Сатурн — это вторая планета солнечной системы, знаменитая своими кольцами и по праву считающаяся одним из самых красивых небесных тел. Этот газовый гигант можно разглядеть в небе без бинокля или телескопа.
Размер, масса и орбита
Наблюдения за ним ведутся с 1979 года. Тогда космический аппарат “Пионер-11” впервые смог подлететь к нему достаточно близко. Сегодня сведения об этой планете обширны, но информация продолжает регулярно обновляться.
По своим размерам Сатурн уступает только Юпитеру.
Чтобы понять его размеры, достаточно упомянуть, что он способен вместить в себя более 760 планет Земля.
Масса Сатурна — 5.68×1026 кг, что составляет 95,2 массы нашей родной Земли.
Если он кажется вам тяжеловесом, то вот информация для размышления: его показатели достигают лишь 30% от Юпитера.
Диаметр Сатурна превышает земной в 9,5 раз. Из-за быстрого осевого вращения и низкой плотности, его форма стремится к приплюснутому сфероиду. Расстояние по экватору длиннее чем от полюса до полюса. Полярный радиус Сатурна составляет 108 728 км, и это больше земных размеров в 8,5 раз.
Он движется вокруг Солнца по эллипсоидной орбите. Кратчайшее расстояние от Солнца до Сатурна называется перигелий и составляет 1 353 млн км. Афелий (самая далекая точка от орбиты до Солнца) находится на расстоянии 1 513 млн км.
Средняя орбитальная скорость около 9,7 км/сек. Сатурн занимает почетное второе место в списке быстровращающихся планет. День здесь гораздо короче земного: газовый гигант оборачивается вокруг своей оси за 10 часов 34 минут.
Однако орбитальный период (время за которое он делает полный оборот вокруг Солнца) равен 29,46 земных лет, поэтому древние ассирийцы называли его “Лубaдшaгуш” – “самый старый из самых старых”.
Другие физические характеристики Сатурна
Помимо размера и массы среди физических свойств планеты выделяют его плотность и состав.
Сатурн классифицируется как газовый гигант, не имеющий твердой поверхности. В изученной солнечной системе таких планет всего четыре: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Состав и поверхность
Поверхность Сатурна отсутствует. За нее условно принимают точку, где давление равно 1 бару. Состав этой планеты, в основном, представлен газами: преобладающая доля молекулярного водорода (96,3%) и незначительный объем гелия (3,25%).
Практически весь Сатурн это его атмосфера. Помимо водорода и гелия в атмосфере этой планеты есть следы аммиака, метана, пропана и ацетилена.
Плотность
У этого газового гиганта самая низкая плотность — 0,70 г/см3, потому что в его составе на 96% водород.
Это в 1,5 раза меньше чем плотность воды.
И если где-нибудь существовал бы бассейн подходящих размеров, планета Сатурн с легкостью плавала бы в нем как надувная игрушка.
Атмосфера и температура
Слой облаков в атмосфере делят на верхний и нижний уровни.
Верхний уровень насыщен аммиачными кристаллами, на нижнем уровне смесь воды и гидросульфата аммония.
Атмосфера выглядит полосатой и эти полосы к экватору расширяются и ослабевают.
Иногда в атмосфере образуются пятна овальной формы. По описанию и наблюдениям их цвет светлее, чем у остальных облаков, поэтому их хорошо видно. Самое известное атмосферное образование — Большое Белое Пятно, возникающее в северном полушарии в период летнего солнцестояния.
Вспомнив плакаты с изображением планет, практически любой сможет ответить на вопрос “Какого цвета Сатурн”? Цвет планеты определяет в основном только верхний слой облаков, состоящих из кристаллов аммиака. Глядя в любой, даже самый маленький телескоп, можно увидеть что Сатурн светло-желтого цвета с оттенками оранжевого.
На Сатурне встречаются атмосферные явления в виде сильных ветров со скоростью до 1800 км/ч. В разных частях планеты сила и направление ветров отличаются. Периодически возникающие бури могут быть размером с нашу Землю и даже больше. Температура атмосферы Сатурна изменчива.
Чем глубже слой, тем она выше. В самом верхнем слое атмосферы T= -150 градусов Цельсия. Погружаясь во внутренние слои растет давление, а вместе с ним и температура. В самом нижнем слое атмосферы температура достигает отметки 57 градусов Цельсия. В ядре планеты она может достигать 1700 градусов Цельсия.
Спутники
Ученые обнаружили у Сатурна 62 спутника, из них названия есть только у 53. В основном спутники названы по именам титанов из древнегреческих мифов.
Спутники поделены на две большие группы: внутренние и внешние. Ниже краткое описание группы внутренних лун, находящихся между планетой и кольцами.
Внутренние спутники
К этой группе относятся Мимас, Энцелад, Тефия и Диона. Мимас — ближайший к планете, имеет яйцевидную форму. На его поверхности хорошо виден гигантский кратер, образовавшийся от падения метеорита.
Энцелад — мельчайший спутник солнечной системы, проявляет геологическую активность. Ученые предполагают присутствие на ней внутреннего океана из-за активности гейзеров и выбрасываемой ими воды. Поверхность Энцелад отражает почти весь солнечный свет и по мнению ученых она покрыта толстым слоем инея.
Тефия — занимает второе место по размеру среди спутников Сатурна. Ее поверхность изрезана расселинами, воронками, а также каньонами.
Диона — самая крупная внутренняя луна. Ее поверхность хранит следы повреждения от ударов, многочисленные воронки говорят о том, что это очень старый объект.
Основной состав внутренних лун — водяной лед, внутри них может быть твердое прочное ядро.
Внешние спутники
Внешние луны располагаются вне кольца Е. Горные породы и лед — их преимущественный состав. К основным внешним спутникам относят: Титан, Рея, Гиперион, Япет.
Рея — в теории первый и пока единственный спутник со своей собственной системой колец.
Впрочем, пока это окончательно не доказано.
А вот что известно точно, так это то, что Рея делает полный оборот за 4,5 земных дня и ее поверхность пронизана кратерами, образовавшимися вследствие метеорической активности.
Титан — самый большой спутник Сатурна, имеющий собственную атмосферу. Вокруг этого спутника сконцентрирована плотный атмосферный туман, мешающий узнать как выглядит поверхность.
Его особенность — метано-этановые озера, существование которых было впервые доказано в 1995 году. Среди своих собратьев только он может этим похвастаться.
Недалеко от Титана вращается Гиперион. Он похож на яйцеобразную коричневую губку из-за своей кратерированной поверхности. И он не отличается упорядоченным вращением.
Япет — это уникальный спутник. Он наиболее удален от Сатурна, однако уникален не тем. Подобно знаку “инь/янь” одна его сторона темная, а другая светлая. Переднее полушарие отражает 60% света, поэтому выглядит ярким и светлым. Второе полушарие черное как сажа, оно отражает всего 3% света.
Причиной двуликой внешности Япета является пыль, оседающая только с одной стороны спутника. Толщина слоя всего пару десятков сантиметров, но этого достаточно для придания Япету такого экстравагантного вида.
Видео по теме:
https://youtu.be/_ptOjytWgZ0
Кольца
Максимальный интерес к Сатурну вызван его кольцами. Современным ученым уже известно, что кольца есть и у других планет гигантов, однако только кольца Сатурна настолько яркие и массивные, что хорошо заметны в обычный телескоп.
Кольца состоят в основном из водяного льда, космического мусора и силикатной пыли. Размеры частиц внутри колец поражают свои разнообразием: шансы встретить нечто диаметром в несколько сантиметров и размером в несколько метров/километров одинаково велики.
Кольца располагаются под углом 28 градусов к плоскости орбиты Сатурна, поэтому с Земли смотрятся по-разному. В зависимости от выстраивания планет они могут быть практически невидимы или сиять во всю мощь.
На данном этапе науки у газового гиганта обнаружено семь колец. Для удобства они названы буквами латинского алфавита, от A до F. В телескоп с Земли отчетливо видны только A, B, C. Удивительно, что при своем колоссальном диаметре толщина колец не достигает и двадцати метров.
Четкого ответа на вопрос каким образом произошло формирование колец, до сих пор нет.
Существует две основных гипотезы на этот счет.
Первая говорит о том, что кольца — это бывший спутник Сатурна, вращавшийся вокруг него около 4 млрд лет назад.
По неизвестным причинам он слишком близко приблизился к планете и под воздействием сил гравитации разорвался на мелкие кусочки. Его останки не смогли покинуть орбиту из-за силы притяжения и по мере движения планеты сформировали вокруг нее кольца.
Согласно второй теории кольца не были частью спутника, они представляют собой остаток протопланетного материала из солнечной туманности, из которого когда-то образовался и сам Сатурн. Против этой версии играет тот факт, что лед в кольцах слишком чистый.
Если бы кольца образовались вместе с Сатурном более 4 млрд лет назад, что они были бы покрыты грязью от микрометеоритов.
Однако сторонники этой гипотезы считают, что чистота льды обусловлена постоянным столкновением объектов в процессе движения и обновлением материала.
История изучения
Поскольку Сатурн хорошо виден с Земли невооруженным глазом (а вооруженным тем более), то его изучение началось еще в глубокой древности. Самые ранние упоминания этой планеты находят в вавилонских источниках.
Древние греки называли эту планету Кронос, в честь бога сельского хозяйства, А римляне дали планете название Сатурн, в честь своего бога урожая.
Впервые Сатурн в телескопе увидел Галилео Галилей в 1610 году. Тогда, увидев два кольца Сатурна Галилео решил, что это два спутника.
В 1659 году Христиан Гюйгенс исправил ошибку Галилео.
Разглядев в более мощном телескопе, что спутники — это тонкое кольцо, не примыкающее к планете. А также обнаружил реальный спутник Сатурна — Титан.
В последующие годы, вплоть до первых полетов человека в космос ученые продолжали открывать спутники Сатурна. В 1979 году межпланетная станция “Пионер-11” впервые пролетела около Сатурна и сделал его снимки.
Затем бороздить просторы Сатурна отправились “Вояджер-1” и “Вояджер-2” в 1980 и 1981 гг. соответственно.
Наибольший вклад в изучение Сатурна внес космический корабль “Кассини”, запущенный в 1997 году и достигший орбиты Сатурна спустя 7 лет полета.
Фотографии, полученные с “Кассини”, позволили сделать несколько значительных открытий, например обнаружить ранее неоткрытые кольца или моря из жидких углеводородов на Титане.
На орбите газового гиганта корабль находился с 2004 по 2017 год и, закончив свою миссию, был направлен на сам Сатурн, где и сгорел в его атмосфере.
Интересное видео по теме:
Интересные факты
Интересные факты о Сатурне, изложенные ниже, включают в себя не только информацию о том, какая по счету планета от Солнца наш газовый гигант, но и перечень уникальных особенностей этого потрясающе красивого небесного тела.
- Сатурн — шестая планета от Солнца, и несмотря на свою удаленность легко различима в небе невооруженным глазом.
- Обладает очень мощным магнитным полем, которое можно почувствовать на расстоянии 1 миллион километров.
- Английское слово “saturday” (суббота) произошло от названия этой планеты — Saturn.
- Над северным полюсом планеты наблюдается гексагон — темный вихрь шестиугольной формы. Научного объяснения этому явлению до сих пор нет.
- У этого гиганта есть свое северное сияние.
- Смена времен года происходит приблизительно каждые семь лет.
- По данным корабля “Кассини” у некоторых колец есть странные наросты: частицы скапливаются в гребнях и неровностях и нарастают вверх до 2 метров высотой.
- По сообщениям ученых в 2010 году на Сатурне был зарегистрирован самый мощный ураган: скорость ветра достигала 150 м/с, а диаметр основной воронки был равен 2000 км.
- Его ядро тяжелее ядра Земли в 10-15 раз.
- За всю историю изучения Сатурна до него добрались лишь четыре космических аппарата.
