Saturn - v objatí prsteňov

Priemer: 120 540 km;

Rozloha: 42 700 000 000 km²;

V roku 1610 Galileo Galilei pri pozorovaní Jupitera vzal ďalekohľad trochu nabok a na nočnej oblohe si všimol tri nebeské telesá, ktoré sa navzájom takmer dotýkali. Usúdil, že je to nová planéta, o niečo menšia ako Jupiter, ale väčšia ako Zem a ostatné planéty. Na oboch stranách planéty si všimol, že na tej istej čiare ležia ďalšie dve malé telá. Galileo navrhol, že ide o dvoch spoločníkov (satelity). O dva roky neskôr však vedec pozorovanie zopakoval a na svoje počudovanie tieto satelity nenašiel. Už o pol storočia neskôr, v roku 1659, Holanďania astronóm Christian Huygens pomocou výkonnejšieho teleskopu zistil, že „spoločníci“ sú v skutočnosti tenký plochý prstenec, ktorý obklopuje planétu a nedotýka sa jej. Huygens tiež objavil najväčší satelit planéty - Titán... Bola pomenovaná samotná planéta Saturn... V starovekej rímskej mytológii Saturn zodpovedal bohu zeme a plodín. Pod jeho patronátom boli v Taliansku vysadené stromy, pestované vinice, zasiata pšenica a ďalšie plodiny. Verilo sa, že kto sa bude modliť a vzdávať hold Saturnu, bude mať bohatú a bohatú úrodu. Podľa legendy bol Saturn považovaný za prehistorického kráľa krajiny, ktorý sa presťahoval z Grécka do Talianska.

Vľavo je pohľad na Saturn prostredníctvom moderného ďalekohľadu a vpravo cez ďalekohľad z čias Galilea (1610).

Preto si vedec kvôli slabej optike nevšimol dlhý prstenec okolo planéty,

a namiesto toho sa rozhodol, že ide o dva satelity Saturnu

Saturn je druh obrovských planét alebo planét Skupina Jupiter... Je však 1,7 -krát menší ako jeho obľúbený Jupiter. . Ak podmienene zmenšíme Plynného obra na veľkosť gule s priemerom 10 cm, potom bude priemer gule Saturna približne 8,5 cm, Zem bude vyzerať ako malá guľka s polomerom 0,5 cm, pričom Slnko sa bude javiť ako obrovská guľa s metrovým prierezom. Saturn, rovnako ako všetky planéty, sa točí okolo centrálnej hviezdy - Slnka, na mierne predĺženej elipsoidnej dráhe. Pri jednej revolúcii okolo Slnka (rok Saturnu) musí Saturn prejsť svojou obežnou dráhou asi 6 miliárd 219 miliónov km rýchlosťou 9,69 km / s (3 -krát pomalšie ako obežná rýchlosť Zeme). Rovnako ako Jupiter sa „planéta prsteňov“ pohybuje vzhľadom na svoj osový stred vysokou rýchlosťou (21 -krát rýchlejšie ako rotácia Zeme okolo svojej osi). Preto má Saturn výrazné rozdiely medzi rovníkovým a polárnym polomerom. Ako viete, tvar našej planéty nie je úplne okrúhly, správnejšie by bolo povedať, že Zem je elipsa alebo sploštený elipsoid. V dôsledku rotácie je Zem mierne deformovaná a jej polomer na rovníku je o 21 km väčší ako polárny polomer. To je taký malý rozdiel, že je takmer nemožné vizuálne odlíšiť sféru od skutočného tvaru planéty. Ale ak sa pozriete na Zem z vesmíru, keď sa rýchlosť jej rovníkovej rotácie zvýši desaťkrát, bude možné aj voľným okom vidieť, že planéta sa v horných a dolných bodoch sploštila a citeľne natiahla. pozdĺž rovníka. Presne to sa deje so Saturnom. Jeho rovníková rýchlosť je približne 35 530 km / h (9,87 km / s). Planéta je vďaka svojej rýchlej rotácii silne sploštená pozdĺž rovníka, rozdiel medzi polomermi je takmer 6000 km. To znamená, že polomer rovníka je 60 268 km a polárny polomer 54 364 km.

Saturn je šiesta planéta od Slnka. Jeho dráha je od hviezdy v priemernej vzdialenosti 1 430 000 000 km (9,58 AU). Saturn obieha okolo Slnka za 10 759 dní (približne 29,46 roka). Vzdialenosť od Saturnu k Zemi sa pohybuje od 1 195 (8,0 AU) do 1 660 (11,1 AU) miliónov km. Charakteristickým rysom Saturnu z iných planét slnečnej sústavy je prítomnosť obrovského prstenca na planéte, ktorý pozostáva z miliárd malých častíc na obežnej dráhe v blízkosti planéty. Také častice môžu byť od malých zrniek prachu až po veľkosť 10-poschodovej budovy. Saturn však nie je jedinou „prstencovou planétou“ v slnečnej sústave. Prstencové systémy boli pozorované aj na Jupiteri, Uráne a Neptúne, ale Saturn má najvýraznejšie.

Rozmery Saturnu a Zeme v kilometroch. V horizontále

rovina - rovníkový priemer a vo zvislom smere - polárne

Vnútorná štruktúra

Saturn, podobne ako sused Jupiter, pozostáva z vodíka (96,3%), s nečistotami hélia a so stopami vody, metánu, amoniaku a ťažkých prvkov. Vonkajšia atmosféra planéty vyzerá z vesmíru pokojne a rovnomerne, aj keď sa v jej vrstvách niekedy vytvárajú super silné vetry a hurikány, ktoré vyzerajú ako veľké rotujúce škvrny ako Veľká červená škvrna na Jupiteri. Rýchlosť takýchto hurikány môže na niektorých miestach dosiahnuť až 1 800 km / h, čo je oveľa viac, ako má obrovský Jupiter. Vietor a hurikán väčšinou zúria na východ (v smere osovej rotácie). Keď sa vzďaľujú od rovníka, ich sila postupne slabne. Saturn, rovnako ako všetky obrovské planéty, pozostáva takmer úplne z vodík, ktorý pôsobením vysokých tlakov a teplôt prejde najskôr do kvapalnejšej fázy a potom do kovového stavu. Pevný povrch preto začína iba na hornej hranici jadra planéty - približne vo vzdialenosti 47 800 km od začiatku viditeľného plášťa Saturnu. Aby sme sa dostali do jadra, je potrebné prekonať cestu cez celú škrupinu plyn-kvapalina-kov planéty. Seba jadro pozostáva z ťažkých prvkov - kameňa, železa a prípadne ľadu. Podľa predbežných výpočtov má jadro Saturnu polomer 12 500 km a jeho hmotnosť je desaťkrát väčšia ako hmotnosť Zeme. Teplota v strede planéty dosahuje 11 700 ° C a energia, ktorá sa vyskytuje v jej vnútri, je 2,5 -krát väčšia ako energia, ktorú Saturn prijíma zo Slnka. Jadro je obklopené silnou vrstvou tzv kovový vodík- asi 18 000 km, ktorých tlak kolíše okolo 3 miliónov atmosfér. S touto kompresnou silou sa molekuly vodíka rozpadnú na atómy, elektróny sa odštiepia a samotná molekulárna kvapalina sa stane elektricky vodivou. Je ťažké presne povedať, ako vyzerá vodík vo fáze kvapalný kov. V laboratórnych podmienkach je skutočne nemožné ho získať, preto je potrebné vytvoriť tlak v rozmedzí 300-900 GPa a žiadna kozmická loď ešte nedokázala vidieť vodík v takom agregovanom stave na Jupiteri a Saturne. Keď sa vzďaľujete od centrálnej časti planéty, tlak klesá a kovový vodík sa postupne mení na kvapalný stav.
Na rozdiel od pozemských planét, kde sa magnetické pole tvorí v hĺbkach kvapalného jadra, na plynných planétach, ako sú Jupiter, Saturn, Urán a Neptún, vzniká ich vlastná magnetosféra okolo planéty vďaka cirkulácii elektrických prúdov vo vrstve tekutého kovového vodíka. Magnetické pole Saturn je považovaný za druhý najsilnejší (po Jupiteri) v slnečnej sústave. Prvýkrát ho objavila vesmírna stanica "Pioneer-11" v roku 1979, keď sa sonda priblížila k planéte vo vzdialenosti 20 000 km. Magnetosféra Saturn sa rozprestiera takmer 1,5 milióna km od stredu planéty (magnetické pole Zeme je len 25 000 km). V horných vrstvách atmosféry Saturnu je vďaka interakcii magnetického poľa s nabitými časticami slnečného vetra najjasnejší polárne svetlá v slnečnej sústave.

Štruktúra vnútornej štruktúry Saturnu

Atmosféra vodíka a hélia-3000-4000 km;

Tekutý vodík - 26 000 km;

Kovový vodík - 18 000 km;

Pevné jadro - 12 500 km

Polárna žiara nad severným pólom Saturnu. Svetlá sú modré

a oblaky dole sú červené. K takýmto javom dochádza interakciou

častice slnečného vetra s magnetickým poľom planéty

Saturn v prsteňoch

Ešte v 17. storočí bol Saturn považovaný za záhadnú planétu. Galileo pri pozorovaní Saturnu si v blízkosti planéty všimol dve podozrivé telá, ktoré si pomýlil s dvoma satelitmi, ktoré sú tak blízko planéty, že sa jej takmer dotýkajú. Po chvíli, s opakovaným pozorovaním, tieto telá už nevidel, zdalo sa, že jednoducho zmizli. O pol storočia neskôr vďaka Christian Huygens už sa stalo známym, že to vôbec nie sú satelity, ale obrovský prstenec obopínajúci planétu okolo rovníka. Huygens tiež predpokladal, že samotný prstenec nie je jediným celkom, ale pozostáva z miliárd drobných tvrdých častíc. V súčasnosti obrázky urobené sondami ukazujú, že prstene sú skutočne vytvorené z tisícov prstencov striedajúcich sa so štrbinami. Zahŕňajú častice ľadu a kamenného prachu s veľkosťou od milimetrov do niekoľko desiatok metrov. Všetky sa vďaka gravitácii Saturnu otáčajú závratnou rýchlosťou (30-60 000 km / h) a tvoria jeden súvislý prstenec. Je to ako točiť sa kolotoč s veľkou silou. Ak s tým prestaneš obrie kolotoč, potom môžete detailne vidieť štruktúru Prsteňa. Niektoré častice budú vyzerať ako malé zrnká piesku, zatiaľ čo iné budú mať veľkosť desaťposchodovej budovy. Samotný prsteň je veľmi tenký. So svojou celkovou šírkou (asi 60-80 000 km) je jej hrúbka len malá 10-20 metrov. Preto sa po mnoho storočí verilo, že Saturnov prsteň je úplne plochý.

Vnútorná hranica prstenca začína vo vzdialenosti 13 000 km od vonkajších oblakov Saturnu a končí vo vzdialenosti 77 000 km od planéty. Samotný prsteň nie je hustý. Vzdialenosť medzi časticami môže byť až niekoľko kilometrov. Keď ste teda prsteňom preleteli, nemusíte sa stretnúť s jediným jeho fragmentom. Ak zhromaždíte všetky súčasti prsteňa do jedného celého tela, jeho priemer nebude väčší ako 100 km a hmotnosť - 3 x 10 19 kilogramov.

Existujú tri hlavné prstene a štvrtý je jemnejší. Obvykle sú označené prvými písmenami latinskej abecedy. Prsteň B- centrálny, najširší a najjasnejší, je oddelený od vonkajšej strany krúžky A Cassiniho priepasť široká takmer 4000 km, v ktorej sú najtenšie, takmer priehľadné prstence. Vnútri prstenca A je tenká štrbina nazývaná deliaci pás Encke. Prsteň C., ktorý je k planéte ešte bližšie ako B, je takmer priehľadný.

V súčasnej dobe je štúdium štruktúry prsteňov priradené k medziplanetárnej stanici „Cassini“, spustenej v roku 1997 a k systému Saturn sa dostala v roku 2004. Z jej dosky bolo nasnímaných veľa fotografií, veľkostí a hrúbok prstencov, ich boli presnejšie určené vnútorné zloženie atď.

Rozmery štruktúry Saturnovho prstenca

Prieskum a štúdium planéty

Medziplanetárne vesmírne plavidlá NASA prvýkrát v histórii preleteli okolo Saturnu "Pioneer-11" 2. augusta 1979 Maximálny dosah je 20 000 km nad maximálnou výškou oblakov planéty. Z takej blízkej vzdialenosti boli prstence Saturnu najskôr podrobnejšie študované a bol objavený nový - F krúžok... Nasnímali sa zábery planéty a jej satelitov, ale ich rozlíšenie nebolo dostatočné na to, aby bolo možné zistiť detaily povrchu. Začiatkom 80. rokov, po štúdiu Jupitera, odišli dve vesmírne stanice k Saturnu. Voyager 1 a Voyager 2... Počas obežnej dráhy bolo urobených niekoľko fotografií vo vysokom rozlíšení. Podarilo sa mi získať obraz satelitov: Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea. Jedno z vozidiel zároveň letelo blízko Titanu na vzdialenosť iba 6 500 km, čo umožnilo zbierať údaje o jeho atmosfére a teplote. S pomocou sondy Voyager 2 boli získané údaje o teplote a hustote atmosféry a tiež bolo objavené silné magnetické pole okolo Saturnu. Vo vyšších vrstvách atmosféry boli pozorované rôzne prírodné javy - búrky, víry, hurikány a dokonca aj blesky. V roku 1982 Voyager 2, keď urobil gravitačný manéver okolo Saturnu, vydal sa na ďalšiu cestu slnečnou sústavou - najmä k Uránu a Neptúnu.

V roku 1997 bola k Saturnu vypustená medziplanetárna stanica Cassini-Huygens, ktorá sa po 7 rokoch letu 1. júla 2004 dostala do systému Saturn a vstúpila na obežnú dráhu okolo planéty. Hlavnými cieľmi tejto misie, pôvodne navrhnutej na 4 roky, bolo štúdium štruktúry a dynamiky prstencov a satelitov, ako aj štúdium dynamiky atmosféry a magnetosféry Saturnu a podrobná štúdia najväčšieho satelitu planéty - Titan. Podľa množstva štúdií planéty a satelitov sa špeciálna európska sonda „Huygens“ oddelila od kozmickej lode a na padáku 14. januára 2005 zostúpila na povrch Titanu. Zostup trval 2 hodiny 28 minút. Počas tejto doby zariadenie zistilo prítomnosť hustej atmosféry Titanu, ktorej hrúbka je asi 400 km. Atmosféra satelitu pozostáva z dusíka a metánu a na povrchu sa „zemný plyn“ vplyvom vysokého tlaku mení na skvapalnený stav, pričom tvorí celý metánový systém oceán-rieka. Od roku 2004 do 2. novembra 2009 bolo pomocou hlavného Cassiniho aparátu objavených 8 nových satelitov. V súčasnosti je zariadenie umelým satelitom Saturnu a pokračuje v skúmaní planéty, jedna z jeho misií zahŕňa štúdium celého cyklu sezón Saturnu.

medziplanetárna stanica „Cassini“ zo vzdialenosti 2,2 milióna km