Saturnov planet od sonca. Astronomski podatki Saturna. Orbita in rotacija
Ta članek je sporočilo ali poročilo o Saturnu, ki opisuje značilno ta planet Solarni sistem: osnovni astronomski podatki, struktura atmosfere in jedra, opis obročev in satelitov.
Astronomski podatki Saturna
Največja oddaljenost od Sonca (afelij) 1,513 milijard km (10,116 AU)
Najmanjša oddaljenost od Sonca (perihel) 1,354 milijarde km (9,048 AU)
Ekvatorialni premer 120 540 km
Povprečna temperatura zgornje atmosfere-180 ° C
Obdobje revolucije okoli sonca 29.458 zemeljskih let
Orbitalno obdobje 10 h 34 min 13 s
Število obročev 8
Število satelitov 62
Planetarne meglice so kratkotrajni objekti; Saturnova meglica bo trajala več deset tisoč let. Postopoma nabrekne in se ohladi do te mere, da nam postane popolnoma neviden. Osrednja zvezda, ki postopoma postane beli pritlikavec, se bo še naprej hladila.
Saturn, vladar bogov, je imel v rimski tradiciji enako usodo kot grški bog Kronos, s katerim se je združil Saturn. Grška mitologija pravi, da je Kronos delil usodo titanov in šele kasneje je Diem oprostil in postal vladar blagoslovljenih otokov, kjer so živeli junaki. V upodobitvi Romana je Saturn pobegnil k zmagovitemu Jobu v pokrajino, obdano z gorami, ki jih je imenoval Lacij. Na podeželju je vladal legendarni kralj Janus, ki ga je Saturn postavil za sovladarja. V času vladavine Saturna je bila doba zlate dobe v Italiji.
Opis planeta
Ta planet - bledo zlata krogla, obdana z najtanjšim obročem - je dobil ime po starodavnem rimskem bogu pridelkov, očetu Jupitra. Šesti v sončnem sistemu in drugi največji, Saturn se vrti okoli naše zvezde na povprečni razdalji 1,4 milijarde km, kar je dvakrat dlje od zvezde kot Jupiter. Bistvo tega nebesno telo tako kot Jupiter, Uran in Neptun ima nizko povprečno gostoto (0,69 g / cm 3), saj je sestavljen predvsem iz plinov; kljub temu, ker pripada velikanskim planetom, je Saturn približno 95 -krat masivnejši od Zemlje.
Saturn je varoval vso naravo, človeštvo se je naučilo gojiti sadno drevje in trto. To je bil najsrečnejši čas za človeštvo in upamo, da se bo vrnilo v te blažene čase. Takratna sreča ljudi je spominjala na Saturnalije, ki so jih decembra praznovali več dni, ko sta med gospodo in sužnji stali svoboda in enakost. Saturn je imel tempelj ob vznožju Kapitola; tempelj je bil tudi državni arhiv in blagajna. Zgodba pripoveduje, da se je Saturnus rodil v obliki žrebca z Okanovno Filiro iz modrih kentavrov iz Heirona.
Zaradi velike oddaljenosti od središča sončnega sistema je njegovo orbitalno obdobje (t.i. Saturnovo leto) zelo dolgo in je približno 29,5 zemeljskih časov. Hkrati je Saturnov vrtljaj okoli svoje osi veliko hitrejši kot pri Zemlji: en dan tukaj traja le 10 ur 34 minut. Hitrost oblakov nad ekvatorialnim pasom planeta je taka, da dokončajo celoten obrat 26 minut hitreje kot oblaki na višjih zemljepisnih širinah; razlog za to je velika sila (približno 500 m / s), ki piha v zgornji atmosferi.
Datum odkritja, napoved telesa
V kasnejših časih je bil Saturn bog, ki je simboliziral čas. Saturn je že od antičnih časov med sedmimi telesi, opaženimi na nočnem nebu. Saturn je drugi največji planet v sončnem sistemu in zaradi svojih obročev velja za enega najlepših objektov v vesolju. Pred odpravo Voyager 1 v drugi polovici stoletja. je bil edini znani planet s sistemom obročev.
Danes lahko Saturn razumemo kot strukturno zmanjšanje sončnega sistema. Saturn je eden izmed velikih planetov, ki spominja na Jupiter. Gre za pretežno plinasto telo, sestavljeno večinoma iz vodika z najnižjo gostoto v celotnem sončnem sistemu. Zelo opazno je, da se Saturn poravna na polih, kar je posledica hitrega vrtenja. Nagib rotacijske osi glede na orbito je zelo pomemben za vidljivost Saturnovega obroča.
Vzdušje in jedro
Saturn je zavit v gosto plast plinov, napolnjeno z oblakom. Njegova atmosfera temelji na heliju in vodiku; oblaki so v glavnem sestavljeni iz kristalov vode in amoniaka. Tako kot najbližji sosed v sončnem sistemu - Jupiter, so v vidnih atmosferskih plasteh tega planeta določena območja, pobarvana tako v temnejše kot svetlejše barve (tako imenovani pasovi oziroma cone); jasno se razlikujejo, čeprav manj kontrastni kot Jupitrovi. Poleg tega tukaj opazimo tudi relativno stabilne atmosferske motnje - na primer Bolšoj Bela pika ki je obstajal nekaj mesecev, nato pa oživel približno tri desetletja kasneje; velikansko ovalno formacijo velikosti Zemlje, ki se nahaja v bližini severnega pola, so poimenovali Velika rjava pega.
Če gledamo Saturn v infrardečem spektru, lahko jasneje ločimo strukturo ozračja. Različne barve nam prikazujejo različne višine in sestavo kristalov amoniaka. Slika prikazuje, kako obroči razbijejo senco na zgornji polobli Saturna. Na sliki vidimo tudi Luno Saturn Tethys v zgornjem desnem kotu, Dione pa levo na dnu.
Vidljivost na nebu, ki jo lahko opazujemo, katere pojave lahko opazimo
Na nočnem nebu je planet mogoče videti le z očmi, če ni blizu konjunkcije s Soncem. V teleskopu je planet videti kot rumenkast, sploščen disk s temnejšimi črtami, vzporednimi z ekvatorjem. Saturn je veliko manj svetel kot Jupiter. Vidite proge v rumenih, rjavih, redko belih odtenkih, ki po nekaj dneh ali tednih zbledijo. Vendar pa Saturnov sistem obročev ostaja naš največji ponos.
Nepravilna krogla, ki doseže premer približno 120,5 tisoč km (atmosfera planeta je zelo nagnjena k sploščenju na polih, saj hitro vrtenje prispeva k "iztiskanju" v ekvatorialne regije), je sestavljena iz več plasti. Predpostavlja se, da sta v njenih globinah skriti vsaj dve plasti tekočega vodika, eden od njiju, ki ga sestavlja tako imenovani kovinski vodik, pa lahko prevaja elektriko.
Vidljivost in videz Saturnovega obroča sta odvisna od položaja planeta v orbiti okoli Sonca. Ker je ravnina obroča nagnjena proti ravnini Sončeve orbite, gledamo z Zemlje izmenično na severno ali južno stran obroča. Od navideznega "zaprtja" do največje otvoritve bo vedno minilo približno 7,5 let.
Zapiralni čas obroča je dobro okno za ogled astronomov, da opazijo mlade lune Saturna. Šibek, kot bi prosojen C obroč, imenovan tudi krep, lahko opazimo le z velikimi teleskopi. Druge obroče ali njihovo fino strukturo opazujemo skozi vesoljske sonde. Saturn je poletje, ko je nagnjen proti Soncu, zato je Sonce v skladu s Saturnovimi obroči, žarki pa padajo na površino pod nižjim kotom kot pozimi. Ti dve letni sezoni se na Saturnu izmenjujeta vsakih 15 let.
Jedro Saturna je velika krogla, očitno sestavljena iz kamnov in ledu. Po mnenju znanstvenikov njegova velikost presega jedro Jupitra (približno 30 tisoč km): posredni dokaz za to je aktivnejše gibanje atmosferskih mas od polov do ekvatorja.
Prstani
Ker je os planeta zelo močno - več kot 63º - nagnjena k orbitalni ravnini, imajo zemeljski astronomi odlično priložnost, da v načrtu opazujejo te neverjetne formacije. Menijo, da jih je Galileo Galilei (1564-1642) prvič videl leta 1610, vendar so zaradi nepopolnosti teleskopa veljali za verigo satelitov; šele pol stoletja pozneje je nizozemskemu znanstveniku Huygensu uspelo ugotoviti, da gre za obroč, ki obdaja planet in nikjer ni v stiku z njim.
To sta dva polmeseca, ločena od Saturna - okrogla kot vedno - dva precej temna trikotnika. Pot do odpiranja Saturnovih obročev prihaja tudi s posebnimi trenutki. Niti Galileo Galileo niti Pierre Gassendi nista prišla do stikov Saturnovega hvalisanja. Johannes Helvelus objavlja periodičnost pojava, vendar še vedno ne šteje prstana. Takrat pa je nizozemski astronom Christian Huygens sistematično opazoval Saturn z 12-metrskim teleskopom pri približno petdesetkratni povečavi. Kovalevski je dokazal, da obroči ne morejo biti trdni, vendar so sestavljeni iz številnih delcev.
Zaradi gibanja Saturna v njegovi orbiti se obroči počasi obračajo proti nam z eno ali drugo stranjo; vsakih 15 let se nahajajo ob robu nas, nato pa jih ni mogoče videti niti v najmočnejših teleskopih. Sprva je veljalo, da je to ogromen monolit, pozneje pa so študije to teorijo ovrgle. Podatki, prejeti z vesoljskih plovil serije Pioneer in Voyager v letih 1970-1980, so zlasti pričali: Saturn je obdan z najmanj sedmimi obroči, struktura vsakega pa je zelo zapletena. Osmi obroč - Phoebus prstan - s premerom več kot 13 milijonov km, je bil odprt leta 2009. Obstaja tudi predpostavka o prisotnosti obročnega sistema v eni od Saturnovih lun - Rhea.
Keeler, ki dokazuje, da se zunanji obroči vrtijo počasneje od notranjih. To bi bilo nemogoče, če bi bil obroč trden, trden. Raziskovalni inštitut Cassini Nacionalne uprave za zrak in vesolje je po uspešnem skoku čez vrzel med planetom Saturnom in njegovimi obroči spet v stiku z Zemljo.
Vesoljsko plovilo je v sredo vstopilo v neznani prostor med Saturnom in njegovimi obroči. Dan kasneje je začela prenašati informacije o prvem od dvaindvajsetih rednih letov med Saturnovimi obroči. V četrtek je na Zemljo poslala prve fotografije. Oglejte si jih v videu nad člankom.
Očitno so obroči ostanki predplanetarnega oblaka, ki je rodil vsa telesa sončnega sistema, in so sestavljeni iz majhnih - od 1 mm do nekaj metrov - delcev prahu, prekritih z ledom. S povprečno debelino od 10 m do 10 km je njihov premer 270 tisoč km. Trije najsvetlejši so poimenovani A, B in C; za razliko od obročev D, E, F in G, ki so ožji in zatemnjeni, jih je tudi s šibkim teleskopom precej ločiti od Zemlje. Prstana A in B ločujeta tako imenovana Cassinijeva vrzel (poimenovana po italijanskem astronomu, ki je živel v 17.-18. Stoletju); podobna "luknja" v telesu obroča A se imenuje Enckejeva vrzel. Poleg tega je avtomatizirana postaja "Cassini" v začetku leta 2004 odkrila prisotnost sevalnega pasu znotraj obročev pri Saturnu, kar je znanstvenike popolnoma presenetilo.
Prenos informacij med sondo in Zemljo traja več kot eno uro, v tem času morajo poročila zajeti razdaljo 1,4 milijarde kilometrov. Drugo križarjenje na obročih med obroči je predvideno za maj. Tisti v orbiti okoli Saturna so prispeli eno leto.
Raziskovanje Saturna se je začelo januarja naslednjega leta s prihodom Huygensa na luno Titan. Kljub kratki življenjski dobi je naprava na Zemljo poslala veliko znanstvenega znanja. Cassinijevi dosežki vključujejo, vendar niso omejeni na: pomembna informacija o Titanu, rezultatih Saturna, obstoju vode Enceladus, kjer se opazujejo skoraj vsi življenjski pogoji.
Sateliti
Poleg milijard drobnih lun, ki sestavljajo njegove obroče, ima Saturn tudi veliko število satelitov - 62. Njihova velikost in oblika sta zelo različni: obstajajo predmeti, kot sta Iapetus in Rhea (povprečna premera 1.436 oziroma 1.528 km) ), obstajajo pa tudi majhni sateliti, kot sta Atlas (približno 32 km) in Telesto (24 km). Zahvaljujoč sodobni opremi Zadnja leta postalo je mogoče odkriti številne najmanjše satelite po vesoljskih standardih, katerih premer je manjši od 10 km.
Saturn je šesti planet v osončju. Poslanstvo Cassini-Huygens je odkriti skrivnosti tega čudovitega planeta. Saturn, eden od štirih plinskih velikanov, je šesti planet v osončju. Njegovi fascinantni obroči in številne lune so vedno zanimale in vzbujale radovednost znanstvenikov.
Saturn je edini planet v našem sistemu, ki plava na površini vode. To ni edina neverjetna lastnost velikana. Opazovano v antiki, zelo vidno zaradi visoke odbojnosti sončna svetloba, je vedno opazoval opazovalce.
Največji Saturnov satelit - Titan, njegov premer je 5.150 km, v celotnem sončnem sistemu pa je drugi le satelit Jupitra Ganimed. Titan je eden izmed najbolj zanimivih Saturnovih satelitov: verjame se, da so procesi, ki se pojavljajo v njegovi atmosferi (85% dušika, približno 12% argona in 3% metana), podobni tistim, ki bi jih lahko našli pred milijardami let pri mladih Zemlja. 14. januarja 2005 je bila na tem planetu izstreljena sonda Huygens, ki je prenašala veliko dragocenih znanstvenih informacij.
Še posebej s svojimi lunami in navdušujočimi raziskovalci prstana. Prvič je opazil prstane - rekel je, da ima planet "kot uho". Na koncu se je odločil, da gre za lune planeta, ki se pojavljajo na obeh straneh planeta. Odkril je tudi največjo Titanovo luno, Saturn. Opazovanja prstanov je potrdil še en astronom, Jean-Dominique Cassini. Opozoril je, da so sestavljeni iz drobnih kamnitih delcev. Odkril je tudi druge lune - Japet, Reu, Tetido in Dion.
Drugi pojavi, ki so jih proučevali znanstveniki, so velika magnetosfera in atmosfera Saturna. Prav vetrovi v kombinaciji z visokimi temperaturami v notranjosti planeta povzročajo zlate pasove, ki jih vidimo v njegovem ozračju. Presenetljive so tudi Titanove raziskave. Zanimivost je tudi v sončnem sistemu - edina luna ima gosto atmosfero, v katero lahko kapljajo oblaki in dež.
Orbitalna obdobja in polmeri orbit v vsaki od treh skupin Saturnovih lun - Tethys, Telesto in Calypso, Dione in Helene, Janus in Epimetius - so enaki. Obstajajo še drugi Zanimiva dejstva: na primer, Enckejeva vrzel v obroču A se je pojavila zahvaljujoč satelitu Pan, katerega orbita leži v isti ravnini, in satelita Atlas in Prometej, med čigar orbitami se nahaja obroč F, ne dopuščata razpršitve njegovih sestavnih delcev v vesolju (za to so prejeli vzdevek "lune - pastirji").
Zaradi vseh teh "Saturnovih koščkov Saturna" so se raziskovalci odločili, da si podrobneje ogledajo ta del kozmosa. Zamisel o pošiljanju sonde za raziskovanje Saturnovega sistema obstaja že leta, projekt Cassini-Huygens, ki velja za najambicioznejšo misijo raziskovanja planetov doslej, pa je bil razvit za odgovor na ta vprašanja. Ime je povezano z raziskovalci, ki so postavili temelje za plinska opazovanja velikana.
Dolg je 9 metrov, širok 4 metre, na dan snemanja pa je tehtal skoraj 6 ton. Sonda je opremljena s tremi antenami: glavno s premerom 4 m in dvema manjšima pomožnima antenama. Največja hitrost prenosa podatkov je 250 kilobitov na sekundo. Komunikacijo s Cassinijem zagotavljajo zlasti radioterapevti. iz Kalifornije, Avstralije in Španije, medtem ko podatki, ki jih je poslala sonda, potrebujejo od 68 do 84 minut, da pridejo do Zemlje. Električna energija ki ga je ustvaril znanstveni aparat in vse sondne naprave, ustvarja tri izotopske termoelektrične elemente.
Poleg Saturna imajo obroče tudi drugi planeti v osončju: Jupiter, Uran in Neptun.
MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST RUSKE FEDERACIJE
DRŽAVNA IZOBRAŽEVALNA ZAVOD
VIŠJE STROKOVNO IZOBRAŽEVANJE
Vemo, da je to le na polih, dodaja. Posaditev preizkuševalca Huygens je umetnikova vizija. Slanica. Danes je Cassinijeva orbita še vedno odlična. Nenehno obdeluje podatke, zbrane med potovanjem po orbiti Saturna. Še naprej zbirajo informacije in jih posredujejo raziskovalnim centrom na Zemlji. Več kot 250 znanstvenikov z vsega sveta vsak dan dela na podatkih, ki jih pošilja sonda.
Danes, po skoraj 10 letih Cassinovega dela, se je naše poznavanje Saturnovega sistema dramatično izboljšalo. Ko se je ta misija začela, smo vedeli le za 18 lun plinskega velikana. Med sedemletno potjo v Saturnov sistem je sonda pomagala najti drugega, s čimer se je število znanih satelitov tega planeta povečalo na 35, ki so jih že poimenovali. Kasneje še 20 ni znanih. To je še eno neverjetno presenečenje, ki nam ga je prinesel Cassini-Huygens. Odkrite so bile tudi lastnosti lun samih - na primer gejzirji vode na lunarnem Enceladusu, ki oskrbujejo vodo in led do enega od Saturnovih obročev.
"BAŠKIRSKA DRŽAVNA PEDAGOŠKA UNIVERZA
PO IMENU M. AKMULLA "
PLANET SATURN
/ povzetek o astronomiji /
Izvedeno :.
FMF, 4 hodi, 45 gr.
Preveril: V. V. Planovskiy
Uvod …………………………………………………………………………………… ... 3
Splošne informacije ……………………………………………. …………… ... 4
Parametri planeta ……………………………………………………. ……… 6
Notranja struktura …………………………………………… ...… ..6
Vzdušje ...............................
"Velikanski šesterokotnik" ……………………………………………… .9
Značilnosti prostora ................................. 10
Magnetosfera …………………………………………………….… ... 10
Aurora Borealis ……………………………………………… ...... 12
Infrardeči sijaj Saturna ………………………. ………… .12
Saturnov obročni sistem …………………………………… .. ……….… 13
Odkritje fine strukture obročev ……………. ………………… .... 15
Saturnove lune ……………………………………………………………………………
Zgodovina odkritij ………………………… .. …………………………… .... 21
Dodatek …………………………………………………………. ……… 24
Literatura ………………………………………………………. ……… ..26
UVOD
V starodavni mitologiji je bil Saturn božanski oče Jupitra. Saturn je bil bog časa in usode. Kot veste, je Jupiter v svoji mitski podobi šel dlje od svojega očeta. V sončnem sistemu je Saturnu dodeljena tudi druga vloga med planeti. Saturn je drugi po masi in velikosti. Vendar pa po gostoti zaostaja za številnimi telesi skoraj sončnega prostora.
Saturn, ki ni hotel sprejeti zaostanka za Jupitrom, je pridobil veliko število satelitov in, kar je najpomembneje, veličasten obroč, zaradi česar šesti planet resno izziva prvo mesto v nominaciji Splendor. Mnoge astronomske knjige raje imajo Saturn na platnicah kot Jupiter.
Saturn lahko med nasprotovanjem planeta doseže negativno zvezdno velikost. Pri majhnih instrumentih je enostavno videti disk in obroč, če sta celo rahlo obrnjena proti Zemlji. Obroč zaradi gibanja planeta v svoji orbiti spremeni svojo orientacijo glede na Zemljo. Ko ravnina obroča prečka Zemljo, je ni mogoče videti niti s povprečnimi teleskopi: zelo je tanek. Po tem se obroč vedno bolj obrača proti nam, Saturn pa v vsakem naslednjem spopadu postaja vse svetlejši. V prvem letu skoraj tretjega tisočletja, na dan nasprotovanja 3. decembra, se bo Saturn vnel do -0,45. Letos se bodo obroči čim bolj raztegnili proti Zemlji. Prav tako ni težko opaziti tudi Titana - največjega satelita na planetu, ki ima magnitudo okoli 8,5 -te magnitude. Saturnovi oblaki so zaradi nizkega kontrasta težje vidni kot Jupitrovi oblačni pasovi. Vendar je zlahka opaziti krčenje planeta na polih, ki doseže 1:10.
Saturn so obiskala 3 vesoljska plovila. Isti AMS je prej obiskal Jupiter: "Pioneer 11" in oba "Voyagers"
SPLOŠNE INFORMACIJE
Saturn je verjetno najlepši planet, če ga gledate skozi teleskop ali preučujete slike Voyagerjev. Pravljičnih Saturnovih obročev ni mogoče zamenjati z nobenim drugim objektom v sončnem sistemu.
Planet je znan že od antičnih časov. Največja navidezna magnituda Saturna je + 0,7 m. Ta planet je eden najsvetlejših objektov na našem zvezdnem nebu. Njegova bleda bela svetloba je planetu dala slavo: rojstvo pod znakom Saturna že dolgo velja za slab znak.
Saturnovi obroči so z majhnega teleskopa vidni z Zemlje. Sestavljeni so iz tisoče in tisoče majhnih trdnih skal in ledu, ki krožijo okoli planeta.
Obdobje vrtenja okoli osi - stranski dan - je 10 ur 14 minut (na zemljepisnih širinah do 30 °). Ker Saturn ni trdna kroglica, ampak je sestavljen iz plina in tekočine, se njegovi ekvatorialni deli vrtijo hitreje od cirkumpolarnih regij: pri polovih en obrat traja približno 26 minut počasneje. Povprečno obdobje obračanja okoli osi je 10 ur 40 minut.
Saturn ima eno zanimivost: je edini planet v osončju, katerega gostota je manjša od gostote vode (700 kg na kubični meter). Če bi bilo mogoče ustvariti ogromen ocean, bi lahko Saturn plaval v njem!
Po svoji notranji zgradbi in sestavi je Saturn zelo podoben Jupitru. Zlasti je na Saturnu v ekvatorialni regiji tudi rdeča pika, čeprav je manjša kot na Jupitru.
Saturn je dve tretjini vodika. Na globini približno enaki R / 2, to je polovici polmera planeta, vodik pri tlaku približno 300 GPa preide v kovinsko fazo. Ko se globina še povečuje, se od R / 3 poveča delež vodikovih spojin in oksidov. V središču planeta (v osrednjem delu) je temperatura okoli 20.000 K.
Kdor je planete opazoval skozi teleskop, ve, da je na površini Saturna, to je na zgornji meji njegove oblačnosti, opazno malo podrobnosti in je njihov kontrast z okoliškim ozadjem majhen. Tako se Saturn razlikuje od Jupitra, kjer je veliko kontrastnih podrobnosti v obliki temnih in svetlih črt, valov, vozličkov, kar kaže na pomembno aktivnost njegove atmosfere.
Postavlja se vprašanje, ali je atmosferska aktivnost Saturna (na primer hitrost vetra) nižja od Jupitrove ali pa so podrobnosti njegove oblačnosti preprosto manj vidne od Zemlje zaradi večje razdalje (približno 1,5 milijarde km) in slabša osvetljenost Sonca (skoraj 3,5 -krat šibkejša od osvetlitve Jupitra)?
Voyagerjem je uspelo pridobiti podobe Saturnove oblačne odeje, ki jasno zajemajo sliko atmosferskega kroženja: na desetine pasov oblakov, ki se raztezajo vzdolž vzporednic, pa tudi posamezne vrtince. Odkril je zlasti analog Jupitrove velike rdeče pege, čeprav manjše velikosti. Ugotovljeno je bilo, da je hitrost vetra na Saturnu celo višja kot na Jupitru: na ekvatorju 480 m / s ali 1700 km / h. Število oblačnih pasov je večje kot pri Jupitru in dosegajo višje zemljepisne širine. Tako slike oblakov prikazujejo izvirnost Saturnove atmosfere, ki je še bolj aktivna od Jupitrove.
Meteorološki dogodki na Saturnu se pojavljajo pri nižji temperaturi kot v zemeljski atmosferi. Ker je Saturn 9,5 -krat daljši od Sonca kot Zemlja, prejme 9,5 = 90 -krat manj toplote. Temperatura planeta na ravni zgornje meje oblačne odeje, kjer je tlak 0,1 atm, je le 85 K ali -188 C. Zanimivo je, da niti te temperature ni mogoče doseči zaradi segrevanja samo s Soncem. Izračun kaže, da v Saturnovih črevesjih obstaja lasten vir toplote, katerega tok je 2,5 -krat večji kot od Sonca. Vsota teh dveh tokov daje opazovano temperaturo planeta.
Vesoljsko plovilo je podrobno preučilo kemično sestavo Saturnove nadmračne atmosfere. V glavnem je sestavljen iz skoraj 89% vodika. Helij je na drugem mestu (približno 11 mas.%). Pomanjkanje helija na Saturnu je razloženo z gravitacijsko ločitvijo helija in vodika v notranjosti planeta: helij, ki je težji, se postopoma usede v velike globine (ki mimogrede sprošča del energije, ki se »segreje«) "Saturn). Drugi plini v ozračju - metan, amoniak, etan, acetilen, fosfin - so prisotni v majhnih količinah. Metan pri tako nizki temperaturi (okoli -188 ° C) je večinoma v stanju kapljic tekočine. Tvori oblak Saturna.
Kar zadeva majhen kontrast podrobnosti, vidnih v atmosferi Saturna, kot je navedeno zgoraj, razlogi za ta pojav še niso povsem jasni. Predlagano je bilo, da se v ozračju suspendira meglica, ki oslabi kontrast drobnih delcev. Toda opažanja Voyagerja 2 to ovržejo: temne črte na površini planeta so ostale ostre in jasne do samega roba Saturnovega diska, medtem ko bi se zaradi megle zaradi velikega števila delcev pred njimi zameglile do robov . Podatki, pridobljeni z Voyagerja 1, so pomagali z veliko natančnostjo določiti ekvatorialni polmer Saturna. Na vrhu oblačnosti je ekvatorialni polmer 60.330 km. ali 9,46 -krat bolj zemeljsko. Določeno je tudi obdobje Saturnovega obrata okoli osi: naredi en obrat v 10 urah 39,4 minute - 2,25 krat hitreje kot Zemlja. Tako hitro vrtenje je privedlo do dejstva, da je krčenje Saturna bistveno večje kot pri Zemlji. Ekvatorialni polmer Saturna je 10% večji od polarnega.
1.1. PARAMETRI PLANETA
Saturnova eliptična orbita ima ekscentričnost 0,0556 in povprečni polmer 9,539 AU. (1427 milijonov km). Največja in najmanjša oddaljenost od Sonca sta približno 10 in 9 AU. Oddaljenosti od Zemlje se gibljejo od 1,2 do 1,6 milijarde km. Naklon orbite planeta do ravnine ekliptike je 2 ° 29,4 ". Kot med ravninami ekvatorja in orbite doseže 26 ° 44". Saturn se giblje po svoji orbiti s povprečno hitrostjo 2,64 km / s; obdobje revolucije okoli Sonca je 29,46 zemeljskih let.
Planet nima čiste trdne površine, optična opazovanja ovira motnost atmosfere. Za ekvatorialni in polarni polmer sta sprejeti vrednosti 60,27 tisoč km in 53,5 tisoč km. Povprečni polmer Saturna je 9,1 -krat večji od Zemljinega. Na zemeljskem nebu je Saturn videti kot rumenkasta zvezda, katere svetlost se spreminja od nič do prve velikosti. Masa Saturna je 5,6850 ∙ 1026 kg, kar je 95,1 -krat večja od mase Zemlje; hkrati je povprečna gostota Saturna, enaka 0,68 g / cm3, skoraj za red velikosti manjša od gostote Zemlje. Pospešek zaradi gravitacije v bližini Saturnove površine na ekvatorju je 9,06 m / s2.
Površina Saturna (oblačna plast) se tako kot Jupiter ne vrti kot celota. Tropske regije v Saturnovi atmosferi se vrtijo z obdobjem 10 ur 14 minut zemeljskega časa, na zmernih zemljepisnih širinah pa je to obdobje 26 minut daljše.
1.2. NOTRANJA STRUKTURA
Po svoji notranji zgradbi in sestavi je Saturn močno podoben Jupitru.
V globinah Saturnove atmosfere se tlak in temperatura dvigneta, vodik pa postopoma preide v tekoče stanje. Jasna meja, ki ločuje plinasti vodik od tekočine, očitno ne obstaja. Videti bi moralo kot neprekinjeno vrelišče svetovnega vodikovega oceana. Na globini približno 30 tisoč km vodik postane kovinski (tlak pa doseže približno 3 milijone atmosfer). Protoni in elektroni v njem obstajajo ločeno in je dober prevodnik električne energije. Močni električni tokovi, ki nastajajo v plasti kovinskega vodika, ustvarjajo Saturnovo magnetno polje (veliko manj močno kot Jupitrovo).
Na globini približno enaki R / 2, to je polovici polmera planeta, vodik pri tlaku približno 300 GPa preide v kovinsko fazo. Ko se globina še povečuje, se od R / 3 poveča delež vodikovih spojin in oksidov. V središču planeta je ogromno jedro (do 20 zemeljskih mas) iz kamna, železa in po možnosti ... ledu (v osrednjem delu) s temperaturo okoli 20.000 K.
Od kod prihaja led v središču Saturna, kjer je temperatura okoli 20 tisoč stopinj? Navsezadnje se znana kristalinična oblika vode - navaden led - topi že pri temperaturi 0 C pod normalnim atmosferskim tlakom. Še "mehkejše" so kristalne oblike amoniaka, metana, ogljikovega dioksida, ki jim znanstveniki pravijo tudi led. Na primer, trden ogljikov dioksid (suh led, ki se uporablja v različnih sortah) v normalnih pogojih takoj preide v plinasto stanje, mimo tekoče stopnje.
Toda ista snov lahko tvori različne kristalne rešetke. Znanost zlasti pozna kristalne spremembe vode, ki se med seboj razlikujejo nič manj kot saje iz peči - od kemično enakega diamanta do njega. Tako imenovani led VII ima na primer gostoto skoraj dvakrat večjo od navadnega ledu, pri visokih tlakih pa se lahko segreje do nekaj sto stopinj! Zato se ne smemo čuditi, da je led prisoten v središču Saturna pod pritiskom milijonov atmosfer, tj. v tem primeru mešanica kristalov vode, metana in amoniaka.
ATMOSFERA
Svetlo rumen Saturn navzven izgleda skromneje od svojega soseda - oranžnega Jupitra. Nima tako pisane oblačnosti, čeprav je struktura ozračja skoraj enaka. Zgornja atmosfera Saturna je 93% vodika (volumna) in 7% helija. Obstajajo nečistoče metana, vodne pare, amoniaka in nekaterih drugih plinov. Oblaki amoniaka v zgornji atmosferi so močnejši od Jupitrovih, zaradi česar je manj "obarvan" in črtast.
Po podatkih Voyagersa najmočnejši vetrovi v sončnem sistemu pihajo na Saturnu, naprave imajo registrirane hitrosti pretoka zraka 500 m / s. Vetrovi pihajo predvsem v vzhodni smeri (v smeri aksialnega vrtenja). Njihova moč oslabi z oddaljenostjo od ekvatorja; z oddaljenostjo od ekvatorja se pojavljajo tudi zahodni atmosferski tokovi. Številni podatki kažejo, da vetrovi niso omejeni na plast zgornjih oblakov, naj se razprostirajo navznoter za vsaj 2 tisoč km. Poleg tega so meritve Voyagerja 2 pokazale, da so vetrovi na južni in severni polobli simetrični glede na ekvator. Obstaja predpostavka, da so simetrični tokovi nekako povezani pod plastjo vidne atmosfere.
Saturnova južna polobla. "Hurricane Dragon", je jasno viden na tej sliki, pridobljeni v bližnji infrardeči regiji (barve na sliki so umetne). Ob pregledu Cassinijevih rezultatov so znanstveniki odkrili, da je orkanski zmaj vzrok skrivnostnih radijskih izbruhov. Morda bomo na Saturnu videli velikansko nevihto, ko radijski hrup povzročijo visokonapetostni izpusti v streli.
Čeprav so madeži atmosferskih vrtincev na Saturnu manjši od velike Jupiterijeve velike rdeče pege, so velike nevihte vidne celo z Zemlje.
Slike, ki jih je posredoval Voyager 1, so pokazale več deset pasov in območij ter različne konvektivne oblačne formacije: nekaj sto svetlobnih madežev s premerom 2000 - 3000 km, rjave ovalne formacije s širino ~ 10000 km in rdečo ovalno obliko oblakov ( mesto) pri 55 ° J NS. Rdeča pika na Saturnu je dolga 11.000 km in je po velikosti približno enaka belim ovalnim tvorbam na Jupitru. Rdeča pika na Saturnu je relativno stabilna. Obdan je s temnim obročem. Menijo, da lahko predstavlja "vrh" konvekcijske celice. Menijo, da so pasovi v Saturnovi atmosferi posledica temperaturnih sprememb. Število črt doseže več deset, to je veliko več, kot so opazili z Zemlje, in več, kot je bilo najdeno v atmosferi Jupitra. Znanstveniki so pričakovali, da bodo pogoji na Saturnu primerljivi s tistimi na Jupitru, saj je ogrevanje iz notranjega vira toplote prevladujoč dejavnik pri meteoroloških pojavih obeh planetov in ne absorbira sončne energije. Vendar sta se atmosferi Saturna in Jupitra zelo razlikovali. Na primer, na Jupitru so bile največje hitrosti vetra zabeležene vzdolž meja črt, na Saturnu pa vzdolž osrednjega dela črt, medtem ko na mejah črt in območij praktično ni vetra. V pasovih in conah Jupitrove atmosfere se izmenjujeta zahodni in vzhodni tok, ki ju ločujeta strižni regiji. Nasprotno pa ima Saturn zahodni tok v zelo širokem pasu od 40 ° N. NS. do 40 ° J NS. Ena od hipotez je, da vetrove povzroča ciklično naraščanje in spuščanje velikih oblakov amoniaka. Saturnova južna polarna regija je razmeroma svetla. V severni polarni regiji so našli temno kapo. Morda to kaže na sezonske spremembe, ki jih na Saturnu niso pričakovali. En temperaturni profil, pridobljen za Saturnovo severno poloblo, kaže, da temne lise ustrezajo relativno visokim temperaturam, velika svetla območja pa nekoliko nižjim temperaturam.
Dobili smo nove informacije o oblaku nevtralnega vodika, ki obdaja Saturn v isti ravnini, v kateri ležijo obroči planeta in se vrtijo njegovi sateliti. Prej so znanstveniki domnevali, da se ta toroidni oblak nahaja vzdolž orbite Titana in ima svoj vir v atmosferi Titana, kjer metan disociira s sproščanjem vodika. Vendar pa je ultravijolični spektrometer Voyager 1 pokazal, da se oblak ne nahaja vzdolž orbite Titana, ampak sega od razdalje 1,5 milijona km od Saturna (nekoliko dlje od orbite Titana) do razdalje 480 tisoč km od njega (regija Rheine orbite). Skupna masa oblaka je 25.000 ton, kar je v skladu z obstoječimi teorijami; gostoto le 10 atomov v 1 cm3.
V Saturnovem ozračju se včasih pojavijo stabilne tvorbe, ki so super močni orkani. Podobne objekte opazimo na drugih plinskih planetih v sončnem sistemu. Velikan "Veliki beli oval" se pojavi na Saturnu približno enkrat na 30 let, nazadnje viden leta 1990 (manjši orkani so pogostejši).
Trenutno tak atmosferski pojav Saturna, kot je "velikanski šesterokotnik", še ni povsem razumljen. Je stabilna tvorba v obliki pravilnega šesterokotnika s premerom 25 tisoč kilometrov, ki obdaja severni pol Saturna.
V ozračju so našli močne izpuste strele, aurore, ultravijolično sevanje vodika.
2.1. "VELIKI HEXAGON"
Velikanski šesterokotnik je atmosferski pojav na planetu Saturn, ki danes ni natančno razložen. Gre za geometrijsko pravilen šestkotnik s premerom 25 tisoč kilometrov, ki se nahaja na severnem polu Saturna. Očitno je šesterokotnik precej nenavaden vrtinec. Ravne stene vrtinca segajo globoko v ozračje na razdaljo do 100 km. Ko preučujemo vrtinec v infrardečem območju, opazimo svetla območja, ki so velikanske vrzeli v oblačnem sistemu, ki se raztezajo najmanj 75 km. globoko v ozračje.
To strukturo so prvič videli na številnih slikah, ki so jih posredovali vozili Voyager 1 in Voyager 2. Ker predmet nikoli ni bil v celoti v kadru in zaradi slabe kakovosti slik, resnejše raziskave šesterokotnika ni bilo.
Pravo zanimanje za velikanski šesterokotnik se je pojavilo po prenosu njegovih slik s strani aparata Cassini. Dejstvo, da je bil predmet ponovno viden po misiji Voyager pred več kot četrt stoletja, nakazuje, da je šesterokotnik dokaj stabilna atmosferska tvorba.
Polarna zima in dober vidni kot sta strokovnjakom omogočila, da preučijo globoko strukturo šesterokotnika.
Predpostavlja se, da šesterokotnik ni povezan z avroralno aktivnostjo planeta ali radijskimi emisijami, kljub temu, da se struktura nahaja znotraj avroralnega ovala.
Hkrati se po Cassinijevih podatkih predmet vrti sinhrono z vrtenjem globokih plasti Saturnove atmosfere in po možnosti sinhrono z notranjimi deli. Če je šestkotnik v mirovanju glede na globoke plasti Saturna (v nasprotju z opazovano zgornjo atmosfero na nižjih zemljepisnih širinah), lahko služi kot podpora pri določanju resnične hitrosti vrtenja Saturna.
Zdaj je glavno stališče glede narave pojava model, po katerem je velikanski šesterokotnik nekakšen stabilen val, ki obdaja pol.
3. ZNAČILNOSTI PROSTORA
Med letenjem v bližini Saturna je Voyager 1 AMS odkril pojave, za katere se zdi, da so močni izbruhi radijskih emisij v bližini planeta. Izbruhi so se pojavili v celotnem zabeleženem frekvenčnem območju in verjetno izvirajo iz obročev planeta. Po drugih predpostavkah bi lahko izbruhe povzročila strela v atmosferi planeta. Naprave AMC so zabeležile napetostni val 106 -krat večji od tistega, ki bi ga povzročila enako oddaljena bliskavica v zemeljski atmosferi.
Ultravijolični spektrometer je zabeležil aurore v južnem polarnem območju Saturna, ki pokrivajo območje, dolgo več kot 8000 km, po intenzivnosti pa primerljivo s takšnimi pojavi na Zemlji.
3.1. MAGNETOSFERA
Dokler prvo vesoljsko plovilo ni prišlo do Saturna, sploh ni bilo opazovalnih podatkov o njegovem magnetnem polju, vendar je iz zemeljskih astronomskih opazovanj sledilo, da ima Jupiter močno magnetno polje. To dokazujejo netermične radijske emisije pri decimetrskih valovih, katerih vir se je izkazal za večjega od vidnega diska planeta in je simetrično glede na disk podolgovat vzdolž ekvatorja Jupitra. Ta geometrija, kot tudi polarizacija sevanja, je pokazala, da je opazovano sevanje magnetno ukleščeno, njegov vir pa so elektroni, ki jih ujame magnetno polje Jupitra in sevalni pasovi, ki ga naseljujejo, podobno kot sevalni pasovi Zemlje. Leti na Jupiter so potrdili te zaključke.
Ker je Saturn po svojih fizikalnih lastnostih zelo podoben Jupitru, so astronomi predlagali, da ima tudi precej opazno magnetno polje. Odsotnost magnetne radijske emisije, ki so jo opazili z Zemlje pri Saturnu, so pojasnili z vplivom obročev.
Ti predlogi so bili potrjeni. Tudi ko se je Pioneer-11 približal Saturnu, so se njegovi instrumenti registrirali v skoraj planetarnih vesoljskih formacijah, značilnih za planet z izrazitim magnetnim poljem: ločni udarni val, meja magnetosfere (magnetopavza), sevalni pasovi. Na splošno je Saturnova magnetosfera zelo podobna Zemljini, seveda pa je po velikosti veliko večja. Zunanji polmer Saturnove magnetosfere na podsolarni točki je 23 ekvatorialnih polmerov planeta, razdalja do udarnega vala pa je 26 polmerov.
Sevalni pasovi Saturna so tako obsežni, da pokrivajo ne le obroče, ampak tudi orbite nekaterih notranjih satelitov planeta.
Po pričakovanjih je v notranjem delu sevalnih pasov, ki ga "blokirajo" Saturnovi obroči, koncentracija nabitih delcev precej nižja. Razlog za to je enostavno razumeti, če se spomnimo, da v sevalnih pasovih delci nihajo približno v meridionalni smeri, vsakič ko prečkajo ekvator. Toda Saturn ima obroče v ekvatorialni ravnini: absorbirajo skoraj vse delce, ki želijo skozi njih. Posledično je oslabljen notranji del sevalnih pasov, ki bi bili v odsotnosti obročev najintenzivnejši vir radijske emisije v sistemu Saturn. Kljub temu je Voyager 1, ki se je približal Saturnu, kljub temu odkril netermično radijsko emisijo iz svojih sevalnih pasov.
Saturnovo magnetno polje ustvarjajo električni tokovi v črevesju planeta, očitno v plasti, kjer je pod vplivom kolosalnih pritiskov vodik prešel v kovinsko stanje. Ko se ta plast vrti z enako kotno hitrostjo, se vrti tudi magnetno polje.
Zaradi visoke viskoznosti snovi notranjih delcev planeta se vsi vrtijo z istim obdobjem. Tako je obdobje vrtenja magnetnega polja hkrati obdobje vrtenja večine Saturnove mase (razen atmosfere, ki se ne vrti kot trdno telo).
3.2. POLARNE LUČI
Saturnovo auroro povzroča tok visoke energije Sonca, ki zajame planet. Saturnovo auroro lahko vidimo le v ultravijolični svetlobi, katere nastanek ne pomaga videti z Zemlje.
To je ultravijolična slika Saturnove aurore, posneta z dvodimenzionalnim spektrografom vesoljskega teleskopa (STIS). Razdalja do Saturna je 1,3 milijarde km. Aurora ima videz obročaste zavese, ki obdaja oba magnetna pola planeta. Zavesa se dvigne več kot 1500 kilometrov nad površino Saturnovih oblakov.
Saturnova aurora je podobna zemeljski - oba sta povezana z delci sončnega vetra, ki jih magnetno polje planeta ujame kot past in se premikajo po silovitih linijah od pola do pola naprej in nazaj. V ultravijolični svetlobi aurora zaradi močnega luminiscenčnega sijaja vodika bolje izstopa v ozadju planeta.
Študija Saturnove aurore se je začela pred več kot 20 leti: Pioneer 11 je leta 1979 odkril povečanje svetlosti Saturna v bližini polov v skrajni ultravijolični svetlobi. Leti Voyagerjev 1 in 2 mimo Saturna v zgodnjih osemdesetih letih so dali splošen opis aurore. Te naprave so prvič izmerile Saturnovo magnetno polje, ki se je izkazalo za zelo močno.
3.3. INFRARD SATURN LUČ
Plinski velikan Saturn, znan po živahnem sistemu obročev in številnih lunah, na tej ponarejeni barvni sliki, ki jo je naredilo vesoljsko plovilo Cassini, izgleda čudno in neznano. Dejansko se znani obroči na tej sestavljeni sliki skoraj ne razlikujejo od vizualnega in infrardečega kartografskega spektrometra (VIMS). Vidni so z roba in
odrežite sredino slike. Najbolj presenetljiv kontrast na sliki je vzdolž terminatorja ali meje dneva in noči. Modro-zeleni odtenki na desni (dnevni strani) so vidna sončna svetloba, ki se odbija od vrhov Saturnovih oblakov. Toda na levi (na nočni strani) ni sončne svetlobe, v infrardečem sevanju tople notranjosti planeta, podobno svetlobi kitajske luči, so vidne silhuete podrobnosti globljih slojev Saturnovih oblakov. Toplotna infrardeča svetloba je vidna tudi v sencah obročev, ki s širokimi črtami pometajo po severni polobli Saturna.
4. OBRATNI SISTEM SATURN
Skozi teleskop so z Zemlje jasno vidni trije obroči: zunanji, srednje svetel obroč A; srednji, najsvetlejši obroč B; in notranji, zatemnjen prosojen obroč C, včasih imenovan krep. Obroči so nekoliko bolj beli kot rumenkast disk Saturna. Nahajajo se v ravnini ekvatorja planeta in so zelo tanki: s skupno širino v radialni smeri približno 60 tisoč km. debele so manj kot 3 km. Spektroskopsko je bilo ugotovljeno, da se obroči ne vrtijo kot trdna snov - z oddaljenostjo od Saturna se hitrost zmanjšuje. Poleg tega ima vsaka točka obročev takšno hitrost, ki bi jo imel satelit na tej razdalji in se prosto giblje okoli Saturna po krožni orbiti. Od tu je jasno: Saturnovi obroči so v bistvu ogromna kopičenja majhnih trdnih delcev, ki se neodvisno vrtijo okoli planeta. Velikosti delcev so tako majhne, da jih ni mogoče videti le skozi zemeljske teleskope, ampak tudi z vesoljskih plovil.
Značilnost strukture obročev so temne obročaste vrzeli (prerezi), kjer je zelo malo snovi. Najširši od njih (3500 km) ločuje obroč B od obroča A in se imenuje "Cassinijeva divizija" v čast astronomu, ki ga je prvič videl leta 1675. V izjemno dobrih atmosferskih razmerah je z Zemlje mogoče videti več kot deset takšnih delitev. Zdi se, da je njihova narava odmevna. Na primer, Cassinijeva delitev je območje orbit, v katerem je obdobje obračanja vsakega delca okoli Saturna točno polovica obdobja najbližjega velikega Saturnovega satelita Mimas. Zaradi tega naključja Mimas zaradi svoje privlačnosti na nek način kamenja delce, ki se gibljejo v cepitvi, in jih na koncu vrže od tam. Voyagerjeve vgrajene kamere so pokazale, da so Saturnovi obroči iz bližine podobni gramofonski plošči: zdi se, da so razslojeni na tisoče ločenih ozkih obročev s temnimi vrzeli med njimi. Toliko je vrzeli, da jih ni več mogoče razložiti z resonancami z orbitalnimi obdobji Saturnovih satelitov.
Poleg obročev A, B in C so Voyagerji odkrili še štiri: D, E, F in G. Vsi so zelo redki in zato zatemnjeni. Prstana D in E je v posebno ugodnih razmerah težko videti z Zemlje; prstana F in G sta bila prvič odkrita. Poimenovanje obročev je posledica zgodovinskih razlogov, zato ne sovpada z abecednim. Če obroče razporedimo, ko se odmikajo od Saturna, dobimo niz: D, C, B, A, F, G, E. Posebno zanimanje in razpravo je vzbudil prstan F. Na žalost še ni bilo mogoče dokončno presoditi o tem objektu, saj se opažanja obeh Voyagerjev med seboj ne strinjata. Vgrajene kamere Voyagerja 1 so pokazale, da je obroč F sestavljen iz več obročev s skupno širino 60 km., Dva pa sta med seboj prepletena kot vrvica. Nekaj časa je prevladovalo mnenje, da sta za to nenavadno konfiguracijo odgovorna dva majhna na novo odkrita satelita, ki se gibljeta neposredno v bližini obroča F - eden z notranjega roba, drugi na zunanjem (nekoliko počasneje od prvega, saj je dlje od Saturna). Privlačnost teh satelitov ne dovoljuje, da bi ekstremni delci odšli daleč od njegove sredine, se pravi, zdi se, da sateliti "pasejo" delce, za kar so jih poimenovali "pastirji". Kot kažejo izračuni, povzročajo premikanje delcev vzdolž valovite črte, kar ustvarja opazovano prepletanje komponent obroča. Toda Voyager 2, ki je devet mesecev pozneje minil blizu Saturna, v obroču F ni našel prepletanja ali kakršnih koli drugih popačenj oblike - zlasti
"Umbrella Holiday" - zabava v srednji skupini
Športna zabava za starejše predšolske otroke
Gradivo za tematski teden »Spoznaj sebe