Планета Сатурн — описание колец, радиус и размеры, атмосфера

Содержание
  1. Общие сведения о Сатурне
  2. Строение планеты и описание ядра
  3. Спутник с озерами
  4. Сколько времени лететь до Сатурна от Земли
  5. Орбита Сатурна
  6. Спутники
  7. Рельеф
  8. Краткий экскурс в историю планеты
  9. Двуликий спутник
  10. 3D-модель Сатурна
  11. Физические параметры планеты
  12. Самые крупные спутники Сатурна
  13. Состав и поверхность
  14. Сравнительные размеры Сатурна и Земли
  15. Происхождение названия планеты
  16. В честь кого назвали планету Сатурн?
  17. Версии происхождения Сатурна
  18. Атмосфера Сатурна
  19. Формирование планеты
  20. Свойства атмосферы
  21. «Властелин колец»
  22. Кольца Сатурна
  23. Как увидеть планету в телескоп
  24. Характеристики планеты Сатурн
  25. Низкая плотность
  26. Магнитное поле Сатурна
  27. Как найти планету в небе
  28. Исследования ученых
  29. Внутреннее строение Сатурна
  30. Металлический водород
  31. Где находится Сатурн в Солнечной системе
  32. Орбита и радиус
  33. История изучения
  34. Атмосфера и температура
  35. Шестиугольное облако
  36. Спутник, на котором возможна жизнь
  37. Удаленность от Солнца
  38. Интересные факты о планете Сатурн
  39. Структура Сатурна
  40. Образование планеты

Общие сведения о Сатурне

Находится на расстояни

ъи почти 1,5 млрд км от Солнца. По размерам уступает только Юпитеру.

Демонстрация планет по размеру: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс, Меркурий

Сатурн — газовый гигант, поэтому у него нет твердой поверхности, верхняя мантия состоит полностью из газа, как и остальные газовые планеты: Юпитер, Уран, Нептун. Сатурну требуется около 11 земных часов, чтобы полностью включиться.

Планета имеет тускло-желтый цвет из-за наличия в атмосфере облаков аммиака. Кольца можно увидеть в 15-миллиметровый телескоп. Чтобы попасть с Земли на планету, нужно без перерыва лететь около 7 лет.

Строение планеты и описание ядра

С повышением температуры и давления водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 20-30 тыс. Км давление составляет 300 ГПа. В этих условиях водород начинает металлизироваться. По мере того, как вы углубляетесь в недра планеты, доля оксидных соединений с водородом начинает увеличиваться. Металлический водород образует внешнюю оболочку ядра. Такое состояние водорода способствует возникновению электрических токов высокой интенсивности, образующих сильнейшее магнитное поле.

Строение Сатурна

В отличие от внешних слоев Сатурна, внутренняя часть ядра представляет собой массивное образование диаметром 25000 километров, состоящее из соединений кремния и металлов. Предположительно в этом районе температуры достигают 11 тысяч градусов по Цельсию. Масса ядра колеблется в пределах 9-22 масс нашей планеты.

Спутник с озерами

Долгое время считалось, что на поверхности ни одного небесного тела Солнечной системы, за исключением Земли, нет жидкостей. Однако в 1995 году было показано, что на Титане, самом большом спутнике Сатурна, есть озера, каналы и даже моря! Правда, они наполнены не водой, а углеводородами. Около 76-79% их состава составляет жидкий этан.
Наличие жидкости на поверхности Титана связано с тем, что у этого спутника есть атмосфера, плотность которой в 1,5 раза больше плотности Земли. В то же время Титан — очень большой спутник. Его радиус составляет 2576 км, то есть он немного больше Меркурия.

Сколько времени лететь до Сатурна от Земли

Среднее расстояние от Сатурна до Земли — 8,5 а.е. Имея аппарат, способный развивать скорость до 300000 км в секунду, на это уйдет полтора часа, а современным космическим кораблям на это уходит в среднем 6-7 лет: Pioneer 11 налетал 6 с половиной лет, «Вояджер» 2–4 года, «Кассини» — 6 лет и 9 месяцев, а «Новые горизонты» — рекордные 2 года и 4 месяца.

Время в пути напрямую зависит от целей и средств, на основании которых было запущено устройство.

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» летели прямо к Сатурну, в то время как «Пионер-11» и «Кассини» летели к другим планетам, используя свою гравитацию, чтобы приблизиться к цели.

Орбита Сатурна

Период полного обращения вокруг Солнца составляет 30 земных лет. Орбита — не идеальный круг (как у остальных планет в системе).

именно из-за эллиптической формы траекторий орбиты меняются сезоны. Ближайшая к Солнцу точка на орбите называется перигелием, а самая дальняя — афелием.

Прошло немногим более 13 сатурнианских лет с тех пор, как итальянский физик Галилео Галилей в 1610 году увидел планету в старый телескоп. То есть с тех пор планета сделала полный оборот вокруг Солнца 13 раз.

Спутники

Спутники Сатурна — главные помощники исследователей в изучении этой планеты. Мощная магнитосфера и излучение от излучения не позволяют космическим зондам подобраться как можно ближе к своей планетной хозяине, поэтому самый большой спутник на планете Титан стал основной площадкой для посадки межпланетных станций.

По размерам этот спутник Сатурна в 1,5 раза больше, чем спутник Земли. Его масса практически равна массе всех остальных спутников планеты. Атмосфера Титана преимущественно азотистая с небольшими примесями простых углеводородных соединений. Поверхность почти полностью состоит из льда.

Из других крупных спутников Энцелад представляет наибольший интерес для исследователей. Его диаметр составляет 500 км, а масса — 1,1 * 1020 кг. Этот спутник Сатурна в настоящее время считается потенциально обитаемым внеземным объектом.

Эту особенность Энцелад получил благодаря подземному океану жидкой воды, занимавшему более 10% его поверхности. Он скрыт под ледяной оболочкой и постоянно подвергается активным гидротермальным процессам. Это может служить источником энергии для образования первых живых организмов.

Рельеф

У планеты нет твердой поверхности. Атмосфера Сатурна плавно превращается в океан кипящего металлического водорода, генерируемого под давлением в несколько миллионов атмосфер и при температуре в тысячи Кельвинов. Длина водородной мантии намного меньше, чем на Юпитере, и составляет 14,5 тыс. Км.

Краткий экскурс в историю планеты

Шестая планета Солнечной системы — один из тех же газовых гигантов, что и Юпитер, Уран и Нептун. В отличие от планет земной группы Меркурий, Венера, Земля и Марс, это настоящие гиганты, небесные тела огромных размеров газовой структуры. Недаром ученые считают Сатурн и Юпитер родственными планетами, имеющими схожую по составу и астрофизическим параметрам атмосферу.

Сравнение Сатурна и Земли
Сравнение Сатурна и Земли

Благодаря окружающей среде, представленной целой когортой больших и малых спутников, огромными и яркими кольцами, планета считается самой узнаваемой в Солнечной системе. Однако, несмотря на это, именно эта планета наименее изучена. Описание планеты сегодня сводится к обычным и немногочисленным статическим данным, включая размер, массу, плотность небесного тела. Не менее скудная информация о составе атмосферы планеты и ее геомагнитном поле. Поверхность Сатурна, скрытая плотными облаками газа, астрофизики обычно считают темным пятном в науке.

Что мы знаем о Сатурне сегодня? На ночном небе эта планета появляется довольно часто и представляет собой яркую бледно-желтую звезду. Во время противостояний эта звезда выглядит как звезда с яркостью 0,2-0,3 м величины.

Положение Сатурна на небе

Относительно высокая яркость планеты скорее объясняется большими размерами планеты. Сатурн имеет диаметр 116 464 тыс. Км, что в 9,5 раз больше параметров Земли. Кольчатый гигант выглядит как яйцо, вытянутое на полюсах и сплющенное в экваториальной области. Средний радиус планеты составляет чуть более 58 000 км. Вместе с кольцами диаметр Сатурна составляет 270 тысяч км. Масса равна 568,360,000 трлн кг.

Сатурн в 95 раз тяжелее Земли и является вторым по величине космическим объектом в Солнечной системе после Юпитера. При этом плотность этого монстра составляет всего 0,687 г / см3. Для сравнения, плотность нашей голубой планеты составляет 5,51 г / см³. Другими словами, огромная газовая планета легче воды, и если вы поместите Сатурн в огромный бассейн с водой, он останется на поверхности.

Сатурн имеет площадь более 42 миллиардов квадратных километров, что в 87 раз превышает поверхность Земли. Объем газового гиганта составляет 827,13 триллиона кубических километров.

Любопытны данные об орбитальном положении планеты. Сатурн находится в 10 раз дальше от Солнца, чем наша планета. Солнечный свет достигает поверхности окольцованной планеты за 1 час 20 минут. Орбита имеет третий по величине эксцентриситет, уступая по этому показателю только Меркурию и Марсу. Орбита планеты отличается небольшой разницей между афелием и перигелием, которая составляет 1,54х108 км. Сатурн удален от Солнца максимум на 1513 783 км. Минимальное расстояние Сатурна от Солнца — 1 353 600 км.

Орбита Сатурна
Орбита Сатурна

Астрофизические характеристики планеты по сравнению с другими небесными объектами Солнечной системы весьма интересны. Орбитальная скорость планеты составляет 9,6 км / с. Полный оборот вокруг нашей центральной звезды для Сатурна занимает менее 30 лет. В этом случае скорость вращения планеты вокруг своей оси намного выше, чем у Земли. Оборот Сатурна вокруг своей оси может составлять 10 часов 33 минуты по сравнению с 24 часами нашего мира. Другими словами, день Сатурна намного короче, чем день Земли, но год на планете, окруженной кольцами, будет длиться до 24 491 земных дня. Ближайшие к Сатурну планеты — Юпитер и Уран — вращаются вокруг своей оси гораздо медленнее.

Особенностью положения планеты и скорости вращения вокруг своей оси является наличие смены времен года. Ось вращения кольчатого гиганта наклонена относительно плоскости орбиты под тем же углом, что и Земля. На Сатурне тоже есть сезоны, только длятся они намного дольше: весна, лето, осень и зима длятся на Сатурне почти 7 лет.

Гигант находится на среднем расстоянии 1,28 миллиарда километров от Земли. Во время противостояния Сатурн находится ближе всего к нашему миру на расстоянии 1,20 миллиарда километров.


Кассини возле Сатурна

С такими огромными расстояниями долететь до кольцевого газового гиганта с нынешними техническими возможностями займет много времени. Первая автоматическая станция «Пионер-11» летела к Сатурну более 6 лет. Еще один космический странник, зонд «Вояджер-1», летал к газовому гиганту более 3 лет. Самый известный космический корабль «Кассини» летал к Сатурну 7 лет. Последним достижением человечества в области изучения и освоения космического пространства в районе Сатурна стал полет автоматической станции «Новые горизонты». Этот космический корабль достиг области кольца через 2 года и 4 месяца после запуска с космодрома на мысе Канаверал.

Двуликий спутник

Спутник Сатурна Япет уникален. Его можно разделить на два полушария, кардинально разные по своему свету. Переднее полушарие, которое называют главным полушарием, светится ярким белым светом, как будто оно засыпано снегом. Он отражает 60% падающего на него света. Вторая, светодиодная, полусфера черная, как сажа. Он отражает только 3% света. Из-за этой разницы яркость Япета на звездном небе периодически меняется на две величины одновременно.
Причина этой двойственности Япета — пыль, которая оседает на Япете только с одной стороны. Толщина пылевого слоя составляет несколько десятков сантиметров, но этого достаточно для столь радикального изменения внешнего вида спутника.

3D-модель Сатурна

Физические параметры планеты

Внутреннее устройство похоже на остальные газовые планеты. Плотность атмосферы и мантии одинакова, поэтому четкой границы перехода нет. Разница в основном в составе.

Физические характеристики:

  • ядро состоит из водяного льда, металлов и хлоридов кремния;
  • верхний слой — мантия, состоит из металлического водорода;
  • диаметр экватора составляет 120 540 км, что в 10 раз больше диаметра Земли;
  • дальность — 58232 ± 6 км;
  • он уплощается на полюсах сферы;
  • средняя температура колеблется в районе -170 градусов, причем чем ниже слой, тем ниже температура;
  • масса — 5,68х1026 кг, в 95 раз больше Земли;
  • ускорение свободного падения на экваторе 10,44 м / с2 — не намного больше, чем у Земли;
  • плотность — 0,687 г / м3.

Сатурн — одна из самых больших планет в системе и должна иметь сильную гравитацию. Однако это почти то же самое, что и на Земле.

Самые крупные спутники Сатурна

Сатурн «Властелин колец» имеет разветвленную спутниковую систему. По состоянию на 2015 год было известно 62 естественных спутника с подтвержденными орбитами. 24 из них являются регулярными, то есть имеют постоянные орбиты вокруг своей планеты. Остальные 38 — это спутники нестандартной формы, которые периодически летают в космос. Большинство спутников Сатурна маленькие и состоят из камней и льда.

Давайте быстро посмотрим на самые известные спутники Сатурна в масштабе. Диаметр каждого указан в скобках. Для спутников неправильной (несферической) формы приводится средний диаметр:

Самые большие спутники Сатурна

6-Титано (5150 км);

7-Гиперион (266 км);

8-Япет (1436 км);

9-Фебе (240 км);

10-Реа (1528 км);

11-Диона (1118 км);

12-Елена (32 км);

13-Тетис (1060 км);

14-Калипсо (19 км);

15-Телесто (24 км);

16-Энцелад (499 км);

17-Мимас (397 км);

18 Януса (178 км);

19-Эпиметео (119 км);

20-Прометео (100 км);

21-Пандора (84 км);

22-Атлас (32 км);

23-Пан (20 км).

Состав и поверхность

Вы уже знаете, какая планета Сатурн. Это газовый гигант, представленный водородом и газом. Удивляет средняя плотность 0,687 г / см3. То есть, если поместить Сатурн в огромный водоем, планета останется на плаву. У него нет поверхности, но есть плотная сердцевина. Дело в том, что нагрев, плотность и давление увеличиваются по мере приближения к ядру. Структура Сатурна подробно описана на фото ниже.

Внутреннее строение Сатурна

Внутреннее строение Сатурна

Ученые считают, что структура Сатурна напоминает Юпитер — скалистое ядро, вокруг которого сосредоточены водород и гелий с небольшой смесью летучих веществ. Состав ядра может напоминать земной, но с более высокой плотностью из-за присутствия металлического водорода.

Внутри планеты температура повышается до 11700 ° C, а количество излучаемой энергии в 2,5 раза больше, чем она получает от Солнца. В некотором смысле это связано с медленным гравитационным сжатием Кельвина-Гельмгольца. Или это капли гелия, поднимающиеся из глубины слоя водорода. В этом случае выделяется тепло и гелий удаляется из внешних слоев.

По расчетам 2004 года, ядро ​​должно быть в 9-22 раза больше массы Земли, а диаметр должен составлять 25000 км. Он окружен плотным слоем жидкого металлического водорода, за которым следует молекулярный водород, насыщенный гелием. Самый крайний слой простирается на 1000 км и представлен газом.

Сравнительные размеры Сатурна и Земли

Происхождение названия планеты

Своим названием планета обязана древним римлянам. В те дни все планеты носили имена богов, и Сатурн не был исключением.

В честь кого назвали планету Сатурн?

Древние римляне, изучая небо, заметили, что звезды меняют свое положение на небе. Такие небесные тела стали называть астрами — блуждающими звездами. Из-за того, что технологии тех времен не позволяли идентифицировать кольца вокруг планеты, они видели Сатурн как большое небесное тело с двумя «шарами» — и, согласно мифологии, бог Кронос держал косу в одной руке и початки кукурузы в другом.

Сатурн — это модифицированная версия имени Кроноса, правителя титанов. Любопытно, что женой Кроноса была Рея, а детьми — Юпитер, Церера и Веритас.

Версии происхождения Сатурна

Сатурн и наша центральная звезда, Солнце, имеют похожий состав друг на друга, то есть их водород преобладает в их составе, и поэтому некоторые ученые утверждают, что они образовались в одно время. Но противники этой теории поддерживают свои возражения против того факта, что в одном случае образовалась звезда, а в другом — планета.

Вторая гипотеза состоит в том, что на формирование Сатурна ушло несколько сотен миллионов лет. Сначала образовывались твердые частицы и их масса была равна нашей родной Земле, но Сатурн по какой-то причине в это время потерял большое количество газа и, чтобы компенсировать это, начал активно увеличивать их из космоса под действием силы тяжести до своего объема.

Планета Сатурн
Планета Сатурн

Атмосфера Сатурна

Сатурн имеет характеристики и состав атмосферы, аналогичные характеристикам Юпитера. Верхняя толщина состоит из 91% водорода и 9% гелия.

Плотные облака из метана, аммиака и этана проходят редко. Самый нижний слой, около мантии, содержит пару оксидов водорода и сульфида аммония.

Сатурн был назван закулисной грозовой планетой из-за постоянного вращения атмосферных масс. Сильный ветер движется со скоростью 1800 км / ч и только в восточном направлении. Самые сильные штормы случаются в экваториальной части.

На Сатурне есть удары молний, ​​которые почти в сотни раз сильнее и больше, чем на Земле.

Формирование планеты

Сатурн родился около 4,6 миллиарда лет назад вместе с другими объектами Солнечной системы. Возможно, во время своего рождения он находился в другом месте, а затем был увлечен гравитацией Юпитера на его текущую орбиту.

Свойства атмосферы

На всех газовых планетах ученым очень трудно определить, где начинаются их атмосферы. На планете Сатурн за точку отсчета была взята высота, на которой происходит процесс кипения метана. Давление на верхней границе атмосферного слоя около 0,5 атм. Здесь аммиак конденсируется с образованием белых облаков, а в нижней части атмосферы они содержат кристаллы льда и капли воды.

Газы планеты находятся в постоянном движении и имеют подобие полос, параллельных ее диаметру. Из-за сильного вращения и конвекции образуются сильные ветры, которые чаще дуют в восточном направлении. В районе экватора скорость воздушного потока составляет 1800 км / ч, чем больше расстояние от него, тем слабее становится ветер.
Периодически, раз в 30 лет на планете происходит ураган невероятно мощной силы, получивший прозвище «Великая Белая Посадка», и его размер постоянно увеличивается. Во время наблюдений в 2010 году они заметили, что это около диска планеты. И исследовательские корабли также заметили так называемую загадку Сатурна, правильный шестиугольник, расположенный на северном полюсе планеты. И каждая его сторона имеет длину 12550 км, что больше диаметра нашей Земли. И за двадцать лет недавних наблюдений прямоугольник не изменил своей первоначальной формы.
На планете Сатурн также наблюдаются атмосферные явления, такие как полярные сияния на широтах 70-80 °. Они похожи на кольца овальной формы, иногда спиралевидные. Полярные сияния на планете возникают из-за того, что силовые линии ее магнитного поля перестраиваются. Магнитная энергия, генерируемая в результате этого процесса, нагревает слои атмосферы, тем самым ускоряя заряженные частицы до высокой скорости. Также во время гроз на Сатурне наблюдаются удары молний.

Планета Сатурн
Сатурн и спутник

«Властелин колец»

Великолепные кольца Сатурна состоят из многих миллиардов частиц размером от микрометров до десятков метров, вращающихся по почти планетарной орбите. Водяной лед составляет около 99% основных колец. Несмотря на внушительный внешний вид, количество вещества, из которого состоит кольцо, незначительно. Если бы это вещество было собрано в монолитный шар, его диаметр не превышал бы 100 км, размер не самого большого астероида.

Все кольца Сатурна получили буквы латинского алфавита
Все кольца Сатурна получили буквы латинского алфавита. Перечислим самые яркие (в скобках указаны расстояние от центра Сатурна и ширина). 1 — Кольцо D (67000-74 500 км, 7500 км). 2 — Кольцо C (74 500-92 000 км, 17 500 км). 3 — Кольцо B (92 000–117 500 км, 25 500 км). 4 — Кольцо А (122 200–136 800 км, 14 600 км). 5 — Кольцо F (140210 км, 30-500 км)

У комет, наблюдаемых с Земли, есть одна общая черта: все они покрыты коркой космической пыли, которая собирается во время путешествия. Поэтому кометы на небе практически не видны. Напротив, комочки и частицы колец Сатурна ярко светятся. Почему? Дело в том, что объекты колец Сатурна постоянно сталкиваются и дробятся. Это открывает чистые края, отражающие солнечные лучи.

Кольца Сатурна

Любое описание этого небесного тела начинается с информации о наличии колец. На протяжении всей истории астрономии, астрологии и других наук, изучающих космос, выдвигалось множество гипотез об их происхождении.

Причины события могут быть следующие:

  1. тила молодые основные спутники.

Тема появления колец до сих пор волнует умы ученых, поскольку свидетельств их образования нет. Ясно одно: они моложе самой планеты. Лед в кольцах чистый. Похоже, что он не сформировался одновременно с планетой около 4 миллиардов лет назад.

примечательно, что кольца «потерялись» в 1995 году, такой же случай повторился в 2009 году. Оказывается, они никуда не делись, и планета смотрела ребром в сторону Земли.

Как увидеть планету в телескоп

Кольца Сатурна можно увидеть в бинокль — они напоминают маленькие придатки. В телескоп 60-70 мм хорошо видны кольца вокруг диска планеты, а в периоды средней или максимальной апертуры колец также можно увидеть щель Кассини.

Для наблюдения за поясами облаков гиганта требуется телескоп диаметром не менее 100-125 мм, но для более серьезных исследований требуется 200-миллиметровый аппарат.

В настоящее время телескопы с такими характеристиками встречаются и у астрономов-любителей, поскольку они позволяют видеть все пояса, зоны, пятна планеты и даже мельчайшие детали колец. По возможности следует отдавать предпочтение апохроматическим рефракторам. — обеспечивают высокий контраст и потрясающие изображения.

Однако на данный момент не все могут позволить себе такой телескоп из-за высокой цены.

Для наблюдения Сатурна подходит телескоп «АПО-убийца» системы Максутова-Кассегрена, специально разработанный для наблюдения за планетами.

Телескопы с центральным экраном нежелательны: хотя диаметр объектива большой, цветовой контраст нарушен.

Ручное наведение телескопа из-за наличия в системе Сатурна большого количества деталей также не способствует его детальному изучению, поэтому лучше запастись монтировкой с системой Go-To или часами.


Как увидеть Сатурн в телескоп

Для выделения тела планеты на общем фоне и создания большего контраста рекомендуется использовать следующие фильтры:

  • темно-желтый (15) и оранжевый (21) подходят для выделения полос, участков и их деталей (для телескопов 200 мм альтернативой может быть темно-красный (25);
  • желтый (11) — для выделения зеленых и красноватых элементов;
  • зеленый (58) — для лучшей видимости пятен и полярных областей;
  • синий (80А) — подробнее о кольцах (для больших линз имеет смысл использовать синий (38А) или пурпурно-синий (47).

Характеристики планеты Сатурн

В замечательном фильме «Сатурн — Властелин колец», который вы можете посмотреть, диктор говорит, что если есть планета, которая передает великолепие, загадочность и ужас Вселенной, то это Сатурн. Это действительно так.

Сатурн великолепен: это гигант, обрамленный огромными кольцами. Это загадочно: многие процессы, которые там происходят, до сих пор непонятны. И это ужасно, потому что на Сатурне в нашем понимании происходят ужасные вещи: ветры до 1800 м / с, грозы в сотни и тысячи раз сильнее наших, гелиевые ливни и многое другое.

Сатурн — планета-гигант, вторая по величине после Юпитера. Диаметр планеты составляет 120 тысяч километров против 143 тысяч у Юпитера. Он в 9,4 раза больше Земли и может вместить 763 планеты, подобные нашей.

Однако при больших размерах Сатурн довольно легкий: его плотность меньше, чем у воды, потому что большая часть этого огромного шара состоит из легкого водорода и гелия. Если Сатурн поместить в огромный бассейн, он не утонет, а будет плавать! Плотность Сатурна в 8 раз ниже, чем у Земли. Вторая планета после него по плотности — Уран, самая холодная планета Солнечной системы.

Сравнительные размеры планет

Несмотря на свои огромные размеры, гравитация на Сатурне составляет всего 91% земной, хотя его общая масса в 95 раз больше, чем у Земли. Если бы мы были там, мы бы не увидели большой разницы в силе притяжения, конечно, если бы отбросили другие факторы, которые просто убили бы нас.

Сатурн, несмотря на свои гигантские размеры, вращается вокруг своей оси намного быстрее Земли: сутки длится от 10 часов 39 минут до 10 часов 46 минут. Это различие объясняется тем, что верхние слои Сатурна преимущественно газовые, поэтому он вращается на разных широтах с разной скоростью.

Год на Сатурне длится 29,7 наших лет. Поскольку у планеты есть ось наклона, поэтому, как и у нас, происходит смена сезона, что приводит к появлению большого количества более сильных ураганов в атмосфере. Расстояние до Солнца меняется из-за слегка вытянутой орбиты и в среднем составляет 9,58 а.е.

Низкая плотность

Поскольку Сатурн на 96% состоит из водорода, его плотность чрезвычайно мала. Это всего 687 кг / м3. Это в 1,5 раза меньше плотности воды. Никакая другая планета Солнечной системы не является такой простой. Косвенным следствием низкой плотности Сатурна является то, что ускорение свободного падения на нем почти совпадает с ускорением свободного падения на Земле, хотя масса Земли в 95 раз меньше массы Сатурна.

Магнитное поле Сатурна

Электрические токи, возникающие в металлическом водороде на Сатурне, создают магнитное поле, уступающее только магнитосфере Юпитера по силе и размеру. Взаимодействие магнитосферы Сатурна и солнечного ветра порождает яркие сияния полярных сияний вокруг полюсов планеты. Это величественное и одновременно устрашающее зрелище можно наблюдать в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном свете.

Как найти планету в небе

Чтобы найти Сатурн на небе, нужно изучить карту звездного неба: он находится в постоянном движении и не всегда виден ночью. Далее нужно найти место, где свет от городских огней не будет мешать задуманному.

С помощью карты необходимо определить положение экликтики — воображаемой линии, которая проходит через зодиакальные созвездия и помогает определить положение планет. В той области неба, где должен находиться Сатурн, нужно искать звезду (а планеты выглядят как звезды, если смотреть невооруженным глазом), которая ярко светит и не мигает — это будет желаемая планета.


Сатурн в звездном небе

Минимальное расстояние Сатурна от Земли в 2019 году будет 9 июля — эта фаза называется оппозицией, и именно в этот период планета может быть видна наиболее четко. Кольца планеты обладают высокой отражающей способностью, а сама планета находится в постоянном движении, поэтому ее величина — яркость — колеблется в течение года.

Дата Видимый размер Величина
2 июня 2016 г 18» 0
15 июня 2017 г 18» 0
27 июня 2018 г 18» 0
09 июль 2019 18» 0
20 июля 2020 г 18» 0,1

Исследования ученых

Изучение планеты началось сразу после первого освоения космоса. В 1979 году на Землю со спутника были отправлены первые фотографии Сатурна, что до сих пор имеет большое значение для изучения космоса.

В 1980 году «Вояджер» собрал данные о температуре и составе атмосферы. Получены данные с описанием спутников и колец. Получены самые четкие кадры планеты.

В начале 1990-х годов космический телескоп Хаббл получил подробные изображения спутников и колец, которые ученые быстро использовали и провели новые исследования и расчеты.

В 1997 году начинается миссия Кассини-Хугенс. Семь лет спустя зонд Hugens приземлился на поверхность спутника Титан, и космический корабль Кассини отправил данные об этой необычной планете на Землю до 2017 года.

Внутреннее строение Сатурна

По своему строению Сатурн отличается от планет земной группы. Внутри ученые предполагают наличие тяжелого каменного ядра. Вверху — плащ, похожий на густой водородный сироп с примесью каменной крошки. Вдобавок атмосфера расширяется.

Внутренняя структура
Внутренняя область Сатурна разделена на три слоя. Кредит: i.ucrazy.ru

Металлический водород

По мере того, как вы приближаетесь к центру планеты, температура и давление повышаются, в результате чего водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине 30 тыс. Км водород становится металлическим.

Где находится Сатурн в Солнечной системе

Расстояние от Сатурна до Солнца оценивается в 1430 миллионов км, а время, необходимое гиганту, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца, составляет около 29,5 земных лет. Примечателен тот факт, что планета вращается вокруг своей оси быстрее, чем вокруг своей орбиты.

Сатурн — шестая планета от Солнца, а его ближайшие соседи — Юпитер (пятая от Солнца) и Уран (седьмая от Солнца)


Сатурн в солнечной системе

Орбита и радиус

Орбита Сатурна не очень эксцентрична: разница в расстоянии между афелием и перигелием составляет 161,9 млн км. Среднее орбитальное расстояние составляет 1,43 миллиарда км.

Он проходит свой орбитальный путь за 29,47 года, двигаясь со средней скоростью 9,7 км / с. Год на Сатурне — самый длинный из планет Солнечной системы. При этом день Сатурна — один из самых коротких. Тело совершает осевое вращение за 10 часов 34 минуты. В результате за земные сутки планета будет вращаться вокруг своей оси 2,25 раза.

Здесь есть сезонность климата. Это связано с тем, что угол наклона оси по отношению к орбите составляет 26,7 °. Это значение близко к земле. Но в отличие от Земли, времена года на планете более размытые из-за большего расстояния от центральной звезды.

История изучения

Сатурн можно найти без использования телескопов, поэтому его видели древние. Упоминания встречаются в легендах и мифологии. Самые ранние документы относятся к Вавилону, где планета была записана со ссылкой на знак зодиака.

Древние греки называли этого гиганта Кроносом, богом земледелия и самым молодым из титанов. Птолемей смог вычислить орбитальный проход Сатурна, когда планета находилась в оппозиции. В Риме использовали греческую традицию и дали ей нынешнее название.

На древнееврейском языке планета называлась Шаббатай, а в Османской империи — Зухал. У индусов есть Шани, который всех судит, оценивая хорошие и плохие дела. Китайцы и японцы называли ее земной звездой, считая ее одной из стихий.

Но планету наблюдали только в 1610 году, когда Галилей увидел ее в свой телескоп и кольца были обнаружены. Но ученый подумал, что это два спутника. Только Кристиан Гюйгенс исправил ошибку. Он также нашел Титана, а Джованни Кассини нашел Япета, Рею, Тетис и Диону.

Следующий важный шаг был сделан Уильямом Гершелем в 1789 году, когда он обнаружил Мимас и Энцелад. И в 1848 году появляется Гиперион.

Рисунок Сатурна Роберта Хука (1666 г)

Рисунок Сатурна Роберта Гука (1666 г)

Феб в 1899 году был обнаружен Уильямом Пикерингом, который предположил, что спутник имеет неправильную орбиту и вращается синхронно с планетой. В 20 веке стало ясно, что у Титана плотная атмосфера, которую раньше никто не видел. Планета Сатурн — интересный объект для исследования. На нашем сайте вы можете изучить ее фото, посмотреть видео о планете и узнать много других интересных фактов. Ниже представлена ​​карта Сатурна.

Атмосфера и температура

Внешний слой атмосферы Сатурна состоит из 96,3% молекулярного водорода и 3,25% гелия. Есть и более тяжелые элементы, но об их пропорциях мало. Пропан, аммиак, метан, ацетилен, этан и фосфин были обнаружены в небольших количествах. Верхний облачный покров представлен кристаллами аммиака, а нижний облачный покров представлен гидросульфидом аммония или водой. УФ-лучи приводят к фотолизу металина, который вызывает химические реакции в углеводородах.

Из-за сильного шторма в атмосфере Северного полушария аппарат Кассини смог запечатлеть состав Сатурна, близкий к истинному цвету

Из-за сильного шторма в атмосфере Северного полушария аппарат Кассини смог запечатлеть состав Сатурна, близкий к истинному цвету

Атмосфера кажется изрезанной, но линии ослабевают и расширяются к экватору. Есть раздел в верхнем и нижнем слоях, которые различаются по составу в зависимости от давления и глубины. Верхние представлены аммиачным льдом, где давление 0,5-2 бар, а температура 100-160 К.

На уровне с давлением 2,5 бар начинается линия ледяных облаков, простирающаяся до 9,5 бар, а нагрев составляет 185-270 К. Здесь полосы гидросульфида аммония смешиваются при давлении 3-6 бар и температуре 290-235 К. Нижний слой представлен аммиаком в водном растворе с показателями 10-20 бар и 270-330 К.

Иногда в атмосфере образуются длительные овалы. Самым известным из них является Большое белое пятно. Создается каждый сатурнианский год во время летнего солнцестояния в Северном полушарии.

Ширина точек может достигать нескольких тысяч километров, и они были отмечены в 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 годах. «Северное электростатическое возмущение» Кассини отслеживается с 2010 года. Если эти облака будут придерживаться периодичности, в следующий раз мы отметим появление в 2020 году.

Масштабный шторм в северном полушарии Сатурна, захваченный кораблем Кассини

Масштабный шторм в северном полушарии Сатурна, захваченный кораблем Кассини

По скорости ветра планета занимает второе место после Нептуна. «Вояджер» зафиксировал показатель 500 м / с. Гексагональная волна видна на северном полюсе и массивная струя на южном полюсе.

Впервые шестиугольник был замечен на фотографиях «Вояджера». Его стороны простираются на 13 800 км (больше диаметра Земли), а структура вращается за 10 часов 39 минут и 24 секунды. Вихрь на Южном полюсе наблюдался в телескоп Хаббла. Дует ветер со скоростью до 550 км / ч, а шторм по размеру похож на нашу планету.

Шестиугольное облако

Гексагональное облако
Мы привыкли, что циклоны и антициклоны как на Земле, так и на других планетах имеют форму круга. Однако уникальный гексагональный вихрь на Сатурне был обнаружен в 1980-х годах. Это образование достаточно стабильное и продолжает существовать в наше время. Его размер достигает 25 тысяч км в диаметре, то есть больше Земли. Шестиугольник расположен на Северном полюсе Сатурна. До сих пор нет строгого научного объяснения этому явлению, хотя ученым недавно удалось получить аналогичные микровихри в лабораториях.

Спутник, на котором возможна жизнь

Спутник, на котором возможна жизнь

Сатурн является рекордсменом по количеству спутников: у него 82. Наибольшее внимание современных ученых привлекает Энцелад. Он покрыт коркой льда, под которой находится водный океан. Данные зонда показывают, что температура внутри него может достигать 0 ° C, а соленость воды близка к солености земных океанов. Кроме того, в 2018 году было подтверждено присутствие на Энцеладе сложных макромолекул органических веществ. В совокупности это указывает на то, что на этом спутнике может существовать жизнь. В 2011 году было официально объявлено, что условия на Энцеладе являются наиболее подходящими в Солнечной системе (за исключением Земли) для существования жизни.

Удаленность от Солнца

Среднее расстояние от Сатурна до Солнца — 1,4 млрд км. Как и в случае с Землей, эти цифры меняются в течение года.

Максимальное расстояние от Солнца — 1 510 000 000 км, минимальное — 1 350 000 000 км.

делать расчеты с такими большими числами неудобно, поэтому ученые используют единицу, называемую астрономической. Одна из этих единиц составляет 149,6 миллиона км, поэтому среднее расстояние от Солнца до Сатурна составляет 9 а.е.

Интересные факты о планете Сатурн

Сатурн — совершенно необычная планета.

Самые большие спутники Сатурна

В нем много интересных фактов:

  • среди всех его товарищей, в глубине шестого по величине — Энцелада, под его ледяной поверхностью, вероятно, есть возможность для жизни;
  • самая уплощенная планета, полярный диаметр почти в 1,2 раза меньше экваториального;
  • плотность на 44% меньше плотности воды. Теоретически, несмотря на свои огромные размеры и массу, Сатурн не может утонуть в воде;
  • согласно легендам древних римлян, Юпитер был сыном Сатурна;
  • толщина колец меньше одного километра, а ширина в десятки тысяч раз больше;
  • общая масса Юпитера и Сатурна составляет более 90% от общей массы тел Солнечной системы;
  • когда на планете наступает зима, часть полушария планеты меняет цвет на голубоватый оттенок.

Структура Сатурна

Строение Сатурна

Считается, что по своему строению Сатурн очень похож на Юпитер и делится на три слоя. Внутренний слой представляет собой каменистое ядро ​​в 10-20 раз массивнее планеты Земля. Считается, что ядро ​​«погружено» в слой жидкого металлического водорода. Внешний слой состоит из молекулярного водорода (H2). Единственное существенное различие между строением Сатурна и Юпитера — это толщина двух внешних слоев. Юпитер имеет слой металлического водорода толщиной 46 000 км, молекулярный слой водорода — 12 200 км, а Сатурн — 14 500 км и 18 500 км соответственно.

Сатурн, как и Юпитер, излучает примерно в 2,5 раза больше излучения, чем получает от Солнца. Это связано с так называемым механизмом Кельвина-Гельмгольца, согласно которому энергия генерируется за счет гравитационного сжатия планеты и ее огромной массы. Однако, в отличие от Юпитера, общее количество излучаемой энергии не может быть объяснено посредством этого процесса. Вместо этого ученые предположили, что планета создает дополнительное тепло благодаря потокам гелия при трении.

Уникальной особенностью Сатурна является то, что эта планета является наименее плотной в Солнечной системе. Несмотря на наличие твердого и плотного ядра Сатурна, большой внешний газовый слой планеты доводит среднюю плотность планеты до всего 687 кг / м3. В результате оказывается, что плотность Сатурна меньше плотности воды, и если бы он был размером со спичечный коробок, он бы легко плавал с течением весеннего ручья.

Образование планеты

Есть две гипотезы о происхождении Сатурна:

Первая — гипотеза «сжатия» — гласит, что Солнце и планеты образовались одинаково. На ранних стадиях своего развития Солнечная система представляла собой диск из газа и пыли, постепенно образуя отдельные области, более плотные и массивные, чем окружающее их вещество. Следовательно, эти «сгущения» дали начало Солнцу и известным нам планетам. Этим объясняется схожесть состава Сатурна и Солнца и его низкая плотность.

Согласно второй гипотезе «аккреции», формирование Сатурна происходило в две фазы. Первый — это образование в газопылевом диске плотных тел, подобных твердым планетам земной группы. В это время часть газов в области Юпитера и Сатурна разошлась в космос, что объясняет небольшую разницу в составе этих планет с Солнцем. Во второй фазе более крупные тела притягивали газ из окружающего облака.

 

Оцените статью
Сайт о планетах