindegyikük a Szaturnusz gravitációjának köszönhetően rohamos sebességgel (30-60 ezer km / h) forog, egy folyamatos Gyűrűt alkotva. Olyan ez, mint egy örvény forgatása nagy erővel. Ha ezt abbahagyja óriási örvény, akkor részletesen megtekintheti a Gyűrű szerkezetét. Néhány részecske apró homokszemeknek fog kinézni, míg mások egy 10 emeletes épület méretűek lesznek. Maga a gyűrű nagyon vékony. Teljes szélességével (kb. 60-80 ezer km) vastagsága csak némi 10-20 méter. Ezért sok évszázadon át azt hitték, hogy a Szaturnusz gyűrűje teljesen lapos.

A Gyűrű belső határa 13 000 km -re kezdődik a Szaturnusz külső felhőitől, és 77 000 km -re ér véget a bolygótól. Maga a Gyűrű nem sűrű. A részecskék közötti távolság akár több kilométer is lehet. Ezért, ha átrepült a Gyűrűn, előfordulhat, hogy nem találkozik egyetlen töredékével sem. Ha összegyűjti a gyűrű összes alkotóelemét egy egész testbe, akkor átmérője nem haladhatja meg a 100 km -t, tömege pedig 3x10 19 kilogramm.

Három fő gyűrű van, a negyedik finomabb. Általában a latin ábécé első betűivel vannak jelölve. B gyűrű- központi, legszélesebb és legfényesebb, kívülről el van választva gyűrűk A. a csaknem 4000 km széles Cassini -rés, amelyben a legvékonyabb, szinte átlátszó gyűrűk találhatók. Az A gyűrű belsejében van egy vékony rés, amelyet Encke elválasztó szalagnak neveznek. C gyűrű, amely még közelebb van a bolygóhoz, mint B, szinte átlátszó.

Jelenleg a gyűrűk szerkezetének tanulmányozása a "Cassini" bolygóközi állomáshoz tartozik, amelyet 1997 -ben indítottak, és 2004 -ben elérték a Szaturnusz rendszert. Sok kép készült a tábláról, a gyűrűk mérete és vastagsága, pontosabban határozták meg a belső összetételt stb.

A Szaturnusz gyűrűszerkezetének méretei

A bolygó felfedezése és tanulmányozása

A történelem során először a NASA bolygóközi űrhajója repült a Szaturnusz körül "Pioneer-11" 1979. augusztus 2 A maximális megközelítés 20 000 km -rel a bolygó maximális felhőmagassága felett van. Ilyen közelről először a Szaturnusz gyűrűit tanulmányozták részletesebben, és újat fedeztek fel - F gyűrű... A bolygóról és annak műholdjairól is készítettek képeket, de felbontásuk nem volt elegendő a felszín részleteinek megállapításához. A 80 -as évek elején, a Jupiter tanulmányozása után két űrállomás ment a Szaturnuszhoz. Voyager 1 és Voyager 2... A pálya során számos nagy felbontású fénykép készült. Sikerült képet kapnom a műholdakról: Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea. Ugyanakkor az egyik jármű mindössze 6500 km távolságban repült a Titán közelében, ami lehetővé tette a légkörére és hőmérsékletére vonatkozó adatok gyűjtését. A Voyager 2 segítségével adatokat szereztek a légkör hőmérsékletéről és sűrűségéről, és felfedezték a Szaturnusz körüli erős mágneses mezőt is. Különböző természeti jelenségeket figyeltek meg a légkör felső rétegeiben - viharokat, örvényeket, hurrikánokat, sőt villámokat. 1982 -ben Voyager 2 Miután gravitációs manővert hajtott végre a Szaturnusz körül, továbbutazott a Naprendszeren - különösen az Uránuszra és a Neptunuszra.

1997-ben a Cassini-Huygens bolygóközi állomást elindították a Szaturnusz felé, amely 2004. július 1-jei 7 éves repülés után elérte a Szaturnusz rendszert, és bolygó körüli pályára lépett. Ennek az eredetileg 4 évre tervezett küldetésnek a fő célkitűzései a gyűrűk és műholdak szerkezetének és dinamikájának tanulmányozása voltak, valamint a Szaturnusz légkörének és magnetoszférájának dinamikájának tanulmányozása, valamint a bolygó legnagyobb műholdjának részletes tanulmányozása. - Titán. A bolygóról és a műholdakról szóló számos tanulmány szerint a "Huygens" speciális európai szonda 2005. január 14 -én levált az űreszköztől és ejtőernyőn a Titán felszínére. Az ereszkedés 2 óra 28 percig tartott. Ez idő alatt a készülék megállapította a Titán sűrű légkörének jelenlétét, amelynek vastagsága körülbelül 400 km. A műhold légköre nitrogénből és metánból áll, és a felszínen a "földgáz" a nagy nyomás hatására cseppfolyós állapotba kerül, és egy egész óceán-folyó metánrendszert alkot. 2004 -től 2009. november 2 -ig 8 új műholdat fedeztek fel a fő Cassini -készülék segítségével. Jelenleg a készülék a Szaturnusz mesterséges műholdja, és folytatja a bolygó felfedezését, egyik küldetése magában foglalja a Szaturnusz évszakainak teljes ciklusának tanulmányozását.

bolygóközi állomás "Cassini" 2,2 millió km távolságból