Сатурн

По-моему это пришельцы из Космоса с планеты Сатурн. Вот и крест у них на хвосте...

Юрий Коваль

"Самая лёгкая лодка в мире"

Сатурн виден на небе в виде светила второй звёздной величины (хорошо различимая но не особенно привлекающая внимание "звёздочка"). Сатурн отстоит от Солнца на 9 54 а.е. От Солнца до него в среднем - 1 426 980 000 км.

Год на Сатурне длится 29 46 земного года (примерно 30 земных лет).

Скорость движения вокруг Солнца - 9 64 км/с. В три с лишним раза медленней Земли.

Орбита Сатурна почти круговая (эксцентриситет - 0 056).

Угол наклона орбиты почти сходен с земным (отличие на 2 5 градуса).

Масса Сатурна - 95 1 земной массы. Это вторая по массе планета Солнечной системы.

Диаметр Сатурна на экваторе - 9 4 земного. По диаметру и объёму он очень близок к Юпитеру. Планета сильно сплюснута и для неё указывают два диаметра: экваториальный - 120 536 км полярный - 108 728 км (недавние уточнённые данные). Сплюснутость Сатурна тоже видна в мощный телескоп на глаз. Объём Сатурна в 734 раза больше земного.

Сатурн тоже во много раз уступает Земле по плотности. Это наименее плотная планета. Средняя плотность - 0 69 г/см3 (земная - 5 5). Если Юпитер лишь чуть-чуть плотнее воды то Сатурн даже уступает воде! Причины этого - изначальный элементный состав (преобладают лёгкие водород и гелий).

Сила тяжести на периферии Сатурна (в верхней части облачного слоя) составляет всего 0 925 земной хотя планета в 95 раз массивнее Земли! Это происходит из-за удалённости облачного слоя от центра этой рыхлой планеты. Мы бы в этих облаках в гравитационном смысле ощущали бы себя как дома.

Сатурн как и другие планеты-гиганты быстро вращается вокруг своей оси и делает оборот за 10 часов 14 минут хотя по объёму грандиозен как и Юпитер. Отсюда следует большая линейная скорость периферийных частей планеты на экваторе чем объясняется сильная сплюснутость у полюсов.

Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики больше чем у Земли - на 26 7 градусов (у Земли - 23 5). Поэтому на Сатурне есть смена времён года но её проявления специфичны.

Освещённость Солнцем - 1/90 земной.

В атмосфере Сатурна есть метан и аммиак.

Температура на верхушках облаков составляет на Сатурне минус 180 градусов Цельсия (новые уточнённые данные). О температуре твёрдой поверхности говорить не имеет смысла так как Сатурн - огромный газовый шар с небольшим твёрдым ядром.

Сатурн полосат но в меньшей степени чем Юпитер. В экваториальном направлении чередуются полосы различно окрашенных облаков. Экваториальные образования делают поворот вокруг планеты за более короткий срок чем удалённые от экватора (вращение как у жидкого тела - экватор быстрее) то есть существуют зональные течения атмосферы с различной скоростью. Зоны видны как полосы. На Сатурне тоже довольно бурная погода.

В середине XX века были известны 9 спутников Сатурна в 1967 г. - 10 в 1989 г. - 17 в 2000 г. - 22 что является рекордом для планет [Новые спутники Сатурна 2001].

Уникальная особенность Сатурна - очень яркие экваториальные кольца: внешнее; отделённое от него щелью яркое среднее; полупрозрачное внутреннее. Они не соприкасаются с планетой что доказано ещё Гюйгенсом. Кольца состоят из мелких обломков (камней пыли). Так как ось вращения планеты наклонена а год длится почти 30 земных лет каждые 15 лет кольца Сатурна поворачиваются к нам ребром и как бы исчезают. Отсюда делались выводы что ширина колец не более 10 - 15 км. Они оказались во много раз тоньше (см. ниже).

Новые сведения

В 1980 - 1981 годах Сатурн изучался американскими станциями "Вояджер-1" и "Вояджер-2" [Купер Хенбест 1998]. В 1997 г. запущен международный зонд "Кассини-Гюйгенс" который должен достичь Сатурна в 2004 г. [Подготовка к изучению Титана 1996 и др.].

На Сатурне имеются пятна но они несколько иные чем Красное пятно на Юпитере. Раз в 30 земных лет (раз в год Сатурна) с опозданием на 15 лет всплывает сгусток тёплых газов. Он охлаждается в верхних частях облачного слоя и свежие кристаллы аммиака образуют белое пятно. Второе аналогичное пятно в последние годы заслонено кольцами но должно существовать ["Веснушки" на Сатурне 1994]. Пятна Сатурна - результат смены времён года чего в принципе не может быть на Юпитере так как его ось почти не наклонена.

Есть на Сатурне и пятно аналогичное Большому Красному пятну Юпитера но сравнительно маленькое - это пятно Анне (открыто Анне Бункер по данным "Вояджера").

Вдоль экватора проходит атмосферное течение шириной в десятки тысяч километров и скоростью до 500 м/с. Скорость ураганных ветров на Сатурне достигает 1800 км/час [Вселенная 1999 и др.].

У Сатурна сравнительно слабое магнитное поле а сам он обладает крайне низкой плотностью. Отсюда сделаны выводы что твёрдое каменистое ядро Сатурна достаточно велико (диаметром около 30 000 км) но не сильно сжато (меньше сила притяжения). Из-за этого водородные слои отодвинуты от центра и слой металлического водорода не велик. Далее имеется широкий слой жидкого водорода и атмосфера состоящая преимущественно из водорода.

В атмосфере Сатурна в январе 1998 г. открыты полярные сияния [Полярные сияния в атмосфере планет 1999]. Состав облаков а также вообще строение и состав атмосферы почти такие же как на Юпитере но водорода чуть больше (около 94%) а гелия меньше (около 6%) [Вселенная 1999]. Это не противоречит меньшей плотности планеты в целом.

Кольца Сатурна

Изучались "Пионером-11" (1979) и "Вояджерами" (1980 - 1981). Толщина колец как выяснилось не 1 км а 50 м (кольцо А) и 10 м (кольцо С). Преобладает диаметр частиц в несколько миллиметров.

Различаются следующие части колец (от наружных к внутренним):

кольцо Е крайне неяркое и самое внешнее кольцо внутри которого находятся орбиты спутников от Мимаса до Дионы; по одной из гипотез это кольцо - вулканический выброс Энцелада;

кольцо G одно из самых внешних колец неяркое но довольно широкое между орбитами Мимаса а также Эпиметея и Януса;

кольцо F открыто "Пионером-11" в 1979 г. узкое самое внешнее из ярких колец ограничено с двух сторон спутниками-"пастухами" Пандорой и Прометеем; состоит частично из более узких переплетённых колец (переплетены притяжением "пастухов");

кольцо А самое внешнее из видимых с Земли обладает зазором - щелью Энке в щели Энке движутся спутники Атлас и Новая луна;

щель Кассини открытая в 1675 г. зазор между кольцами А и Б "Вояджеры" открыли в ней не менее 100 очень слабых и узких колец;

кольцо В самое широкое яркое и плотное с тёмными радиальными спицами которые живут до 10 часов (облака частиц и пылинок ориентированных под действием магнитного поля?) [Блиох Ярошенко 1991];

кольцо С "креповое" кольцо самое слабое и голубое из видимых с Земли колец почти не отграничено от кольца В состоит из множества узких колец;

кольцо Д почти касается Сатурна очень слабое.

Считалось что кольцам Сатурна 100 миллионов лет и возникли они от столкновения тел диаметрами порядка 200 км. Недавно в Космический телескоп имени Хаббла в ультрафиолетовом свете обнаружено что в атмосфере Сатурна на 33 градусах южной широты где магнитно-силовые линии пересекают самое внутреннее кольцо влаги в 5-10 раз больше чем в других местах [Кольца Сатурна... 1997; Вода в атмосферах планет-гигантов 1998]. Это означает что ионы воды по силовым линиям перемещаются от кольца к планете то есть идёт дождь. Раньше знали что вокруг колец облако водяных паров. Влага с колец испаряется в результате ударов микрометеоритов. Нейтральные молекулы вновь падают на кольцо а ионизированные по спирали движутся либо от планеты (если они за внешним краем этого ближайшего кольца) либо к планете (если оказались ближе к ней). Всё это означает что кольцам не более 30 миллионов лет. Если бы они были старше то давно истощились бы.

Есть также представление что кольца Сатурна и других планет-гигантов - это остатки облака из которого возникла планета и её основные спутники. Приливные силы не дали возможности сформироваться здесь спутнику. Частицы колец - это по сути рыхлые комья снега и льда которые то слипаются то разрушаются [Энциклопедия для детей том 8 1997].

Интересно что снимки одного и другого "Вояджеров" пролетавших с интервалом в 9 месяцев резко различаются. На более раннем снимке кольцо F напоминает по структуре перевитую девичью косу. Видны пересекающиеся пряди. На позднем снимке структура проста то есть "пряди" возникают и исчезают [Непростое кольцо Сатурна 1998]. Указывалось что некоторые видимые образования в кольцах Сатурна "живут" всего порядка 10 часов [Блиох Ярошенко 1991]. Эти и некоторые другие особенности объяснить пока не удаётся. Предположительно оказывают влияние известные и ещё неизвестные спутники Сатурна явления резонанса и т.п. [Непростое кольцо Сатурна 1998]. Кроме того могут иметь значение электрические и магнитные явления [Блиох Ярошенко 1991] коллективные гравитационные взаимодействия частиц а также их столкновения [Горькавый Фридман 1991].

Спутники Сатурна

ПАН. Примерно в 2 2 радиуса планеты от её центра (в 133 600 км) в 27 градусах к орбите планеты маленький спутник. Изо льда. Движется в щели Энке - узком зазоре в кольце А почти вместе с последующим спутником. Открыт в 1990 г. при анализе фотографий "Вояджеров" сделанных в 1980 - 1981 годах [Восемнадцатая луна Сатурна 1991]. Вращение в стандартном направлении.

АТЛАС. Примерно в 2 2 радиуса планеты (в 137 640 км) в 27 градусах к орбите планеты маленький спутник. Изо льда. Движется в щели Энке - узком зазоре в кольце А почти вместе с предыдущим спутником. Открыт в 1980 г. "Пастух" кольца А. Вращение в стандартном направлении. Диаметр - 30 - 40 км.

ПРОМЕТЕЙ. Примерно в 2 3 - 2 4 радиуса планеты в 27 градусах к орбите планеты маленький спутник. Изо льда. "Пастух" кольца F. Орбита с наружной части кольца F. Открыт в 1980 г. Вращение в стандартном направлении. Диаметр 140 - 80 км.

ПАНДОРА. Примерно в 2 3 радиуса планеты в 27 градусах к орбите планеты маленький спутник. Изо льда. "Пастух" кольца F. Орбита в зазоре между кольцами A и F. Открыта в 1980 г. Вращение в стандартном направлении. Диаметр 110 - 70 км.

ЭПИМЕТИЙ. Примерно в 2 5 радиусах планеты в 27 градусах к орбите планеты некрупный спутник. Изо льда. На одной орбите с Янусом - обломок? Вращение в стандартном направлении. Открыт в 1966 г. Диаметр 140 - 100 км.

ЯНУС. Примерно в 2 5 радиусах планеты в 27 градусах к орбите планеты. Диаметр по представлениям 1967 г. составляет от 160 до 320 км. Изо льда. На одной орбите с Эпиметием - обломок? Вращение в стандартном направлении. Открыт 15 декабря 1967 г. французским астрономом Одуэном Дольфусом в момент когда кольца Сатурна были обращены к Земле ребром. Виден в виде звезды 14-ой величины [Любарский 1967]. Диаметр 220 - 160 км.

МИМАС. В 3 1 радиуса планеты от её центра (в 186 000 км от поверхности планеты) оборот за 0 9 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 540 км (по последним данным - 390 км) массой 1/160000 Земли. Открыт Гершелем в 1789 г. Имеется кратер Гершель диаметром 135 км. Изо льда. Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е.

ЭНЦЕЛАД. В 4 радиусах планеты (в 238 000 км от поверхности) оборот за 1 4 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 550 км массой 1/70000 Земли. Открыт Гершелем в 1789 г. Изо льда. Отражает почти 100% падающего света. Это самое светлое тело Солнечной системы. Вращение в стандартном направлении. На спутнике почему-то отсутствуют кратеры но приливные силы на нём не велики [Океан... 1987]. Спутник движется в пределах разреженного кольца Е. Выдвигалось предположение что это кольцо является вулканическим выбросом Энцелада. Тогда на спутнике должны действовать водные вулканы - гейзеры которые обновляют поверхность спутника и являются создателями кольца но их энергетический источник не ясен.

ТЕФИЯ. В 4 9 радиуса планеты (в 295 000 км) оборот за 1 9 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 920 км (по последним данным - 1050 км) массой 1/9200 Земли. Открыта Кассини в 1684 г. Изо льда. Интересны огромный кратер Одиссей диаметром 400 км и трещина Итака длиной 2000 км (по другим данным - 3000 км) шириной 100 км и глубиной 5 км (превышает Большой Каньон в США). Тефия находится на одной орбите с двумя ниже описанными спутниками которые находятся в 60 градусах спереди и сзади её (аналог Юпитера с "греками" и "троянцами") - единственный случай в спутниковых системах! Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е.

ТЕЛЕСТО. Примерно в 4 9 радиуса планеты (в 295 000 км от поверхности планеты) оборот за 1 9 земных суток в 27 градусах к орбите планеты некрупный спутник (диаметр порядка 20 км). Изо льда. На одной орбите с Калипсо и Тефией - коорбитальный спутник! Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е. Открыт в 1980 г.

КАЛИПСО. Примерно в 4 9 радиуса планеты (в 295 000 км от поверхности) оборот за 1 9 земных суток в 27 градусах к орбите планеты некрупный спутник (диаметр от 20 до 30 км). Изо льда. На одной орбите с двумя предыдущими спутниками - коорбитальный спутник! Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е. Открыт в 1980 г.

ДИОНА. В 6 3 радиуса планеты (в 377 000 км) оборот за 2 7 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 860 км (по другим данным - 1120 км) массой 1/6000 Земли. Открыта Кассини в 1684 г. Изо льда. Имеет в 60 градусах спереди коорбитальный спутник Елену. Второго коорбитального спутника нет или он крайне мал. Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е. На поверхности есть деформации коры.

ЕЛЕНА. В 6 3 радиуса планеты (в 377 000 км) оборот за 2 7 земных суток в 27 градусах к орбите планеты некрупный коорбитальный спутник (диаметр от 30 до 36 км). Движется в 60 градусах спереди от Дионы. Изо льда. Вращение в стандартном направлении. Движется в пределах разреженного кольца Е. Открыта в 1980 г.

РЕЯ. В 8 8 радиуса планеты (в 527 000 км) оборот за 4 5 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 1440 км массой 1/2500 Земли. Открыта Кассини в 1672 г. Изо льда. Вращение в стандартном направлении.

ТИТАН. В 20 4 радиуса планеты от её центра (в 1 222 000 км от поверхности планеты) оборот за 15 9 земных суток в 27 градусах к орбите планеты диаметром около 4850 км (по последним данным - 5150 км больше Меркурия) массой 1/43 Земли то есть в 2 раза больше Луны и в 20 раз больше чем все остальные спутники Сатурна вместе взятые. Второй по массе спутник в Солнечной системе (уступает только Ганимеду). Открыт Гюйгенсом в 1655 г. Единственный спутник Сатурна который состоит не только изо льда (есть каменистое ядро и ледяная мантия). Лёд может быть не только водяным но аммиачным и метановым. Титан обладает плотной оранжевой атмосферой которая состоит в основном из азота ("глубоко замороженная Земля") [Поверхность Титана... 1993]. Присутствует и метан: 2 - 8% [Какая погода на Титане? 2001]. Есть аэрозольная дымка и облака из-за которых поверхность не видна (смог органического происхождения).

Страницы: 1 2