Сатурн планетасының өлшемдері. Сатурн планетасы - адамзатты құтқару үшін тағы бір сынақ алаңы. Атмосфераның жоғарғы қабатында жолақтар бар

Сатурн - Күннен алтыншы планета және Күн жүйесіндегі Юпитерден кейінгі екінші үлкен планета. Сатурн, сондай-ақ Юпитер, Уран және Нептун газ алыптары ретінде жіктеледі. Сатурн римдік егіншілік құдайының атымен аталған.

Сатурн негізінен сутектен, аздап гелийден және су, метан, аммиак және ауыр элементтерден тұрады. Ішкі аймақ металл сутегінің жұқа қабатымен және газ тәрізді сыртқы қабатымен жабылған темір, никель және мұздың шағын өзегі. Ғарыштан планетаның сыртқы атмосферасы тыныш және біртекті болып көрінеді, дегенмен онда кейде ұзақ мерзімді түзілімдер пайда болады. Сатурндағы желдің жылдамдығы кей жерлерде 1800 км/сағ жетуі мүмкін, бұл Юпитерден әлдеқайда көп. Сатурн планеталық магнит өрісіне ие, ол Жердің магнит өрісі мен Юпитердің қуатты өрісі арасындағы күште аралық орынды алады. Сатурнның магнит өрісі Күн бағыты бойынша 1 000 000 километрге созылады. Соққы толқыны Voyager 1 арқылы планетаның өзінен Сатурнның 26,2 радиусы қашықтықта тіркелген, магнитопауза 22,9 радиус қашықтықта орналасқан.

Сатурн негізінен мұз бөлшектерінен, аз мөлшерде ауыр элементтерден және шаңнан тұратын көрнекті сақина жүйесіне ие. Қазіргі уақытта планетаны айналып өтетін 62 жер серігі белгілі. Титан олардың ішіндегі ең үлкені, сонымен қатар Меркурийден үлкен және күн жүйесінің серіктері арасында жалғыз тығыз атмосфераға ие күн жүйесіндегі екінші үлкен жер серігі (Юпитер, Ганимедтен кейін).

Қазіргі уақытта Сатурнды орбитада 1997 жылы ұшырылған және Сатурн жүйесіне 2004 жылы жеткен автоматты планетааралық Кассини станциясы айналады, оның міндеті сақиналардың құрылымын, сондай-ақ Сатурн атмосферасы мен магнитосферасының динамикасын зерттеу болып табылады.

Сатурн Күн жүйесінің планеталарының арасында

Сатурн газды планеталар түріне жатады: ол негізінен газдардан тұрады және қатты беті жоқ. Планетаның экваторлық радиусы 60300 км, полярлық радиусы 54400 км; Күн жүйесіндегі барлық планеталардың ішінде Сатурн ең көп қысылады. Планетаның массасы Жердің массасынан 95 есе көп, бірақ Сатурнның орташа тығыздығы небәрі 0,69 г/см2, бұл оны Күн жүйесіндегі орташа тығыздығы судан аз жалғыз планета етеді. Сондықтан Юпитер мен Сатурнның массалары 3 еседен астам айырмашылығы бар болса да, олардың экваторлық диаметрі 19% ғана ерекшеленеді. Басқа газ алыптарының тығыздығы әлдеқайда жоғары (1,27-1,64 г/см2). Экватордағы гравитациялық үдеу 10,44 м/с2, оны Жер мен Нептунмен салыстыруға болады, бірақ Юпитерден әлдеқайда аз.

Сатурн мен Күн арасындағы орташа қашықтық 1430 миллион км (9,58 AU). Орташа 9,69 км/с жылдамдықпен қозғалатын Сатурн Күнді 10 759 күнде (шамамен 29,5 жыл) айналады. Сатурннан Жерге дейінгі қашықтық 1195 (8,0 А.Б.)-ден 1660 (11,1 А.Б.) миллион км-ге дейін ауытқиды, олардың қарсы тұруы кезіндегі орташа қашықтық шамамен 1280 миллион км құрайды. Сатурн мен Юпитер дәл 2:5 резонанста. Сатурн орбитасының эксцентриситеті 0,056 болғандықтан, перигелий мен афелийдегі Күнге дейінгі қашықтықтың айырмашылығы 162 млн км.

Бақылау кезінде көрінетін Сатурн атмосферасының тән объектілері ендікке байланысты әртүрлі жылдамдықпен айналады. Юпитер жағдайындағы сияқты, мұндай объектілердің бірнеше топтары бар. «1-аймақ» деп аталатын аймақтың айналу уақыты 10 сағ 14 мин 00 с (яғни жылдамдығы 844,3°/тәу). Ол оңтүстік экваторлық белдеудің солтүстік шетінен солтүстік экваторлық белдеуінің оңтүстік шетіне дейін созылып жатыр. Сатурнның «2-аймақты» құрайтын барлық басқа ендіктерінде айналу кезеңі бастапқыда 10 сағ 39 мин 24 с (жылдамдығы 810,76 °/тәу) деп есептелген. Кейіннен деректер қайта қаралды: жаңа баға берілді - 10 сағат, 34 минут және 13 секунд. «3-аймақ», оның бар болуы Voyager 1 ұшуы кезінде планетаның радиосәулеленуін бақылау негізінде болжанады, айналу кезеңі 10 сағ 39 мин 22,5 с (жылдамдық 810,8 °/тәу).

Сатурнның ось айналасында айналу ұзақтығы ретінде 10 сағат, 34 минут және 13 секундтың мәні алынады.Планетаның ішкі бөліктерінің айналу кезеңінің нақты мәнін өлшеу қиын болып қалады. Кассини қондырғышы 2004 жылы Сатурнға жеткенде, радиосәулеленуді бақылауға сәйкес, ішкі бөліктердің айналу ұзақтығы «1-аймақтағы» және «2-аймақтағы» айналу кезеңінен айтарлықтай асып түсетіні және шамамен 10 сағат 45 болатыны анықталды. мин 45 с (± 36 с) .

2007 жылдың наурызында Сатурнның радиосәулелену схемасының айналуы плазмалық дискідегі конвекциялық ағындар арқылы жасалатыны анықталды, бұл тек планетаның айналуына ғана емес, сонымен қатар басқа факторларға да байланысты. Сондай-ақ, радиациялық схеманың айналу кезеңінің ауытқуы Сатурнның серігі - Энцеладтағы гейзердің белсенділігімен байланысты екені айтылды. Планетаның орбитасында су буының зарядталған бөлшектері магнит өрісінің бұрмалануына және соның салдарынан радио сәулелену үлгісіне әкеледі. Табылған сурет бүгінгі таңда планета ядросының айналу жылдамдығын анықтаудың дұрыс әдісі мүлдем жоқ деген пікірді тудырды.

Шығу тегі

Сатурнның (сонымен қатар Юпитердің) пайда болуы екі негізгі гипотезамен түсіндіріледі. «Жығарылу» гипотезасына сәйкес, Сатурнның құрамы Күнге ұқсас (сутегінің үлкен үлесі) және соның салдарынан төмен тығыздықты планеталардың қалыптасуы кезінде ерте кезеңдерінде болатынымен түсіндіруге болады. Күн жүйесінің дамуы кезінде газ және шаң дискісінде планеталардың, яғни Күн мен планеталардың пайда болуын беретін массивтік «шоғырлар» пайда болды. Алайда бұл гипотеза Сатурн мен Күннің құрамындағы айырмашылықтарды түсіндіре алмайды.

«Аккреция» гипотезасы Сатурнның қалыптасу процесі екі кезеңде өткенін айтады. Біріншіден, 200 миллион жыл бойы жер тобындағы планеталар сияқты қатты тығыз денелердің түзілу процесі жүрді. Осы кезеңде газдың бір бөлігі Юпитер мен Сатурн аймағынан тарады, содан кейін Сатурн мен Күннің химиялық құрамының айырмашылығына әсер етті. Содан кейін екінші кезең басталды, ең үлкен денелер Жердің екі есе массасына жеткенде. Бірнеше жүз мың жылдар бойы бірінші протопланетарлық бұлттан бұл денелерге газдың жиналу процесі жалғасты. Екінші кезеңде Сатурнның сыртқы қабаттарының температурасы 2000 °C-қа жетті.

Атмосфера және құрылымы

Сатурнның солтүстік полюсінің үстіндегі Аврора. Авроралар көк түсті, ал астындағы бұлттар қызыл. Авроралардың тікелей астында бұрын ашылған алтыбұрышты бұлт көрінеді.

Сатурнның жоғарғы атмосферасы 96,3% сутектен (көлем бойынша) және 3,25% гелийден (Юпитер атмосферасындағы 10% салыстырғанда) тұрады. Метан, аммиак, фосфин, этан және кейбір басқа газдардың қоспалары бар. Атмосфераның жоғарғы бөлігіндегі аммиак бұлттары Юпитерге қарағанда күштірек. Атмосфераның төменгі қабатындағы бұлттар аммоний гидросульфидінен (NH4SH) немесе судан тұрады.

Вояжерлердің айтуынша, Сатурнда қатты жел соғады, құрылғылар 500 м/с ауа жылдамдығын тіркеді. Желдер негізінен шығыс бағытта (осьтік айналу бағытында) соғады. Олардың күші экватордан қашық болған сайын әлсірейді; экватордан алыстаған сайын батыс атмосфералық ағындар да пайда болады. Бірқатар деректер атмосфераның циркуляциясы тек жоғарғы бұлт қабатында ғана емес, сонымен қатар кемінде 2000 км тереңдікте де болатынын көрсетеді. Сонымен қатар, Voyager 2 өлшеулері оңтүстік және солтүстік жарты шарлардағы желдердің экваторға қатысты симметриялы екенін көрсетті. Симметриялық ағындар көрінетін атмосфера қабатының астында қандай да бір түрде байланысты деген болжам бар.

Сатурн атмосферасында кейде өте күшті дауылдар болып табылатын тұрақты құрылымдар пайда болады. Ұқсас объектілер Күн жүйесінің басқа газ планеталарында да байқалады (Юпитердегі Ұлы қызыл дақ, Нептундағы Ұлы қараңғы нүктені қараңыз). «Ұлы ақ сопақ» Сатурнда шамамен 30 жылда бір рет пайда болады, соңғы рет ол 1990 жылы байқалған (ұсақ дауылдар жиі пайда болады).

2008 жылы 12 қарашада Кассини камералары Сатурнның солтүстік полюсінің инфрақызыл суреттерін алды. Олардан зерттеушілер Күн жүйесінде бұрын-соңды байқалмаған ұшқыр сәулелерді тапты. Сондай-ақ, бұл полярлық сәулелер ультракүлгін және көрінетін диапазондарда байқалды. Авроралар - планетаның полюсін қоршап тұрған жарқын үздіксіз сопақ сақиналар. Сақиналар ендікте, әдетте, 70-80 ° орналасқан. Оңтүстік сақиналар орташа ендікте 75±1° орналасса, солтүстіктегілері полюске шамамен 1,5° жақын орналасқан, бұл солтүстік жарты шарда магнит өрісінің біршама күштірек болуына байланысты. Кейде сақиналар сопақша емес, спираль тәрізді болады.

Юпитерден айырмашылығы, Сатурнның полярлары планетаның магнитосферасының сыртқы бөліктеріндегі плазмалық парақтың біркелкі емес айналуымен байланысты емес. Болжам бойынша, олар күн желінің әсерінен магниттік қайта қосылу нәтижесінде пайда болады. Сатурнның полярлық сәулелерінің пішіні мен сыртқы түрі уақыт өте қатты өзгереді. Олардың орналасуы мен жарықтығы күн желінің қысымымен қатты байланысты: ол неғұрлым үлкен болса, соғұрлым аврора жарқырайды және полюске жақындайды. Аврораның орташа қуаты 80-170 нм (ультракүлгін) диапазонында 50 ГВт және 3-4 микрон (инфрақызыл) диапазонында 150-300 ГВт құрайды.

2010 жылы 28 желтоқсанда Кассини темекі түтініне ұқсайтын дауылды суретке түсірді. Тағы бір, әсіресе күшті дауыл 2011 жылдың 20 мамырында тіркелді.

Солтүстік полюстегі алтыбұрышты түзіліс

Сатурнның солтүстік полюсінде алтыбұрышты атмосфералық түзіліс

Сатурнның солтүстік полюсіндегі бұлттар алтыбұрышты - алып алтыбұрышты құрайды. Ол алғаш рет 1980-ші жылдары Вояжердің Сатурнға ұшуы кезінде табылған және ол ешқашан Күн жүйесінің басқа ешбір жерінде болмаған. Алтыбұрыш 78° ендікте орналасқан және әр жағы шамамен 13800 км, яғни Жердің диаметрінен үлкен. Оның айналу уақыты 10 сағат 39 минут. Егер Сатурнның оңтүстік полюсі айналмалы дауылымен біртүрлі болып көрінбесе, солтүстік полюсі әлдеқайда ерекше болуы мүмкін. Бұл кезең радио сәулелену қарқындылығының өзгеру кезеңіне сәйкес келеді, бұл өз кезегінде Сатурнның ішкі бөлігінің айналу кезеңіне тең қабылданады.

Бұлттардың оғаш құрылымы 2006 жылдың қазан айында Сатурнды орбитада жүрген Кассини ғарыш кемесі түсірген инфрақызыл суретте көрсетілген. Суреттер алтыбұрыштың Вояжер ұшқаннан кейін 20 жыл бойы тұрақты болғанын көрсетеді. Сатурнның солтүстік полюсін көрсететін фильмдер бұлттардың айналу кезінде алтыбұрышты үлгісін сақтайтынын көрсетеді. Жердегі жеке бұлттардың пішіні алтыбұрышқа ұқсас болуы мүмкін, бірақ олардан айырмашылығы, Сатурндағы бұлттық жүйенің ұзындығы бірдей дерлік жақсы анықталған алты жағы бар. Бұл алтыбұрыштың ішіне төрт Жер сыйдыра алады. Алтыбұрышты аймақта айтарлықтай біркелкі емес бұлттылық бар деп болжануда. Бұлттылық жоқ аймақтардың биіктігі 75 км-ге дейін жетеді.

Бұл құбылыстың толық түсіндірмесі әлі жоқ, бірақ ғалымдар бұл атмосфералық құрылымды дәл модельдейтін эксперимент жүргізе алды. Зерттеушілер 30 литрлік су бөтелкесін айналмалы құрылғыға орналастырды, оның ішіне контейнерден жылдамырақ айналатын шағын сақиналар орналастырылды. Сақинаның жылдамдығы неғұрлым көп болса, қондырғы элементтерінің толық айналуы кезінде пайда болған құйынды пішіні дөңгелектен ерекшеленді. Тәжірибе барысында алтыбұрыш түріндегі құйынды да алынды.

Ішкі құрылым

Сатурнның ішкі құрылысы

Сатурн атмосферасының тереңдігінде қысым мен температура артып, сутегі сұйық күйге өтеді, бірақ бұл ауысу біртіндеп жүреді. Шамамен 30 мың км тереңдікте сутегі металға айналады (ал қысым шамамен 3 миллион атмосфераға жетеді). Металл сутегідегі электр тогының айналымы магнит өрісін тудырады (Юпитерге қарағанда әлдеқайда күшті). Планетаның ортасында ауыр материалдардан тұратын массивтік ядро ​​- тас, темір және, мүмкін, мұз. Оның массасы шамамен 9-22 Жер массасын құрайды. Ядроның температурасы 11700 °C-қа жетеді, ал оның ғарышқа тарайтын энергиясы Сатурнның Күннен алатын энергиясынан 2,5 есе көп. Бұл энергияның едәуір бөлігі Кельвин-Геймгольц механизмінің арқасында жасалады, бұл планетаның температурасы төмендеген кезде ондағы қысымның да төмендейтіндігінде жатыр. Нәтижесінде ол жиырылады, ал оның затының потенциалдық энергиясы жылуға айналады. Сонымен бірге, бұл механизм планета энергиясының жалғыз көзі бола алмайтыны көрсетілді. Жылудың қосымша бөлігі конденсация және гелий тамшыларының сутегі қабаты арқылы (тамшылардан азырақ) тереңдікте түсуіне байланысты пайда болады деп болжанады. Нәтиже – бұл тамшылардың потенциалдық энергиясының жылуға ауысуы. Негізгі аймақтың диаметрі шамамен 25 000 км деп бағаланады.

Магниттік өріс

Сатурн магнитосферасының құрылымы

Сатурнның магнитосферасын 1979 жылы Pioneer 11 ғарыш кемесі ашты. Ол көлемі бойынша Юпитердің магнитосферасынан кейін екінші орында. Магнитопауза, Сатурнның магнитосферасы мен күн желінің шекарасы, оның орталығынан шамамен 20 Сатурн радиусы қашықтықта орналасқан, ал магнитоқұйрық жүздеген радиусқа созылады. Сатурнның магнитосферасы планета мен оның серіктері шығаратын плазмаға толы. Жерсеріктердің ішінде гейзерлері секунд сайын шамамен 300-600 кг су буын шығаратын Энцелад ең үлкен рөл атқарады, оның бір бөлігі Сатурнның магнит өрісімен иондалған.

Сатурнның магнитосферасы мен күн желінің өзара әрекеттесуі көзге көрінетін, ультракүлгін және инфрақызыл сәулелерде көрінетін планетаның полюстерінің айналасында жарқын авроралды сопақшаларды тудырады. Сатурнның магнит өрісі, Юпитер сияқты, сыртқы ядродағы металл сутегінің айналымы кезіндегі динамо әсерінен пайда болады. Магнит өрісі солтүстік және оңтүстік магниттік полюстері бар Жер сияқты дерлік диполь. Солтүстік магниттік полюс солтүстік жарты шарда, ал оңтүстік оңтүстікте, Жерге қарағанда, географиялық полюстердің орналасуы магниттік полюстердің орналасуына қарама-қарсы. Сатурн экваторындағы магнит өрісінің шамасы 21 мкТ (0,21 Г), ол шамамен 4,6 дипольдік магниттік моментке сәйкес келеді? 10 18 Т м3. Сатурнның магниттік дипольі оның айналу осімен тығыз байланысты, сондықтан магнит өрісі өте асимметриялық. Диполь Сатурнның айналу осі бойымен солтүстік полюске қарай біршама ығысқан.

Сатурнның ішкі магнит өрісі күн желін планетаның бетінен бұрып, оның атмосферамен әрекеттесуіне жол бермейді және күн желінің плазмасынан мүлдем басқа плазмамен толтырылған магнитосфера деп аталатын аймақты жасайды. Сатурнның магнитосферасы - Күн жүйесіндегі екінші үлкен магнитосфера, ең үлкені - Юпитердің магнитосферасы. Жердің магнитосферасындағы сияқты, күн желі мен магнитосфера арасындағы шекара магнитопауза деп аталады. Магнитопаузадан планетаның орталығына дейінгі қашықтық (Күн - Сатурн түзу сызығы бойынша) 16-дан 27 Rs-ке дейін өзгереді (Rs = 60330 км - Сатурнның экваторлық радиусы). Қашықтық күн желінің қысымына байланысты, ол күн белсенділігіне байланысты. Магнитопаузаға дейінгі орташа қашықтық 22 р. Планетаның екінші жағында күн желі Сатурнның магнит өрісін ұзын магниттік құйрыққа созады.

Сатурнды зерттеу

Сатурн - Күн жүйесіндегі оңай көрінетін бес планетаның бірі. жалаңаш көзЖерден. Ең жоғары деңгейде Сатурнның жарықтығы бірінші шамасынан асып түседі. Сатурн сақиналарын бақылау үшін диаметрі кемінде 15 мм телескоп қажет. Құралдың саңылауы 100 мм болса, күңгірт полярлық қақпақ, тропикке жақын қараңғы жолақ және планетадағы сақиналардың көлеңкесі көрінеді. Ал 150-200 мм-де атмосферадағы бұлттардың төрт-бес жолағы және олардағы біртекті еместігі байқалады, бірақ олардың контрасты Юпитерге қарағанда айтарлықтай аз болады.

Заманауи телескоп арқылы Сатурнның көрінісі (сол жақта) және Галилео кезіндегі телескоп арқылы (оң жақта)

1609-1610 жылдары Сатурнды телескоп арқылы алғаш рет бақылай отырып, Галилео Галилей Сатурнның бір аспан денесіне ұқсамайтынын, бірақ бір-біріне дерлік жанасып тұрған үш дене тәрізді екенін байқап, бұл екі үлкен «серік» (серіктері) деп болжайды. ) Сатурн. Екі жылдан кейін Галилео өз бақылауларын қайталады және таң қалдырғандай, ешқандай серіктерді таппады.

1659 жылы Гюйгенстің көмегімен т.б қуатты телескоп«серіктердің» шын мәнінде планетаны қоршап тұрған және оған тимейтін жұқа жалпақ сақина екенін анықтады. Гюйгенс сонымен қатар Сатурнның ең үлкен серігі Титанды ашты. 1675 жылдан бастап Кассини планетаны зерттеп келеді. Ол сақинаның екі сақинадан тұратынын, анық бөлінгенін байқады көрінетін алшақтық- Кассини саңылауы және Сатурнның тағы бірнеше ірі серіктерін ашты: Япет, Тетис, Дион және Реа.

Болашақта 1789 жылы В.Гершель тағы екі спутникті – Мимас пен Энцеладты ашқанға дейін маңызды жаңалықтар болған жоқ. Содан кейін британдық астрономдар тобы Титанмен орбиталық резонанста сфералық емес пішіні мүлдем басқа Hyperion спутнигін тапты. 1899 жылы Уильям Пикеринг тұрақты емес спутниктер класына жататын және көптеген спутниктер сияқты Сатурнмен синхронды түрде айналмайтын Фибиді тапты. Оның ғаламшарды айналып өту кезеңі 500 күннен асады, ал айналым кері бағытта жүреді. 1944 жылы Жерар Куйпер басқа Титан жер серігінде қуатты атмосфераның бар екенін анықтады. Бұл құбылыс күн жүйесіндегі спутник үшін ерекше.

1990 жылдары Сатурн, оның серіктері мен сақиналары Хаббл ғарыштық телескопы арқылы бірнеше рет зерттелді. Ұзақ мерзімді бақылаулар Pioneer 11 және Voyagers планетада бір рет ұшу кезінде қол жетімді болмаған көптеген жаңа ақпаратты берді. Сатурнның бірнеше серіктері де ашылып, сақиналарының максималды қалыңдығы анықталды. 1995 жылдың 20-21 қарашасында жүргізілген өлшеулер кезінде олардың егжей-тегжейлі құрылымы анықталды. 2003 жылы сақиналардың максималды көлбеу кезеңінде толқын ұзындығының әртүрлі диапазонында планетаның 30 суреті алынды, бұл сол уақытта бақылаулардың бүкіл тарихындағы ең жақсы спектрді қамтуды қамтамасыз етті. Бұл суреттер ғалымдарға атмосферада болып жатқан динамикалық процестерді жақсы түсінуге және атмосфераның маусымдық мінез-құлқының үлгілерін жасауға мүмкіндік берді. Сондай-ақ 2000-2003 жылдар аралығында Оңтүстік Еуропа обсерваториясы Сатурнды ауқымды бақылаулар жүргізді. Бірнеше кішкентай, пішіні дұрыс емес айлар табылды.

Ғарыш аппараттарының көмегімен зерттеу

2006 жылдың 15 қыркүйегінде Сатурнның Күн тұтылуы. Кассини планетааралық станциясының 2,2 миллион км қашықтықтан түсірілген суреті

1979 жылы Америка Құрама Штаттарының «Пионер-11» автоматты планетааралық станциясы (АМС) тарихта алғаш рет Сатурнның жанынан ұшты. Ғаламшарды зерттеу 1979 жылы 2 тамызда басталды. Соңғы жақындаудан кейін құрылғы 1979 жылы 1 қыркүйекте Сатурн сақиналарының жазықтығында ұшуды жасады. Ұшу планетаның бұлттарының максималды биіктігінен 20 000 км биіктікте орын алды. Планетаның және оның кейбір спутниктерінің суреттері алынды, бірақ олардың рұқсаты жер бетінің бөлшектерін көру үшін жеткіліксіз болды. Сондай-ақ, Сатурнның Күннің аз жарықтануына байланысты суреттер тым күңгірт болды. Аппарат сақиналарды да зерттеді. Ашылғандардың ішінде жұқа F сақинасының ашылуы болды. Сонымен қатар, Жерден жарық болып көрінетін көптеген аймақтар Pioneer 11-ден қараңғы және керісінше көрінетіні анықталды. Құрылғы Титанның температурасын да өлшеген. Ғаламшарды зерттеу 15 қыркүйекке дейін жалғасты, содан кейін аппарат Күн жүйесінің неғұрлым сыртқы бөліктеріне ұшты.

1980-1981 жылдары Pioneer 11-ден кейін американдық Voyager 1 және Voyager 2 ғарыш кемесі де жүрді. Voyager 1 1980 жылы 13 қарашада планетаға ең жақын жақындады, бірақ оның Сатурнды зерттеуі үш ай бұрын басталды. Өткізу барысында бірқатар жоғары ажыратымдылықтағы фотосуреттер түсірілді. Титан, Мимас, Энцелад, Тетис, Дион, Реа сияқты серіктердің суретін алуға болады. Бұл кезде құрылғы Титанның жанынан бар болғаны 6500 км қашықтықта ұшып, оның атмосферасы мен температурасы туралы мәліметтерді жинауға мүмкіндік берді. Титанның атмосферасының тығыздығы сонша, ол көрінетін диапазонда жарықты жеткілікті түрде өткізбейтіні анықталды, сондықтан оның бетінің бөлшектерінің фотосуреттерін алу мүмкін болмады. Осыдан кейін құрылғы Сатурнды полюстен суретке түсіру үшін Күн жүйесінің эклиптикасының жазықтығынан шықты.

Сатурн және оның серіктері - Титан, Янус, Мимас және Прометей - алып планетаның шетінен және дискісінен көрінетін Сатурн сақиналарының фонында

Бір жылдан кейін, 1981 жылы 25 тамызда Voyager 2 Сатурнға жақындады. Ұшу кезінде құрылғы радар көмегімен планетаның атмосферасын зерттеді. Атмосфераның температурасы мен тығыздығы туралы мәліметтер алынды. Жерге бақылаулары бар 16 000-ға жуық фотосурет жіберілді. Өкінішке орай, ұшулар кезінде камераның айналу жүйесі бірнеше күн бойы кептеліп қалып, кейбір қажетті суреттерді алу мүмкін болмады. Содан кейін құрылғы Сатурнның ауырлық күшін пайдаланып, бұрылып, Уранға қарай ұшты. Сондай-ақ, бұл құрылғылар алғаш рет Сатурнның магнит өрісін анықтады және оның магнитосферасын зерттеді, Сатурн атмосферасындағы дауылдарды бақылап, сақиналардың құрылымының егжей-тегжейлі суреттерін алды және олардың құрамын анықтады. Максвелл саңылауы және сақиналардағы Килер саңылаулары ашылды. Сонымен қатар, сақиналардың жанынан планетаның бірнеше жаңа серіктері табылды.

1997 жылы Кассини-Гюйгенс AMS Сатурнға ұшырылды, ол 2004 жылдың 1 шілдесінде 7 жыл ұшудан кейін Сатурн жүйесіне жетіп, планетаның орбитасына шықты. Бастапқыда 4 жылға есептелген бұл миссияның негізгі мақсаттары сақиналар мен спутниктердің құрылымы мен динамикасын зерттеу, сонымен қатар Сатурн атмосферасы мен магнитосферасының динамикасын зерттеу және планетаның ең үлкен жер серігін егжей-тегжейлі зерттеу, Титан.

2004 жылдың маусымында орбитаға шыққанға дейін AMS Фибидің жанынан өтіп, оның жоғары ажыратымдылықтағы суреттерін және басқа деректерді Жерге жіберді. Сонымен қатар, американдық Кассини орбиталық ұшағы Титанның жанынан бірнеше рет ұшып өтті. Суреттер үлкен көлдер мен олардың жағалау сызығында таулар мен аралдар көптеп алынды. Содан кейін арнайы еуропалық «Гюйгенс» зонды аппараттан бөлініп, 2005 жылы 14 қаңтарда Титанның бетіне парашютпен түсті. Түсу 2 сағат 28 минутқа созылды. Түсу кезінде Гюйгенс атмосфераның үлгілерін алды. Гюйгенс зонды деректерінің интерпретациясына сәйкес, бұлттардың жоғарғы бөлігі метан мұзынан, ал төменгі бөлігі сұйық метан мен азоттан тұрады.

2005 жылдың басынан бері ғалымдар Сатурннан келетін радиацияны бақылап келеді. 2006 жылы 23 қаңтарда Сатурнда дауыл болды, ол қарапайым радиациядан 1000 есе күшті жарқ етті. 2006 жылы НАСА ғарыш кемесі Энцеладус гейзерлерінен атқылаған судың айқын іздерін тапқанын хабарлады. 2011 жылдың мамыр айында NASA ғалымдары Энцелад «Жерден кейінгі күн жүйесіндегі ең өмір сүруге қолайлы жер болып шықты» деп мәлімдеді.

Сатурн және оның серіктері: суреттің ортасында Энцелад, оң жақта, жақыннан, Реа жартысы көрінеді, оның артында Мимас көрінеді. Фото Кассини зондымен түсірілген, 2011 жылдың шілдесі

Кассини түсірген фотосуреттер басқа маңызды жаңалықтарға әкелді. Олар сақиналардың негізгі жарық аймағынан тыс және G және E сақиналарының ішінен планетаның бұрын ашылмаған сақиналарын ашты.Бұл сақиналар R/2004 S1 және R/2004 S2 деп аталды. Бұл сақиналар үшін материал Янусқа немесе Эпиметейге метеорит немесе кометаның әсерінен пайда болуы мүмкін деп болжанады. 2006 жылдың шілдесінде Кассини суреттері Титанның солтүстік полюсіне жақын жерде көмірсутекті көлдің бар екенін көрсетті. Бұл факт 2007 жылдың наурыз айында қосымша суреттермен расталды. 2006 жылдың қазан айында Сатурнның оңтүстік полюсінде диаметрі 8000 км болатын дауыл анықталды.

2008 жылдың қазан айында Кассини планетаның солтүстік жарты шарының суреттерін жіберді. 2004 жылдан бастап, Кассини оған ұшып келгенде, айтарлықтай өзгерістер болды, қазір ол ерекше түстермен боялған. Мұның себептері әлі анық емес. Соңғы уақытта түстердің өзгеруі жыл мезгілдерінің ауысуымен байланысты деп болжанады. 2004 жылдан 2009 жылдың 2 қарашасына дейін аппараттың көмегімен 8 жаңа жер серігі ашылды. Кассинидің негізгі миссиясы 2008 жылы аяқталды, бұл кезде құрылғы планетаны 74 рет айналып өтті. Содан кейін зондтың міндеттері 2010 жылдың қыркүйегіне дейін ұзартылды, содан кейін Сатурн маусымдарының толық циклін зерттеу үшін 2017 жылға дейін ұзартылды.

2009 жылы NASA мен ESA арасындағы бірлескен американдық-еуропалық жоба Сатурнды және оның серіктері Титан мен Энцеладуды зерттеу үшін AMS Titan Saturn System миссиясын іске қосты. Оның барысында станция Сатурн жүйесіне 7-8 жыл ұшады, содан кейін екі жыл бойы Титанның серігіне айналады. Ол сондай-ақ Титан атмосферасына зонд шарын және қондырғышты (мүмкін қалқымалы) ұшырады.

спутниктер

Ең үлкен спутниктер - Мимас, Энцелад, Тетис, Дион, Реа, Титан және Иапетус 1789 жылы ашылды, бірақ бүгінгі күнге дейін негізгі зерттеу объектілері болып қала береді. Бұл спутниктердің диаметрлері 397 (Мимас) 5150 км (Титан), орбитаның жартылай негізгі осі 186 мың км (Мимас) 3561 мың км (Япет) дейін өзгереді. Массаның таралуы диаметрдің таралуына сәйкес келеді. Титанда ең үлкен орбиталық эксцентриситет бар, Дион мен Тетис ең кіші. Белгілі параметрлері бар барлық спутниктер синхронды орбитадан жоғары, бұл олардың біртіндеп жойылуына әкеледі.

Сатурнның серіктері

Айлардың ең үлкені - Титан. Ол сонымен қатар жалпы Күн жүйесінде Юпитердің Ганимед серігінен кейінгі екінші орын алады. Титанның жартысы су, жартысы тас. Бұл құрамы газ планеталарының кейбір басқа ірі спутниктеріне ұқсас, бірақ Титан атмосферасының құрамы мен құрылымы бойынша олардан өте ерекшеленеді, оның құрамында негізінен азот бар, сонымен қатар бұлттарды құрайтын метан мен этанның аз мөлшері бар. . Жерден басқа, Титан күн жүйесіндегі бетінде сұйықтықтың бар екендігі дәлелденген жалғыз дене. Ең қарапайым организмдердің пайда болу мүмкіндігін ғалымдар да жоққа шығармайды. Титанның диаметрі Айдың диаметрінен 50% үлкен. Ол сондай-ақ массасы жағынан одан төмен болса да, Меркурий планетасының өлшемінен асып түседі.

Басқа ірі жерсеріктердің де өзіндік ерекшеліктері бар. Сонымен, Япеттің әртүрлі альбедосы бар екі жарты шары бар (тиісінше 0,03-0,05 және 0,5). Сондықтан Джованни Кассини бұл жер серігін ашқан кезде оның Сатурнның белгілі бір жағында болғанда ғана көрінетінін анықтады. Дион мен Реаның жетекші және артқы жарты шарларының да өзіндік айырмашылықтары бар. Дионның жетекші жарты шары қатты кратерленген және жарықтығы біркелкі. Артқы жарты шарда қараңғы аймақтар, сондай-ақ мұз жоталары мен жартастар болып табылатын жұқа жеңіл жолақтар торы бар. Мимастың ерекшелігі - диаметрі 130 км болатын үлкен Гершель соққы кратері. Сол сияқты, Тетиста диаметрі 400 км Одиссей кратері бар. Voyager 2 суреттеріне сәйкес Энцелада әртүрлі геологиялық жастағы аудандары, ортаңғы және жоғары солтүстік ендіктердегі массивтік кратерлері және экваторға жақын шағын кратерлері бар беті бар.

2010 жылдың ақпан айындағы жағдай бойынша Сатурнның 62 серігі белгілі. Олардың 12-сі ғарыш аппараттарының көмегімен ашылды: Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981), Cassini (2004-2007). Гиперион мен Фибиден басқа спутниктердің көпшілігінде өздерінің синхронды айналуы бар - олар әрқашан бір жағында Сатурнға бұрылады. Ең кішкентай айлардың айналуы туралы ақпарат жоқ. Тетис пен Дион екі жерсерігімен бірге Лагранж L4 және L5 нүктелерінде жүреді.

2006 жылы Гавайи университетінің Дэвид Джевитт бастаған ғалымдар тобы Гавайидегі жапондық Субару телескопында жұмыс істейтін Сатурнның 9 серігі ашылғанын жариялады. Олардың барлығы ретроградтық орбитада ерекшеленетін тұрақты емес спутниктерге жатады. Олардың планетаның айналасындағы айналу кезеңі 862-ден 1300 күнге дейін.

Сақиналар

Сатурн мен Жерді салыстыру

Бүгінгі таңда барлық төрт газ алыптарының сақиналары бар екені белгілі, бірақ Сатурнның ең көрнектілері. Сақиналар эклиптика жазықтығына шамамен 28° бұрыш жасайды. Сондықтан Жерден планеталардың салыстырмалы орналасуына байланысты олар әртүрлі көрінеді: оларды сақина түрінде де, «шетінен» де көруге болады. Гюйгенс ұсынғандай, сақиналар қатты қатты дене емес, планетаның айналасындағы орбитада миллиардтаған ұсақ бөлшектерден тұрады. Мұны Пулково обсерваториясында А.А.Белопольскийдің және 1895-1896 жылдардағы басқа екі ғалымның спектрометриялық бақылаулары дәлелдеді.

Үш негізгі сақина бар, ал төртіншісі жіңішке. Олар бірге Сатурн дискісінен гөрі көбірек жарық көрсетеді. Үш негізгі сақина әдетте латын әліпбиінің бірінші әріптерімен белгіленеді. В сақинасы орталық, ең кең және ең жарқын, ол сыртқы А сақинасынан ені 4000 км-ге жуық Кассини саңылауы арқылы бөлінген, онда ең жіңішке, мөлдір дерлік сақиналар бар. А сақинасының ішінде Энкенің бөлу жолағы деп аталатын жұқа саңылау бар. В-дан да планетаға жақын орналасқан С сақинасы мөлдір дерлік.

Сатурнның сақиналары өте жұқа. Диаметрі шамамен 250 000 км, олардың қалыңдығы бір километрге де жетпейді (бірақ сақиналардың бетінде ерекше таулар бар). Оның әсерлі көрінісіне қарамастан, сақиналарды құрайтын заттардың мөлшері өте аз. Егер оны бір монолитке жинаса, оның диаметрі 100 км-ден аспайтын еді. Зонд суреттері сақиналардың шын мәнінде саңылаулармен кесілген мыңдаған сақиналардан тұратынын көрсетеді; сурет грампластинкалардың жолдарына ұқсайды. Сақиналарды құрайтын бөлшектердің өлшемдері 1 сантиметрден 10 метрге дейін болады. Құрамы бойынша олар күн радиациясының және силикаттардың әсерінен түзілетін сополимерлер және 7% көміртегі болуы мүмкін шамалы қоспалары бар 93% мұз.

Ғаламшардың сақиналары мен серіктеріндегі бөлшектердің қозғалысында жүйелілік бар. Олардың кейбіреулері, «қойшы серіктері» деп аталатын, сақиналарды орнында ұстауда рөл атқарады. Мимас, мысалы, Кассиндік саңылаумен 2:1 резонанста болады және оның тартылуының әсерінен зат одан жойылады, ал Пан Энкке бөлу жолағында орналасқан. 2010 жылы Кассини зондынан Сатурн сақиналарының тербеліп тұрғанын көрсететін деректер алынды. Тербелістер Мимас енгізген тұрақты бұзылулардан және сақинада ұшатын бөлшектердің өзара әрекеттесуінен туындайтын стихиялық бұзылулардан тұрады. Сатурн сақиналарының шығу тегі әлі толық анық емес. 1849 жылы Эдуард Рош ұсынған бір теорияға сәйкес, сақиналар толқындық күштердің әсерінен сұйық серігінің құлауы нәтижесінде пайда болды. Басқасының айтуынша, спутник кометаның немесе астероидтың соғуынан бұзылған.

Сатурн туралы жалпы мәлімет

Сатурн - Күннен алтыншы планета (Күн жүйесіндегі алтыншы планета).

Сатурн газ алыптарына жатады және ежелгі римдік егіншілік құдайының атымен аталған.

Сатурн адамдарға көне заманнан бері белгілі.

Сатурнның көршілері Юпитер мен Уран. Күн жүйесінің сыртқы аймағында Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун тұрады.

Газ гигантының ортасында қатты және ауыр материалдардан (силикаттар, металдар) және су мұзынан тұратын массивтік ядро ​​бар деп саналады.

Сатурнның магнит өрісі сыртқы ядродағы металл сутегінің айналымы кезіндегі динамо эффектісі арқылы жасалады және солтүстік және оңтүстік магниттік полюстері бар дерлік дипольдік.

Сатурн Күн жүйесіндегі планеталық сақиналардың ең айқын жүйесіне ие.

Сатурнның осы уақытқа дейін 82 табиғи серігі бар.

Сатурн орбитасы

Сатурннан Күнге дейінгі орташа қашықтық 1430 миллион километрді құрайды (9,58 астрономиялық бірлік).

Перигелион (орбитаның Күнге ең жақын нүктесі): 1353,573 миллион километр (9,048 астрономиялық бірлік).

Афелион (Орбитаның Күннен ең алыс нүктесі): 1513,326 миллион километр (10,116 астрономиялық бірлік).

Сатурнның орташа орбиталық жылдамдығы секундына шамамен 9,69 шақырымды құрайды.

Ғаламшар 29,46 Жер жылында Күнді бір рет айналдырады.

Планетада бір жыл 378,09 Сатурндық күнді құрайды.

Сатурннан Жерге дейінгі қашықтық 1195-тен 1660 миллион километрге дейін өзгереді.

Сатурнның айналу бағыты Күн жүйесінің барлық (Венера мен Ураннан басқа) планеталарының айналу бағытына сәйкес келеді.

Сатурнның 3D моделі

Сатурнның физикалық сипаттамалары

Сатурн - Күн жүйесіндегі екінші үлкен планета.

Сатурнның орташа радиусы 58 232 ± 6 километр, яғни Жердің шамамен 9 радиусы.

Сатурнның беті 42,72 миллиард шаршы шақырымды құрайды.

Сатурнның орташа тығыздығы текше сантиметрге 0,687 грамм.

Сатурндағы еркін түсу үдеуі секундына 10,44 метр квадрат (1,067 г).

Сатурнның массасы 5,6846 х 1026 килограмм, бұл шамамен 95 Жер массасына тең.

Сатурнның атмосферасы

Сатурн атмосферасының екі негізгі құрамдас бөлігі - сутегі (шамамен 96%) және гелий (шамамен 3%).

Сатурн атмосферасының тереңдігінде қысым мен температура артып, сутегі сұйық күйге өтеді, бірақ бұл ауысу біртіндеп жүреді. 30 000 километр тереңдікте сутегі металға айналады, ал ондағы қысым 3 миллион атмосфераға жетеді.

Сатурн атмосферасында кейде өте күшті дауылдар пайда болады.

Дауылдар мен дауылдар кезінде планетада күшті найзағай разрядтары байқалады.

Сатурндағы полюстер планетаның полюстерін қоршап тұрған жарқын үздіксіз сопақ сақиналар болып табылады.

Сатурн мен Жердің салыстырмалы өлшемдері

Сатурн сақиналары

Сақиналардың диаметрі 250 000 шақырымға бағаланады, ал қалыңдығы 1 шақырымнан аспайды.

Ғалымдар Сатурнның сақина жүйесін шартты түрде үш негізгі сақинаға және төртінші, жіңішке сақинаға бөледі, ал шын мәнінде сақиналар бос орындармен кезектесетін мыңдаған сақиналардан тұрады.

Сақина жүйесі негізінен мұз бөлшектерінен (шамамен 93%), аз мөлшерде ауыр элементтерден және шаңнан тұрады.

Сатурнның сақиналарын құрайтын бөлшектердің өлшемдері 1 сантиметрден 10 метрге дейін жетеді.

Сақиналар эклиптика жазықтығына шамамен 28 градус бұрышта орналасқан, сондықтан Жерден планеталардың салыстырмалы орналасуына байланысты олар әртүрлі көрінеді: сақина түрінде де, шетінен де.

Сатурнды зерттеу

1609-1610 жылдары телескоп арқылы Сатурнды алғаш рет бақылаған Галилео Галилей планетаның бір-біріне дерлік тиіп тұрған үш денеге ұқсайтынын байқап, бұл Сатурнның екі үлкен «серігі» деп болжайды, бірақ 2 жылдан кейін оны таппады. мұны растау.

1659 жылы Кристиан Гюйгенс анағұрлым қуатты телескопты пайдалана отырып, «серіктердің» шын мәнінде планетаны қоршап тұрған және оған тимейтін жұқа жалпақ сақина екенін анықтады.

1979 жылы Pioneer 11 роботтық ғарыш кемесі тарихта алғаш рет Сатурнға жақын ұшып, планетаның және оның кейбір серіктерінің суреттерін түсіріп, F сақинасын ашты.

1980 - 1981 жылдары Сатурн жүйесіне Voyager 1 және Voyager 2 да барды. Ғаламшарға жақындау кезінде бірқатар жоғары ажыратымдылықтағы фотосуреттер түсіріліп, Сатурн атмосферасының температурасы мен тығыздығы, сондай-ақ оның серіктерінің, соның ішінде Титанның физикалық сипаттамалары туралы деректер алынды.

1990 жылдардан бастап Сатурн, оның серіктері мен сақиналары Хаббл ғарыштық телескопы арқылы бірнеше рет зерттелді.

1997 жылы Кассини-Гюйгенс миссиясы Сатурнға ұшырылды, ол 7 жыл ұшудан кейін 2004 жылдың 1 шілдесінде Сатурн жүйесіне жетіп, планетаның орбитасына шықты. Гюйгенс зонды көліктен бөлініп, 2005 жылы 14 қаңтарда атмосфера үлгілерін алып, Титанның бетіне парашютпен секірді. 13 жылдық ғылыми қызметі үшін Кассини ғарыш кемесі ғалымдардың газ гиганты жүйесі туралы көзқарасын өзгертті. Кассини миссиясы 2017 жылдың 15 қыркүйегінде ғарыш аппаратын Сатурн атмосферасына батыру арқылы аяқталды.

Сатурнның орташа тығыздығы текше сантиметрге небәрі 0,687 граммды құрайды, бұл оны Күн жүйесіндегі орташа тығыздығы судан төмен жалғыз планета етеді.

Температурасы Цельсий бойынша 11700 градусқа жететін ыстық ядроның арқасында Сатурн ғарышқа Күннен алатын энергиядан 2,5 есе көп энергия шығарады.

Сатурнның солтүстік полюсіндегі бұлттардың әрқайсысының ұзындығы шамамен 13 800 километр болатын алып алтыбұрышты құрайды.

Пан және Мимас сияқты Сатурнның кейбір серіктері «сақина малшылары» болып табылады: олардың тартылыс күші сақина жүйесінің белгілі бөліктерімен резонанс жасау арқылы сақиналарды орнында ұстауда рөл атқарады.

Сатурн 100 миллион жылдан кейін сақиналарын жұтады деп есептеледі.

1921 жылы Сатурнның сақиналары жоғалып кетті деген қауесет тарады. Бұл бақылаулар кезінде сақиналы жүйенің Жерге шетінен қарап тұруы және сол кездегі құрал-жабдықтармен қарауға болмайтындығына байланысты болды.

Фото Кассини ғарыш кемесінен түсірілген

Сатурн планетасы - Күннен кейінгі алтыншы планета. Бұл планета туралы бәрі біледі. Барлығы дерлік оны оңай тани алады, өйткені оның сақиналары оның визит картасы болып табылады.

Сатурн планетасы туралы жалпы мәліметтер

Оның әйгілі сақиналарының неден жасалғанын білесіз бе? Сақиналар мөлшері микроннан бірнеше метрге дейінгі мұз тастарынан тұрады. Сатурн, барлық алып планеталар сияқты, негізінен газдардан тұрады. Оның айналуы 10 сағат 39 минуттан 10 сағат 46 минутқа дейін өзгереді. Бұл өлшемдер планетаның радио бақылауларына негізделген.

Сатурн планетасының суреті

Ең соңғы қозғалтқыш жүйелері мен зымыран-тасығыштарды пайдалана отырып, ғарыш кемесі планетаға жету үшін кемінде 6 жыл 9 ай уақыт алады.

Қазіргі уақытта жалғыз Кассини ғарыш кемесі 2004 жылдан бері орбитада болды және ол көптеген жылдар бойы ғылыми деректер мен жаңалықтардың негізгі жеткізушісі болып табылады. Балалар үшін Сатурн планетасы, негізінен, ересектер сияқты, планеталардың ішіндегі ең әдемісі.

Жалпы сипаттамалар

Күн жүйесіндегі ең үлкен планета - Юпитер. Бірақ екінші үлкен планетаның атауы Сатурнға тиесілі.

Салыстыру үшін Юпитердің диаметрі шамамен 143 мың шақырым, ал Сатурн небәрі 120 мың шақырым. Юпитер Сатурннан 1,18 есе, ал массасы 3,34 есе үлкен.

Шын мәнінде, Сатурн өте үлкен, бірақ жеңіл. Ал егер Сатурн планетасы суға батып кетсе, ол жер бетінде қалқып шығады. Планетаның тартылыс күші Жердің 91% ғана құрайды.

Сатурн мен Жер көлемі бойынша 9,4 есе, ал массасы бойынша 95 есе ерекшеленеді. Газ гигантының көлемі біздегідей 763 планетаға сыйды.

Орбита

Ғаламшардың Күнді толық айналу уақыты 29,7 жыл. Күн жүйесіндегі барлық планеталар сияқты оның орбитасы тамаша шеңбер емес, эллипстік траекторияға ие. Күнге дейінгі қашықтық орта есеппен 1,43 млрд км, немесе 9,58 АВ құрайды.

Сатурн орбитасының ең жақын нүктесі перигелий деп аталады және ол Күннен 9 астрономиялық бірлікте орналасқан (1 AU – Жерден Күнге дейінгі орташа қашықтық).

Орбитаның ең алыс нүктесі афелион деп аталады және ол Күннен 10,1 астрономиялық бірлікте орналасқан.

Кассини Сатурн сақиналарының жазықтығын кесіп өтеді.

Біреуі қызықты ерекшеліктеріСатурнның орбитасы келесідей. Жер сияқты, Сатурнның айналу осі Күн жазықтығына қатысты еңкейген. Орбитасының жартысына жеткенде Сатурнның оңтүстік полюсі Күнге, содан кейін солтүстікке қарайды. Сатурн жылында (30 Жер жылына дерлік) планета Жерден шетінен көрінетін және алыптың сақиналарының жазықтығы біздің көру бұрышымызбен сәйкес келетін және олар көрінбейтін кезеңдері болады. Мәселе мынада, сақиналар өте жұқа, сондықтан оларды алыс қашықтықтан шетінен көру мүмкін емес. Келесі жолы сақиналар Жерді бақылаушы үшін 2024-2025 жылдары жоғалады. Сатурнның жылы 30 жылға жуық болғандықтан, Галилей оны алғаш рет 1610 жылы телескоп арқылы бақылаған кезден бастап ол Күнді шамамен 13 рет айналып өтті.

Климаттық ерекшеліктер

Қызықты фактілердің бірі - планетаның осі эклиптика жазықтығына (Жер сияқты) көлбеу. Біздікі сияқты Сатурнда да жыл мезгілдері бар. Орбитасының жартысына жеткенде Солтүстік жарты шар көбірек күн радиациясын алады, содан кейін бәрі өзгереді және Оңтүстік жарты шар күн сәулесіне шомылады. Бұл орбитада планетаның орналасуына байланысты айтарлықтай өзгеретін үлкен дауыл жүйелерін жасайды.

Сатурн атмосферасындағы дауыл. Құрама кескін, жасанды түстер, MT3, MT2, CB2 сүзгілері және инфрақызыл деректер пайдаланылды

Жыл мезгілдері планетаның ауа райына әсер етеді. Соңғы 30 жылда ғалымдар планетаның экваторлық аймақтарының айналасында желдің жылдамдығы шамамен 40%-ға төмендегенін анықтады. NASA-ның 1980-1981 жылдардағы Voyager зондтары желдің жылдамдығын 1700 км/сағ, ал қазіргі уақытта шамамен 1000 км/сағ (2003 жылы өлшенген) деп тапты.

Сатурн өз осінің айналасында бір айналымды 10,656 сағатта аяқтайды. Мұндай нақты цифрды табу үшін ғалымдар көп уақыт пен зерттеуді қажет етті. Ғаламшардың беті жоқ болғандықтан, планетаның бірдей аудандарының өтуін байқау мүмкін емес, осылайша оның айналу жылдамдығын бағалайды. Ғалымдар айналу жылдамдығын бағалау және тәуліктің нақты ұзақтығын табу үшін планетаның радиошығарындыларын пайдаланды.

Суреттер галереясы

Хаббл телескопы мен Кассини ғарыш кемесі түсірген планетаның суреттері.

Физикалық қасиеттері

Хаббл телескопының суреті

Экваторлық диаметрі 120536 км, Жер диаметрінен 9,44 есе үлкен;

Полярлық диаметрі 108 728 км, Жер диаметрінен 8,55 есе үлкен;

Планетаның ауданы 4,27 x 10 * 10 км2, бұл Жерден 83,7 есе үлкен;

Көлемі - 8,2713 х 10 * 14 км3, Жерден 763,6 есе үлкен;

Массасы - 5,6846 x 10 * 26 кг, Жерден 95,2 есе көп;

Тығыздығы – 0,687 г/см3, Жерден 8 есе аз, Сатурн судан да жеңіл;

Бұл ақпарат толық емес, толығырақ жалпы қасиеттеріСатурн планетасы, біз төменде жазамыз.

Сатурнның 62 серігі бар, шын мәнінде біздің Күн жүйесіндегі айлардың шамамен 40% оның айналасында айналады. Бұл спутниктердің көпшілігі өте кішкентай және Жерден көрінбейді. Соңғысын Кассини ғарыш кемесі ашты және ғалымдар уақыт өте бұл құрылғы бұдан да көп мұзды спутниктерді табады деп күтуде.

Сатурн өмірдің кез келген түріне тым дұшпан болғанына қарамастан, оның серігі Энцелад өмірді іздеуге ең қолайлы үміткерлердің бірі екенін білеміз. Энцеладус бетінде мұзды гейзерлердің болуымен ерекшеленеді. Сұйық судың болуы үшін жеткілікті жылуды тудыратын кейбір механизм (мүмкін Сатурнның толқындық әрекеті) бар. Кейбір ғалымдар Энцеладта өмір сүру мүмкіндігі бар деп санайды.

Планетаның қалыптасуы

Басқа планеталар сияқты, Сатурн шамамен 4,6 миллиард жыл бұрын күн тұмандығынан пайда болды. Бұл күн тұмандығы басқа бұлтпен немесе супернованың соққы толқынымен соқтығысуы мүмкін суық газ бен шаңның үлкен бұлты болды. Бұл оқиға күн жүйесінің одан әрі қалыптасуымен протокүндік тұмандықтың жиырылуының басталуын бастады.

Бұлт материалдың жалпақ дискімен қоршалған орталықта протожұлдыз пайда болғанша барған сайын жиырылды. Бұл дискінің ішкі бөлігі ауыр элементтерді қамтыды және жердегі планеталарды құрады, ал сыртқы аймақ жеткілікті суық болды және іс жүзінде қол тигізбей қалды.

Күн тұманынан алынған материал барған сайын көбірек планетасымалдарды құрады. Бұл планетасымалдар бір-бірімен соқтығысып, планеталарға қосылды. Сатурнның ерте тарихының бір кезеңінде оның ені шамамен 300 шақырым болатын серігі тартылыс күшінен бөлініп, бүгінгі күнге дейін планетаны айналып жүрген сақиналарды жасады. Шын мәнінде, планетаның негізгі параметрлері оның пайда болған жеріне және оның басып алатын газ мөлшеріне тікелей байланысты болды.

Сатурн Юпитерден кіші болғандықтан, ол тезірек салқындайды. Астрономдардың пайымдауынша, оның сыртқы атмосферасы 15 градус Кельвинге дейін суыған бойда гелий тамшыларға конденсацияланып, өзекке қарай бата бастады. Бұл тамшылардың үйкелісі планетаны қыздырды, ал қазір ол Күннен алатын энергиядан шамамен 2,3 есе көп энергия шығарады.

Сақинаның қалыптасуы

Ғарыштан планетаның көрінісі

Сатурнның басты ерекшелігі - сақиналар. Сақиналар қалай түзіледі? Бірнеше нұсқалары бар. Кәдімгі теория сақиналар планетаның өзінде дерлік ескі және кем дегенде 4 миллиард жыл болды. Алпауыттың ерте тарихында оған 300 шақырымдық жер серігі тым жақын келіп, жарылып кеткен. Сондай-ақ екі жерсеріктің соқтығысуы немесе жеткілікті үлкен комета немесе астероид спутникке соқтығысуы және оның орбитада жай ғана құлап кетуі ықтималдығы бар.

Сақинаның қалыптасуына балама гипотеза

Тағы бір болжамға сәйкес, спутниктің бұзылуы болмаған. Оның орнына сақиналар, сонымен қатар планетаның өзі күн тұманынан пайда болды.

Бірақ мәселе мынада: сақиналардағы мұз тым таза. Егер сақиналар Сатурнмен бірге миллиардтаған жылдар бұрын пайда болса, онда біз олардың микрометеорлардың әсерінен толығымен ластанғанын күтеміз. Бірақ бүгін біз олардың 100 миллион жыл бұрын пайда болғандай таза екенін көреміз.

Мүмкін, сақиналар бір-біріне жабысып, бір-бірімен соқтығысып өз материалын үнемі жаңартып отырады, бұл олардың жасын анықтауды қиындатады. Бұл әлі ашылмаған жұмбақтардың бірі.

Атмосфера

Қалған алып планеталар сияқты, Сатурнның атмосферасы 75% сутегі және 25% гелий, су мен метан сияқты басқа заттардың ізі бар.

Атмосфералық ерекшеліктер

Планетаның сыртқы түрі көрінетін жарықта Юпитерге қарағанда тыныш көрінеді. Ғаламшардың атмосферасында бұлт жолақтары бар, бірақ олар бозғылт қызғылт сары және әрең көрінеді. Қызғылт сары түс оның атмосферасындағы күкірт қосылыстарына байланысты. Атмосфераның жоғарғы қабатында күкірттен басқа азот пен оттегі аз мөлшерде болады. Бұл атомдар бір-бірімен әрекеттеседі және күн сәулесінің әсерінен түтінге ұқсайтын күрделі молекулалар түзеді. Жарықтың әртүрлі толқын ұзындығында, сондай-ақ жақсартылған Кассини суреттерінде атмосфера әлдеқайда әсерлі және турбулентті көрінеді.

Атмосферадағы желдер

Планетаның атмосферасы күн жүйесіндегі ең жылдам желдердің кейбірін тудырады (тек Нептунда жылдамырақ). Сатурнның жанынан ұшқан NASA Voyager ғарыш кемесі жел жылдамдығын өлшеп, планетаның экваторында 1800 км/сағ аймақта болып шықты. Үлкен ақ дауылдар планетаны айналып өтетін жолақтарда пайда болады, бірақ Юпитерден айырмашылығы, бұл дауылдар бірнеше айға ғана созылады және атмосфераға сіңеді.

Атмосфераның көрінетін бөлігіндегі бұлттар аммиактан тұрады және тропосфераның жоғарғы бөлігінен (тропопауза) 100 км төмен орналасқан, мұнда температура -250 ° C дейін төмендейді. Осы шекарадан төмен бұлттар аммонийден тұрады. гидросульфид және шамамен 170 км төмен. Бұл қабатта температура -70 градус С. Ең терең бұлттар судан тұрады және тропопаузадан шамамен 130 км төмен орналасқан. Мұнда ауа температурасы 0 градус.

Неғұрлым төмен болса, соғұрлым қысым мен температура жоғарылайды және газ тәрізді сутегі баяу сұйықтыққа айналады.

Алтыбұрыш

Ауа-райының ең таңғаларлық құбылыстарының бірі солтүстік алтыбұрышты дауыл деп аталады.

Сатурн планетасының айналасындағы алтыбұрышты бұлттарды алғаш рет Voyagers 1 және 2 планетаға 30 жылдан астам уақыт бұрын барғаннан кейін ашты. Жақында Сатурнның алтыбұрышы қазір Сатурнның айналасындағы орбитада NASA-ның Кассини ғарыш кемесі арқылы егжей-тегжейлі суретке түсірілді. Алтыбұрыштың (немесе алтыбұрышты құйынның) диаметрі шамамен 25 000 км. Ол Жер сияқты 4 планетаны сыйдыра алады.

Алтыбұрыш планетаның өзімен бірдей жылдамдықпен айналады. Дегенмен, планетаның солтүстік полюсі Оңтүстік полюстен ерекшеленеді, оның ортасында алып шұңқырлы үлкен дауыл бар. Алтыбұрыштың әрбір жағы шамамен 13800 км өлшемге ие және бүкіл құрылым планетаның өзі сияқты ось айналасында 10 сағат 39 минутта бір айналым жасайды.

Алтыбұрыштың пайда болу себебі

Неліктен Солтүстік полюс құйынының пішіні алтыбұрышқа ұқсайды? Астрономдар бұл сұраққа 100% жауап беру қиынға соғады, бірақ Cassini визуалды және инфрақызыл спектрометріне жауапты сарапшылар мен топ мүшелерінің бірі: «Бұл өте таңғаларлық дауыл, оның алты бірдей дерлік жағы бар дәл геометриялық пішіндері бар. Біз басқа планеталарда мұндай нәрсені ешқашан көрген емеспіз».

Ғаламшар атмосферасының суреттер галереясы

Сатурн - дауылдар планетасы

Юпитер атмосфераның жоғарғы қабатында, әсіресе Ұлы Қызыл дақ арқылы анық көрінетін өзінің қатты дауылдарымен танымал. Бірақ Сатурнда да дауылдар бар, олар соншалықты үлкен емес және күшті болмаса да, Жердегімен салыстырғанда олар жай ғана үлкен.

Ең үлкен дауылдардың бірі 1990 жылы Хаббл ғарыштық телескопы арқылы байқалған Ұлы Ақ сопақ деп те аталатын Ұлы Ақ дақ болды. Мұндай дауылдар Сатурнда жылына бір рет (30 Жер жылында бір рет) болуы мүмкін.

атмосфера және жер беті

Планета толығымен дерлік сутегі мен гелийден жасалған шарды өте еске түсіреді. Оның тығыздығы мен температурасы планетаға тереңірек жылжыған сайын өзгереді.

Атмосфераның құрамы

Ғаламшардың сыртқы атмосферасы 93% молекулалық сутектен, қалғаны гелийден және аз мөлшерде аммиак, ацетилен, этан, фосфин және метаннан тұрады. Дәл осы микроэлементтер біз суреттерде көретін көрінетін жолақтар мен бұлттарды жасайды.

Ядро

Сатурн құрылымының жалпы схемалық диаграммасы

Аккреция теориясына сәйкес, планетаның ядросы үлкен массасы бар жартасты, ерте күн тұманындағы газдардың көп мөлшерін ұстауға жеткілікті. Оның ядросы, басқа газ гиганттары сияқты, бастапқы газдарды алуға уақыт табу үшін басқа планеталарға қарағанда әлдеқайда жылдам қалыптасып, массаға айналуы керек еді.

Газ гиганты, ең алдымен, тасты немесе мұзды құрамдас бөліктерден пайда болған, ал төмен тығыздық ядродағы сұйық металдар мен тау жыныстарының қоспаларын көрсетеді. Бұл тығыздығы судан төмен жалғыз планета. Бәрібір, ішкі құрылымыСатурн планетасы тас сынықтарының қоспалары бар қалың сироптың шарына ұқсайды.

металл сутегі

Өзектегі металл сутегі магнит өрісін тудырады. Осылайша жасалған магнит өрісі Жердікінен сәл әлсіз және оның ең үлкен серігі Титанның орбитасына ғана таралады. Титан планетаның магнитосферасындағы иондалған бөлшектердің пайда болуына ықпал етеді, олар атмосферада полярлық сәулелерді жасайды. Voyager 2 планетаның магнитосферасында күн желінің жоғары қысымын анықтады. Сол миссия кезінде жасалған өлшемдерге сәйкес, магнит өрісі небәрі 1,1 миллион км-ден асады.

Планетаның өлшемі

Планетаның экваторлық диаметрі 120 536 км, Жер диаметрінен 9,44 есе үлкен. Радиусы 60268 км, бұл оны біздің Күн жүйесіндегі екінші планета етеді, Юпитерден кейін екінші орында. Ол, барлық басқа планеталар сияқты, жалпақ сфероид болып табылады. Бұл оның экваторлық диаметрі полюстер арқылы өлшенген диаметрден үлкен екенін білдіреді. Сатурн жағдайында бұл қашықтық планетаның айналу жылдамдығының жоғары болуына байланысты айтарлықтай маңызды. Полярлық диаметрі 108728 км, бұл экваторлық диаметрден 9,796% аз, сондықтан Сатурнның пішіні сопақ.

Сатурнның айналасында

Күн ұзақтығы

Атмосфераның және планетаның айналу жылдамдығын үш түрлі әдіспен өлшеуге болады. Біріншісі – планетаның экваторлық бөлігіндегі бұлт қабатында планетаның айналу жылдамдығын өлшеу. Оның айналу уақыты 10 сағат 14 минут. Егер өлшеулер Сатурнның басқа аймақтарында жүргізілсе, онда айналу жылдамдығы 10 сағат 38 минут 25,4 секундты құрайды. Бүгінгі күні тәулік ұзақтығын өлшеудің ең дәл әдісі радио сәулеленуді өлшеуге негізделген. Бұл әдіс планетаның айналу жылдамдығын 10 сағат 39 минут 22,4 секунд береді. Осы сандарға қарамастан, қазіргі уақытта планетаның ішкі бөлігінің айналу жылдамдығын дәл өлшеу мүмкін емес.

Тағы да планетаның экваторлық диаметрі 120 536 км, полярлық диаметрі 108 728 км. Бұл сандардағы бұл айырмашылық неліктен планетаның айналу жылдамдығына әсер ететінін білу маңызды. Дәл осындай жағдай басқа алып планеталарда, әсіресе планетаның әртүрлі бөліктерінің айналуындағы айырмашылық Юпитерде көрінеді.

Ғаламшардың радиосәулеленуіне сәйкес күннің ұзақтығы

Сатурнның ішкі аймақтарынан келетін радио сәулеленудің көмегімен ғалымдар оның айналу периодын анықтай алды. Оның магнит өрісінде ұсталған зарядталған бөлшектер Сатурнның магнит өрісімен әрекеттескенде, шамамен 100 килогерцте радиотолқындар шығарады.

Voyager зонды 1980 жылдары ұшып бара жатқан планетаның радио сәулелерін тоғыз ай бойы өлшеп, айналуы 7 секунд қателікпен 10 сағат 39 минут 24 секунд екені анықталды. «Улисс» ғарыш кемесі де 15 жылдан кейін өлшеу жүргізіп, 36 секунд қателікпен 10 сағат 45 минут 45 секунд нәтиже берді.

6 минуттық айырмашылық бар! Немесе планетаның айналуы жылдар бойы баяулады, немесе біз бір нәрсені жіберіп алдық. Кассини планетааралық зонд плазмалық спектрометрдің көмегімен дәл осындай радио сәулеленуді өлшеді және ғалымдар 30 жылдық өлшеулердегі 6 минуттық айырмашылыққа қосымша, айналу да аптасына бір пайызға өзгеретінін анықтады.

Ғалымдардың пікірінше, бұл екі нәрсеге байланысты болуы мүмкін: Күннен келетін күн желі өлшеулерге кедергі келтіреді және Энцелад гейзерлерінің бөлшектері магнит өрісіне әсер етеді. Осы факторлардың екеуі де радио сәулеленудің өзгеруіне себеп болады және олар бір уақытта әртүрлі нәтижелерді тудыруы мүмкін.

Жаңа деректер

2007 жылы планетаның радиосәулеленуінің кейбір нүктелік көздері Сатурнның айналу жылдамдығына сәйкес келмейтіні анықталды. Кейбір ғалымдар бұл айырмашылық Энцелад айының әсерінен деп есептейді. Бұл гейзерлердегі су буы планетаның орбитасына түседі және иондалады, осылайша планетаның магнит өрісіне әсер етеді. Бұл магнит өрісінің айналуын бәсеңдетеді, бірақ планетаның айналуымен салыстырғанда сәл ғана. Cassini, Voyager және Pioneer ғарыш кемелерінің әртүрлі өлшемдеріне негізделген Сатурнның айналуының ағымдағы бағасы 2007 жылдың қыркүйегіндегі жағдай бойынша 10 сағат 32 минут 35 секундты құрайды.

Кассинидің планетаның негізгі сипаттамалары күн желінің деректердегі айырмашылықтың ең ықтимал себебі екенін көрсетеді. Магнит өрісінің айналуын өлшеудегі айырмашылықтар әр 25 күн сайын пайда болады, бұл Күннің айналу кезеңіне сәйкес келеді. Күн желінің жылдамдығы да үнемі өзгеріп отырады, оны ескеру қажет. Энцелад ұзақ мерзімді өзгерістер жасай алады.

ауырлық

Сатурн - алып планета және оның қатты беті жоқ, ал көру мүмкін емес нәрсе оның беті (біз тек жоғарғы бұлт қабатын көреміз) және тартылыс күшін сезінеді. Бірақ оның елестетілген бетіне сәйкес келетін қандай да бір шартты шекара бар деп елестетіп көрейік. Егер сіз жер бетінде тұра алсаңыз, планетаның тартылыс күші қандай болар еді?

Сатурнның массасы Жерден үлкен болғанымен (Күн жүйесіндегі Юпитерден кейінгі екінші ең үлкен масса), ол сонымен қатар күн жүйесіндегі барлық планеталардың «ең жеңілі» болып табылады. Оның қиял бетіндегі кез келген нүктедегі нақты тартылыс күші Жердегінің 91% құрайды. Басқаша айтқанда, егер сіздің таразыңыз Жердегі 100 кг салмақты көрсетсе (о, сұмдық!), Сатурнның «бетінде» сіз 92 кг салмақ аласыз (сәл жақсырақ, бірақ бәрібір).

Салыстыру үшін Юпитердің «бетінде» тартылыс күші Жердікінен 2,5 есе артық. Марста тек 1/3, ал Айда 1/6.

Неліктен ауырлық күші соншалықты әлсіз? Алып планета негізінен сутегі мен гелийден тұрады, ол күн жүйесінің қалыптасуының ең басында жинақталған. Бұл элементтер Әлемнің басында Үлкен жарылыс нәтижесінде пайда болды. Мұның бәрі планетаның өте төмен тығыздығына байланысты.

планетаның температурасы

Voyager 2 суреті

Ғарышпен шекарада орналасқан атмосфераның ең жоғарғы қабатының температурасы -150 С. Бірақ атмосфераға сүңгу кезінде қысым көтеріледі және сәйкесінше температура көтеріледі. Планетаның өзегінде температура 11700 C дейін жетуі мүмкін. Бірақ бұл қай жерде жоғары температура? есебінен қалыптасады орасан зор сомасутегі мен гелий, ол планетаның ішегіне сіңіп, жиырылып, ядроны қыздырады.

Гравитациялық жиырылуының арқасында планета шын мәнінде жылу шығарады, Күннен алатын энергиядан 2,5 есе көп энергия бөледі.

Су мұзынан тұратын бұлт қабатының түбінде орташа температура Цельсий бойынша -23 градус. Бұл мұз қабатының үстінде аммоний гидросульфиді бар, орташа температурасы -93 С. Оның үстінде атмосфераны сарғыш және сары түске бояйтын аммиак мұзының бұлттары орналасқан.

Сатурн неге ұқсайды және оның түсі қандай

Кішкентай телескоп арқылы қарағанның өзінде планетаның түсі сарғыш реңктері бар бозғылт сары болып көрінеді. Хаббл немесе NASA-ның Кассини ғарыш кемесі сияқты қуатты телескоптардың көмегімен ақ және қызғылт сары түсті қоспасы бар бұлттардың жұқа қабаттары мен дауылдарды көруге болады. Бірақ Сатурнға оның түсін не береді?

Юпитер сияқты, планета толығымен дерлік сутегіден тұрады, гелийдің аз мөлшері, сондай-ақ аммиак, су буы және әртүрлі қарапайым көмірсутектер сияқты басқа қосылыстардың аз мөлшері.

Негізінен аммиак кристалдарынан тұратын бұлттардың жоғарғы қабаты ғана планетаның түсіне жауап береді, ал бұлттардың төменгі деңгейі не аммоний гидросульфиді, не су болып табылады.

Сатурн Юпитерге ұқсас жолақты атмосфераға ие, бірақ жолақтар экваторға жақын жерде әлдеқайда әлсіз және кеңірек. Сондай-ақ бұл жерде Юпитер солтүстік жарты шардың жазғы күн тоқырауына жақындаған кезде жиі болатын Ұлы қызыл дақ сияқты ұзақ мерзімді дауылдар болмайды.

Кассини ұсынған кейбір фотосуреттер Уранға ұқсас көк болып көрінеді. Бірақ бұл Кассинидің көзқарасы бойынша жарықтың шашырауын көріп отырғандықтан болса керек.

Құрама

Түнгі аспандағы Сатурн

Ғаламшардың айналасындағы сақиналар жүздеген жылдар бойы адамдардың қиялын жаулап алды. Ғаламшардың неден жасалғанын білгісі келетіні де табиғи нәрсе еді. Мұны ғалымдар әртүрлі әдістер арқылы білді Химиялық құрамыСатурн 96% сутегі, 3% гелий және 1% әртүрлі элементтерден тұрады, соның ішінде метан, аммиак, этан, сутегі және дейтерий. Бұл газдардың кейбіреулері оның атмосферасында, сұйық және балқытылған күйде болады.

Газдардың күйі қысым мен температураның жоғарылауымен өзгереді. Бұлттардың жоғарғы жағында сіз аммиак кристалдарын, ал бұлттардың түбінде аммоний гидросульфиді және/немесе суды кездестіресіз. Бұлттардың астында атмосфералық қысым жоғарылайды, бұл температураның жоғарылауын тудырады және сутегі сұйық күйге айналады. Біз планетаның тереңдігіне барған сайын қысым мен температура арта береді. Нәтижесінде ядрода сутегі осы ерекше агрегаттық күйге өтіп, металға айналады. Планета сутегіден басқа тау жыныстары мен кейбір металдардан тұратын борпылдақ өзегі бар деп есептеледі.

Заманауи ғарышты зерттеу Сатурн жүйесінде көптеген ашылуларға әкелді. Зерттеулер 1979 жылы Pioneer 11 ғарыш кемесінің ұшуынан басталды. Бұл миссия F сақинасын ашты.Вояджер 1 келесі жылы ұшып, кейбір спутниктердің беткі мәліметтерін Жерге қайтарды. Ол сонымен қатар Титандағы атмосфераның көрінетін жарыққа мөлдір емес екенін дәлелдеді. 1981 жылы Voyager 2 Сатурнға барып, атмосферадағы өзгерістерді анықтады, сонымен қатар Voyager 1 алғаш көрген Максвелл мен Килер саңылауларының бар екенін растады.

2004 жылы планетаның айналасындағы орбитаға шыққан жүйеге «Вояджер 2» Кассини-Гюйгенс ғарыш кемесі келгеннен кейін оның миссиясы туралы толығырақ осы мақаладан оқи аласыз.

Радиация

NASA-ның Кассини қондырғышы планетаға алғаш рет келгенде, ол планетаның айналасында күн күркіреп, радиациялық белдеулерді анықтады. Ол тіпті планетаның сақинасының ішінде орналасқан жаңа радиациялық белдікті тапты. Жаңа радиациялық белдеу Сатурн орталығынан 139 000 км қашықтықта және 362 000 км-ге дейін созылады.

Сатурндағы солтүстік жарықтар

Хаббл ғарыштық телескопы мен Кассини ғарыш кемесі суреттерінен жасалған солтүстікті көрсететін бейне.

Магнит өрісінің болуына байланысты Күннің зарядталған бөлшектері магнитосфераға түсіп, радиациялық белдеулерді құрайды. Бұл зарядталған бөлшектер магниттік күш өрісінің сызықтары бойымен қозғалады және планетаның атмосферасымен соқтығысады. Аврораның пайда болу механизмі Жердікіне ұқсас, бірақ атмосфераның әртүрлі құрамына байланысты алпауыттағы полярлар жердегі жасылдан айырмашылығы күлгін түсті.

Хаббл телескопы арқылы көрінетін Сатурнның аврорасы

Аврора галереясы

ең жақын көршілер

Сатурнға ең жақын планета қандай? Бұл қазіргі уақытта орбитада қай жерде, сондай-ақ басқа планеталардың орналасуына байланысты.

Орбитаның көп бөлігі үшін ең жақын планета . Сатурн мен Юпитер бір-бірінен ең аз қашықтықта болғанда, олардың арасы небәрі 655 000 000 км.

Олар бір-бірінің қарама-қарсы жағында орналасқанда, Сатурн планеталары және кейде бір-біріне өте жақын келеді және осы сәтте олар бір-бірінен 1,43 миллиард км қашықтықта орналасқан.

Негізгі ақпарат

Келесі планета фактілері NASA планеталық бюллетеньдеріне негізделген.

Салмағы - 568,46 x 10 * 24 кг

Көлемі: 82 713 x 10*10 км3

Орташа радиусы: 58232 км

Орташа диаметрі: 116 464 км

Тығыздығы: 0,687 г/см3

Бірінші қашу жылдамдығы: 35,5 км/с

Еркін түсу үдеуі: 10,44 м/с2

Табиғи серіктері: 62

Күннен қашықтығы (орбитаның негізгі осі): 1,43353 млрд км

Орбиталық кезең: 10 759,22 күн

Перигелий: 1,35255 млрд км

Афелион: 1,5145 млрд км

Орбитаның жылдамдығы: 9,69 км/с

Орбиталық көлбеу: 2,485 градус

Орбитаның эксцентриситеті: 0,0565

Сидеральды айналу кезеңі: 10,656 сағат

Ось айналасында айналу периоды: 10,656 сағат

Осьтік көлбеу: 26,73°

Кім ашты: ол ерте заманнан бері белгілі

Жерден ең аз қашықтық: 1,1955 млрд км

Жерден максималды қашықтығы: 1,6585 млрд км

Жерден максималды көрінетін диаметр: 20,1 доғалы секунд

Жерден көрінетін минималды диаметр: 14,5 доғалық секунд

Көрінетін жарқырау (максималды): 0,43 магнитуда

Оқиға

Хаббл телескопы түсірген ғарыштық сурет

Планета жай көзге анық көрінеді, сондықтан планета алғаш рет қашан ашылғанын айту қиын. Неліктен планета Сатурн деп аталады? Ол римдік егін құдайының атымен аталған – бұл құдай грек құдайы Кроносқа сәйкес келеді. Сондықтан бұл есімнің шығу тегі римдік.

Галилео

Сатурн және оның сақиналары 1610 жылы Галилей өзінің қарапайым, бірақ жұмыс істейтін телескопын жасап, планетаға қарағанға дейін жұмбақ болды. Әрине, Галилео не көріп тұрғанын түсінбеді және сақиналарды планетаның екі жағындағы үлкен айлар деп ойлады. Бұл Кристиан Гюйгенс олардың айлар емес, сақиналар екенін көру үшін ең жақсы телескопты пайдаланғанға дейін болды. Гюйгенс сонымен қатар ең үлкен ай Титанды бірінші болып ашты. Ғаламшардың көрінуі оны барлық жерден дерлік байқауға мүмкіндік беретініне қарамастан, оның серіктері, сақиналар сияқты, тек телескоп арқылы көрінеді.

Жан Доминик Кассини

Ол сақиналардың аралығын ашты, кейінірек Кассини деп аталды және бірінші болып планетаның 4 серігін ашты: Япет, Реа, Тетис және Дион.

Уильям Гершель

1789 жылы астроном Уильям Гершель тағы екі серікті - Мимас пен Энцеладты ашты. Ал 1848 жылы британдық ғалымдар Hyperion атты спутникті тапты.

Ғарыштық аппараттар планетаға ұшпас бұрын, сіз тіпті планетаны жай көзбен көруге болатынына қарамастан, біз бұл туралы көп білмедік. 70-80-жылдары НАСА планетаның бұлт қабатынан 20 000 км қашықтықтан өтіп, Сатурнға барған алғашқы ғарыш кемесі болған Pioneer 11 ғарыш аппаратын ұшырды. Одан кейін 1980 жылы Voyager 1 және 1981 жылы тамызда Voyager 2 ұшырылды.

2004 жылдың шілдесінде NASA-ның Кассини қондырғышы Сатурндық жүйеге келіп, ең көп жинақталған. толық сипаттамаСатурн планетасы және оның жүйелері. Кассини Титанның айының 100-ге жуық ұшуын, көптеген басқа серіктердің бірнеше рет ұшуын жасады және бізге планета мен оның серіктерінің мыңдаған суреттерін жіберді. Кассини 4 жаңа ай, жаңа сақина ашты және Титаннан сұйық көмірсутектердің теңіздерін ашты.

Сатурн жүйесіндегі Кассини ұшуының кеңейтілген анимациясы

Сақиналар

Олар планетаны айналып өтетін мұз бөлшектерінен тұрады. Жерден анық көрінетін бірнеше негізгі сақиналар бар және астрономдар Сатурн сақиналарының әрқайсысы үшін арнайы белгілерді пайдаланады. Бірақ Сатурн планетасының шын мәнінде қанша сақинасы бар?

Сақиналар: Кассиниден көрініс

Бұл сұраққа жауап беруге тырысайық. Сақиналардың өзі келесі бөліктерге бөлінеді. Сақинаның ең тығыз екі бөлігі A және B деп белгіленеді, олар Кассини саңылауы арқылы, одан кейін C сақинасымен бөлінеді.3 негізгі сақинадан кейін кішірек, шаңды сақиналар бар: D, G, E, сонымен қатар F сақинасы, ол ең сыртқы . Сонымен неше негізгі сақина бар? Дұрыс - 8!

Бұл үш негізгі сақина мен 5 шаң сақинасы негізгі массаны құрайды. Бірақ Янус, Метон, Паллен сияқты тағы бірнеше сақиналар, сондай-ақ Анф сақинасының доғалары бар.

Сондай-ақ кішірек сақиналар және әртүрлі сақиналарда санауға қиын саңылаулар бар (мысалы, Энке саңылауы, Гюйгенс саңылауы, Доус саңылауы және басқалары). Қосымша бақылаусақиналар олардың параметрлері мен санын нақтылауға мүмкіндік береді.

Жоғалып бара жатқан сақиналар

Планетаның орбитасының көлбеуіне байланысты сақиналар әр 14-15 жыл сайын шетіне айналады және өте жұқа болғандықтан, олар Жерді бақылаушылардың көру аймағынан іс жүзінде жоғалады. 1612 жылы Галилео өзі тапқан серіктердің бір жерде жоғалып кеткенін байқады. Жағдайдың оғаш болғаны сонша, Галилео тіпті планетаны бақылаудан бас тартты (үміттердің күйреуінің нәтижесінде!). Ол екі жыл бұрын сақиналарды ашқан (және оларды спутник деп ойлаған) және олар бірден таң қалды.

Сақина параметрлері

Ғаламшарды кейде «Күн жүйесінің інжу-маржаны» деп те атайды, өйткені оның сақина жүйесі тәжге ұқсайды. Бұл сақиналар шаңнан, тастан және мұздан тұрады. Сондықтан сақиналар үзілмейді, өйткені. ол бүтін емес, бірақ миллиардтаған бөлшектерден тұрады. Сақина жүйесіндегі кейбір материалдар құм түйірлерінің өлшемі, ал кейбір нысандар биік ғимараттардан үлкенірек, ені бір шақырымға жетеді. Сақиналар неден жасалған? Көбінесе мұз бөлшектері, бірақ шаң сақиналары да бар. Бір қызығы, әрбір сақина планетаға қатысты әртүрлі жылдамдықпен айналады. Планета сақиналарының орташа тығыздығы соншалықты төмен, олар арқылы жұлдыздарды көруге болады.

Сатурн сақина жүйесі бар жалғыз планета емес. Барлық газ алыптарының сақиналары бар. Сатурн сақиналары ең үлкен және ең жарқын болғандықтан ерекшеленеді. Сақиналардың қалыңдығы шамамен бір шақырым және планетаның орталығынан 482 000 шақырымға дейін созылады.

Сатурн сақиналары олардың ашылған ретіне қарай алфавиттік тәртіппен аталды. Бұл сақиналарды сәл шатастырады, оларды планетадан ретсіз тізімдейді. Төменде негізгі сақиналардың және олардың арасындағы бос орындардың тізімі, сондай-ақ планетаның орталығынан қашықтығы және олардың ені берілген.

Сақиналардың дыбыстары

Бұл керемет бейнеде сіз Сатурн планетасының дыбыстарын естисіз, бұл планетаның дыбысқа аударылған радио сәулеленуі. Ғаламшардағы полярлық сәулелермен бірге километрлік диапазондағы радио сәулелену пайда болады.

Cassini плазмалық спектрометрі ғалымдарға жиілікті ауыстыру арқылы радиотолқындарды дыбысқа түрлендіруге мүмкіндік беретін жоғары ажыратымдылықты өлшеулер жасады.

Сақиналардың пайда болуы

Сақиналар қалай пайда болды? Планетаның неліктен сақиналары бар және олар неден жасалған деген сұраққа ең қарапайым жауап - бұл планета өзінен әртүрлі қашықтықта көптеген шаң мен мұзды жинаған. Бұл элементтер, ең алдымен, тартылыс күшімен ұсталған. Кейбіреулер оларды планетаға тым жақын келген және Рош шегіне құлаған шағын спутниктің жойылуы нәтижесінде пайда болды деп санайды, нәтижесінде оны планетаның өзі жыртып тастады.

Кейбір ғалымдар сақиналардағы барлық материал астероидтармен немесе кометалармен спутниктік соқтығыстардың өнімі деп болжайды. Соқтығысқаннан кейін астероидтардың қалдықтары планетаның тартылыс күшінен құтылып, сақиналар түзді.

Осы нұсқалардың қайсысы дұрыс екеніне қарамастан, сақиналар өте әсерлі. Шын мәнінде, Сатурн - сақиналардың әміршісі. Сақиналарды зерттегеннен кейін басқа планеталардың сақина жүйелерін зерттеу керек: Нептун, Уран және Юпитер. Бұл жүйелердің әрқайсысы әлсіз, бірақ бәрібір өзінше қызықты.

Сақиналардың суреттерінің галереясы

Сатурндағы өмір

Сатурнға қарағанда өмір сүру үшін қонақжай планетаны елестету қиын. Планета толығымен дерлік сутегі мен гелийден тұрады, төменгі бұлт қабатында аз мөлшерде су мұзы бар. Бұлттардың жоғарғы жағындағы температура -150 С дейін төмендеуі мүмкін.

Атмосфераға түскен сайын қысым мен температура көтеріледі. Температура судың қатып қалмауы үшін жеткілікті жылы болса, онда бұл деңгейдегі атмосфераның қысымы Жер мұхитынан бірнеше шақырым төмен орналасқанмен бірдей.

Планетаның спутниктеріндегі тіршілік

Тіршілікті табу үшін ғалымдар планетаның серіктеріне қарауды ұсынады. Олар айтарлықтай мөлшердегі су мұзынан тұрады және олардың Сатурнмен гравитациялық әрекеттесуі олардың интерьерін жылы ұстайды. Энцелад айының бетінде үздіксіз дерлік атқылаушы су гейзерлері бар екені белгілі. Оның мұз қыртысының астында (Еуропа сияқты дерлік) жылы судың орасан зор қоры болуы мүмкін.

Тағы бір ай, Титанда сұйық көмірсутектерден тұратын көлдер мен теңіздер бар және өмірді тудыру мүмкіндігі бар жер деп саналады. Астрономдар Титан өзінің алғашқы тарихында құрамы жағынан Жерге өте ұқсас деп есептейді. Күн қызыл ергежейліге айналғаннан кейін (4-5 млрд. жылдан кейін) спутниктегі температура тіршіліктің пайда болуына және сақталуына қолайлы болады, ал көмірсутектердің көп мөлшері, соның ішінде күрделілері де бастапқы «сорпа» болады. ».

аспандағы орны

Сатурн және оның алты серігі, әуесқой фото

Сатурн аспанда өте жарық жұлдыз ретінде көрінеді. Планетаның ағымдағы координаталары Stellarium сияқты мамандандырылған планетарий бағдарламаларында жақсы көрсетілген және оның белгілі бір аймақты қамтуына немесе өтуіне байланысты оқиғаларды, сондай-ақ Сатурн планетасына қатысты барлық нәрсені 100 астрономиялық оқиғалар бабында көруге болады. жыл. Планетаның қарама-қайшылығы әрқашан оны барынша егжей-тегжейлі қарауға мүмкіндік береді.

Алдағы қақтығыстар

Ғаламшардың эфемеридтерін және оның шамасын білу, жұлдызды аспаннан Сатурнды табу қиын емес. Дегенмен, тәжірибеңіз аз болса, оны іздеуді кейінге қалдыруға болады, сондықтан Go-To бекіткіші бар әуесқой телескоптарды пайдалануды ұсынамыз. Go-To қондырғысы бар телескопты пайдаланыңыз және сізге планетаның координаттарын және оны дәл қазір көруге болатын жерді білудің қажеті жоқ.

Планетаға ұшу

Сатурнға ғарыш сапары қанша уақытты алады? Сіз таңдаған бағытқа байланысты рейс басқа уақытты алуы мүмкін.

Мысалы: Планетаға жету үшін Pioneer 11 алты жарым жыл қажет болды. Voyager 1-ге үш жыл екі ай, Voyager 2-ге төрт жыл, ал Кассини ғарыш кемесіне алты жыл тоғыз ай қажет болды! New Horizons ғарыш кемесі Сатурнды Плутонға барар жолда гравитациялық трамплин ретінде пайдаланды және ұшырылғаннан кейін екі жыл төрт айдан кейін келді. Неліктен ұшу уақытында мұндай үлкен айырмашылық бар?

Ұшу уақытын анықтайтын бірінші фактор

Келіңіздер, ғарыш кемесі тікелей Сатурнға ұшырылды ма, әлде ол жол бойындағы басқа аспан денелерін рота ретінде пайдаланады ма?

Ұшу уақытын анықтайтын екінші фактор

Бұл ғарыш кемесінің қозғалтқышының бір түрі, ал үшінші фактор - біз планетаның жанынан ұшамыз ба немесе оның орбитасына кіреміз бе.

Осы факторларды ескере отырып, жоғарыда аталған миссияларды қарастырайық. Pioneer 11 және Cassini Сатурнға бет алғанға дейін басқа планеталардың гравитациялық әсерін пайдаланды. Басқа денелердің бұл ұшулары ұзақ сапарға жылдар қосты. Voyager 1 және 2 Сатурнға барар жолда тек Юпитерді пайдаланды және әлдеқайда жылдам жетті. Жаңа көкжиектер кемесі барлық басқа зондтарға қарағанда бірнеше ерекше артықшылықтарға ие болды. Екі негізгі артықшылығы - оның ең жылдам және ең жетілдірілген қозғалтқышы бар және Плутонға барар жолда Сатурнға қысқа траекториямен ұшырылды.

Зерттеу кезеңдері

Сатурнның панорамалық суреті 2013 жылы 19 шілдеде Кассини ғарыш кемесі түсірген. Сол жақтағы разрядталған сақинада ақ нүкте Энцелад болып табылады. Жер кескіннің ортасынан төмен және оң жағында көрінеді.

1979 жылы тұңғыш ғарыш кемесі алып планетаға жетті.

Пионер-11

1973 жылы жасалған Pioneer 11 Юпитердің жанынан ұшып, планетаның тартылыс күшін оның траекториясын өзгерту және Сатурнға қарай бағыттау үшін пайдаланды. Ол 1979 жылы 1 қыркүйекте планетаның бұлт қабатынан 22 000 км биіктіктен өтіп келді. Тарихта алғаш рет ол Сатурнды жақыннан зерттеу жүргізіп, планетаның жақыннан түсірілген фотосуреттерін жіберіп, бұрын белгісіз сақинаны ашты.

Voyager 1

NASA-ның Voyager 1 зонды 1980 жылы 12 қарашада планетаға барған келесі ғарыш кемесі болды. Ол планетаның бұлт қабатынан 124 000 км ұшып, Жерге шынымен баға жетпес фотосуреттер ағынын жіберді. Олар Voyager 1-ді Титан спутнигінің айналасында ұшуға және оның егіз ағасы Voyager 2-ні басқа алып планеталарға жіберуге шешім қабылдады. Нәтижесінде, аппарат көптеген ғылыми ақпаратты жібергенімен, Титанның бетін көрмегені белгілі болды, өйткені ол көрінетін жарыққа мөлдір емес. Сондықтан, шын мәнінде, кеме ғалымдар үлкен үміт артқан ең үлкен спутниктің пайдасына құрбан болды, бірақ соңында олар ешқандай егжей-тегжейсіз сарғыш шарды көрді.

Voyager 2

Voyager 1 ұшуынан кейін көп ұзамай Voyager 2 Сатурн жүйесіне ұшып, бірдей дерлік бағдарламаны орындады. Ол планетаға 1981 жылы 26 тамызда жетті. Ол планетаны 100 800 км қашықтықта айналумен қатар Энцелад, Тетис, Гиперион, Япет, Фиби және басқа да бірқатар серіктерге жақын ұшты. Вояжер 2 ғаламшардан гравитациялық үдеу алып, Уранға (1986 жылы сәтті ұшу) және Нептунға (1989 жылы сәтті ұшу) бағыт алды, содан кейін ол күн жүйесінің шекараларына сапарын жалғастырды.

Кассини-Гюйгенс

Кассиниден Сатурнның көріністері

NASA-ның 2004 жылы планетаға келген Кассини-Гюйгенс зонды планетаны тұрақты орбитадан шынымен зерттей алды. Өзінің миссиясының бір бөлігі ретінде ғарыш кемесі Гюйгенс зондын Титанның бетіне жеткізді.

Кассинидің ТОП 10 суреті

Кассини өзінің негізгі миссиясын аяқтады және көптеген жылдар бойы Сатурн мен оның серіктерін зерттеуді жалғастыруда. Оның ашқан жаңалықтарының ішінде Энцелададағы гейзерлер, Титандағы көмірсутектердің теңіздері мен көлдері, жаңа сақиналар мен спутниктер, сондай-ақ Титанның бетінен алынған деректер мен фотосуреттерді атап өткен жөн. Ғалымдар NASA-ның планеталарды зерттеуге бөлетін бюджетінің қысқаруына байланысты Кассини миссиясын 2017 жылы аяқтауды жоспарлап отыр.

Болашақ миссиялар

Титан Сатурн жүйесінің келесі миссиясы (TSSM) 2020 жылға дейін емес, кейінірек күтілу керек. Жер мен Венера маңындағы гравитациялық маневрлерді қолдана отырып, бұл құрылғы Сатурнға шамамен 2029 жылы жете алады.

Төрт жылдық ұшу жоспары қарастырылған, оның ішінде планетаның өзін зерттеуге 2 жыл, қону аппараты қатысатын Титанның бетін зерттеуге 2 ай және жер серігін зерттеуге 20 ай бөлінген. орбита. Бұл шынымен де ауқымды жобаға Ресей де қатысуы мүмкін. Роскосмос федералды агенттігінің болашақ қатысуы қазірдің өзінде талқылануда. Бұл миссия орындалмай тұрса да, бізде Кассинидің ол тұрақты түрде тарататын және Жерге жіберілгеннен кейін бірнеше күн өткен соң барлығына қол жеткізе алатын фантастикалық суреттерін көру мүмкіндігіміз әлі де бар. Сатурнды зерттеуге сәттілік!

Ең жиі қойылатын сұрақтарға жауаптар

1. Сатурн планетасы кімнің атымен аталды? Римдік құнарлылық құдайының құрметіне.
2. Сатурн қашан ашылды? Бұл ерте заманнан бері белгілі және бұл планета екенін алғаш кім анықтағанын анықтау мүмкін емес.
3. Сатурн Күннен қаншалықты алыс? Күннен орташа қашықтығы 1,43 млрд км, немесе 9,58 А.Б.
4. Оны аспанда қалай табуға болады? Іздеу карталарын және Stellarium сияқты арнайы бағдарламалық құралды қолданған дұрыс.
5. Сайттың координаталары қандай? Бұл планета болғандықтан, оның координаттары өзгереді, сіз Сатурнның эфемеридтерін арнайы астрономиялық ресурстардан біле аласыз.

Сатурн, егер Күннен қашықтығы бойынша есептелетін болсақ, алтыншы планета, ал ең үлкен болса, екінші планета. Бұл массасы массасынан 95 есе асатын газ гиганты. Оның тығыздығы барлық планеталар арасындағы ең төмен және судың тығыздығынан да аз. Сатурн планетасы ең әдемі және жұмбақтардың бірі болуы мүмкін. Оның сыртқы келбеті таңқаларлық және тартымды. Ертегі сақиналары әдеттен тыс нәрсе сезімін тудырады, олардың арқасында оны басқа планетамен шатастыруға болмайды, бұл бірегей.

Сатурн деген атау дегеніміз не? Ол грек мифологиясындағы құдіретті титандарға қолбасшылық еткен Құдай Кроностың атынан шыққаны белгілі. Ғаламшар өз атауын өзінің үлкен өлшемі мен ерекше көрінісіне байланысты алды.

Планета параметрлері

Атмосфера

Сатурн атмосферасында қатты жел соғады. Олардың жылдамдығы соншалық, ол шамамен 500 км / сағ, ал кейде 1500 км / сағ жетеді. Келісемін, бұл өте жағымсыз құбылыс, бірақ Жерден (телескоп арқылы қараған кезде) олар өте әдемі көрінеді. Планетада нағыз циклондар өршіп тұр, олардың ең үлкені - Ұлы Ақ сопақ. Бұл атауды сыртқы түрі үшін алды және шамамен отыз жылда бір рет жер бетінде жүйелі түрде пайда болатын күшті антициклон. Оның өлшемдері өте үлкен және шамамен 17 мың километрді құрайды.

Планетаның атмосферасы негізінен сутегі мен гелийден тұрады, оның ішінде азот аз. Жоғарғы қабаттарда аммиак бұлттары байқалады.

дақтар сияқты түзілістер де кездеседі. Рас, олар, мысалы, Юпитердікі сияқты байқалмайды, бірақ бәрібір, кейбіреулері өте үлкен және шамамен 11 мың км-ге жетеді. Айтпақшы, өте әсерлі. Сондай-ақ жарқын дақтар бар, олар әлдеқайда кішірек, бар болғаны 3 мың км-ге жуық, сонымен қатар қоңыр түсті, өлшемі 10 мың км.

Ғалымдар болжағандай, температура айырмашылығынан пайда болған жолақтар да бар. Олардың саны өте көп және дәл осы жолақтардың ортасында ең күшті желдер соғады.
Атмосфераның жоғарғы қабатында өте суық. Температура -180 °С-тан -150 °С-қа дейін ауытқиды. Бұл қорқынышты суық болса да, бірақ планетаның ішінде жылытатын және жылу беретін ядро ​​болмаса, онда атмосфераның температурасы айтарлықтай төмен болар еді, өйткені Күн алыс.

Беткей

Сатурнның қатты беті жоқ, ал біз көретініміз бұлттардың шыңдары ғана. Олардың үстіңгі қабаты мұздатылған аммиактан, ал төменгі қабаты аммонийден тұрады. Ғаламшарға неғұрлым жақын болса, сутегі атмосферасы соғұрлым тығыз және ыстық болады.

Ішкі құрылымы Юпитерге өте ұқсас.Ғалымдар планетаның ортасында үлкен силикат-металл ядросы бар деп болжайды. Сонымен, шамамен 30 000 км тереңдікте. температурасы 10 000 °C, қысымы шамамен 3 миллион атмосфера. Ядроның өзінде қысым, температура сияқты одан да жоғары. Бұл бүкіл планетаны жылытатын жылу көзі. Сатурн өзінен алғанға қарағанда көбірек жылу береді.

Ядро металдық күйде болатын сутегімен қоршалған, ал оның үстінде жер бетіне жақынырақ сұйық молекулалық сутегі қабаты орналасқан, ол атмосфераға іргелес оның газ фазасына өтеді. Ғаламшардың магнит өрісінің бірегей ерекшелігі бар, ол планетаның айналу осімен сәйкес келеді. Сатурнның магнитосферасы симметриялы көрініске ие, бірақ радиациялық полюстердің пішіні дұрыс және бос жерлері бар.

Сақиналарды алғаш көрген ұлы Галилео Галилей болды және ол 1610 жылы болды. Кейінірек қуаттырақ телескопты пайдалана отырып, голланд астрономы Гюйгенс Сатурнның екі сақинасы бар екенін айтты: біреуі жұқа және бір жалпақ. Шындығында, олардың көпшілігі бар және олар көптеген мұз бөліктерінен, тастардан, ең әртүрлі өлшемдержолындағының бәрін сыпырып тастайды. Сақиналар керемет. Олардың ең үлкені планетаның көлемінен 200 есе асып түседі. Шын мәнінде, бұл жойылған кометалардан, спутниктерден және басқа да ғарыштық қалдықтардан қалған қалдықтар.

Бір қызығы, сақиналардың да аты бар. Олар алфавиттік ретпен орналасады, яғни бұл сақина А, В, С және т.б.

Сатурнның барлығы 61 серігі бар. Оларда бар әртүрлі пішінбірақ көп жағдайда олар кішкентай. Көбінесе олар мұз түзілімдері және тек кейбіреулерінде тау жыныстарының қоспалары бар. Көптеген спутниктердің атаулары титандардың және олардың ұрпақтарының атауларынан шыққан, өйткені планетаның аты оларға бұйырған Кроностан шыққан.

Планетаның ең үлкен серіктері: Титан, Фиби, Мимас, Тетис, Дион, Реа, Гиперион және Япетус. Олар, Фибиден басқа, синхронды түрде айналады және үнемі Сатурнға қатысты бір жағына қарайды. Көптеген зерттеушілер Титанның құрылымы мен кейбір басқа параметрлері бойынша жас Жерге өте ұқсас (4,6 миллиард жыл бұрын болған) деп болжайды.

Мұнда жағдай қолайлырақ, мүмкін, ең қарапайым микроорганизмдер бар. Бірақ әзірге мұны растау мүмкін емес.

Сатурнға саяхат

Егер біз қазір осы таңғажайып планетаға баратын болсақ, біз таңғаларлық суретті көретін едік. Алып Сатурнды елестетіп көріңізші, оның айналасында планеталардың, кометалардың және мұздың көптеген қалдықтары үлкен жылдамдықпен айналады, өйткені дәл осы белдеу - Жерден өте әдемі көрінетін сақина. Шындығында, бәрі соншалықты романтикалық емес. Ал бұлттар планетаның үстінде қалықтап, бүкіл бетін тығыз жауып тұрады. Кейбір жерлерде жабайы желдер жердегі дыбыс жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен соғады.

Мұнда анда-санда найзағай ойнайды, бұл біз олардың ықпалына түсуіміз мүмкін екенін білдіреді, одан да қауіпті, өйткені жасырынатын жер жоқ. Жалпы, Сатурн - адам қаншалықты сенімді қорғалғанына қарамастан, оны табу үшін өте қауіпті орын. Сізді дауыл соғып кетуі мүмкін немесе найзағай соғуы мүмкін, сонымен бірге бұл барлық зардаптары бар газ тәрізді планета екенін ұмытпаңыз.

• Сатурн ең көп разрядталған планета. Тығыздығы судың тығыздығынан аз. Ал планетаның айналуы сонша, ол полюстерге қарай тегістеледі.
• Сатурнның алып алтыбұрыш деп аталатын құбылысы бар. Күн жүйесіндегі басқа ешбір планетада мұндай жоқ. Бұл не? Бұл планетаның солтүстік полюсін қоршап тұрған тұрақты алтыбұрыш болып табылатын жеткілікті тұрақты формация. Бұл атмосфералық құбылысты әлі ешкім түсіндіре алмайды. Бұл құйынның бас бөлігі, оның негізгі массасы сутегі атмосферасының тереңдігінде орналасқан деп болжанады. Оның өлшемдері өте үлкен және 25 мың шақырымды құрайды.
• Егер Күн есік пішінінде болса, онда Жер планетасы онымен салыстырғанда монетадай, ал Сатурн баскетбол добы тәрізді болар еді. Бұл олардың салыстырмалы өлшемдері.
• Сатурн - қатты беті жоқ алып газ тәрізді планета. Яғни, біз көріп тұрған нәрсе қатты емес, жай ғана бұлттар.
• Ғаламшардың орташа радиусы 58,232 км. Бірақ мұндай үлкен өлшемге қарамастан, ол өте тез айналады.
• Сатурнда бір тәулік 10,7 сағатқа созылады, бұл планета өз осінің айналасында бір айналымды аяқтау үшін қажет уақыт. Бір жылдың ұзақтығы 29,5 Жер жылы.
• Сатурн атмосферасына соғылған күн желі өзіндік «дыбыстар» тудырады. Егер сіз оларды адамға естілетін диапазонға аударсаңыз дыбыс толқындары, сіз қорқынышты әуен аласыз:

Сатурнға ұшқандар

Сатурнға жеткен ең алғашқы ғарыш кемесі Pioneer 11 болар еді және бұл оқиға 1979 жылы болды. Ол планетаның өзіне қонған жоқ, тек салыстырмалы түрде жақын, 22 000 км қашықтықта ұшты. ғарыш алыбына қатысты кейбір сұрақтар бойынша астрономдарға жарық ашқан фотосуреттер түсірілді. Біраз уақыттан кейін Кассини өзінің спутнигі - Титанға зонд жібере алды. Ол сәтті қонып, Сатурнның өзін де, Титанды да егжей-тегжейлі суретке түсірді. Ал 2009 жылы Энцеладтың мұзды бетінің астынан тұтас мұз мұхиты табылды.

Жақында астрономдар планетаның атмосферасында полюстердің бірінің айналасында сақинаны құрайтын жаңа полюстер түрін тапты.

Ғаламшар әлі де астрономдар мен ғалымдар болашақта ашуға тура келетін көптеген құпиялар мен құпияларға толы.

Бақылайтын ең әдемі астрономиялық нысандардың бірі - сақиналары бар планета - Сатурн. Кем дегенде бір рет телескоптың объективі арқылы сақиналы алыпты қарау мүмкін болса, бұл мәлімдемемен келіспеу қиын. Дегенмен, күн жүйесінің бұл объектісі эстетика тұрғысынан ғана емес, қызықты.

Неліктен Күннен алтыншы планетада сақиналар жүйесі бар және ол неге мұндай жарқын атрибутқа ие болды? Астрофизиктер мен астрономдар осы және көптеген сұрақтарға жауап беруге тырысуда.

Сатурн планетасының қысқаша сипаттамасы

Біздің жақын ғарышымыздың басқа газ алыптары сияқты, Сатурн ғылыми қоғамдастықты қызықтырады. Жерден оған дейінгі қашықтық 1,20-1,66 миллиард километр диапазонында өзгереді. Осы үлкен және ұзақ жолды еңсеру үшін планетамыздан ұшырылатын ғарыш аппараттарына екі жылдан сәл астам уақыт қажет. Ең жаңа автоматты зонд «Жаңа көкжиектер» екі жыл төрт айдың ішінде алтыншы планетаға жетті. Бұл жағдайда планетаның Күнді айнала қозғалысы Жердің орбиталық қозғалысына ұқсас екенін есте ұстаған жөн. Басқаша айтқанда, Сатурн орбитасы тамаша эллипс болып табылады. Ол Меркурий мен Марстан кейінгі үшінші орбиталық эксцентриситетке ие. Перигелийде Күннен қашықтығы 1 353 572 956 км, ал афелийде газ гиганты 1 513 325 783 км қашықтықта бола отырып, аздап алыстайды.

Орталық жұлдыздан осындай айтарлықтай қашықтықта болса да, алтыншы планета өте жылдам әрекет етеді, өз осінің айналасында 9,69 км / с үлкен жылдамдықпен айналады. Сатурнның айналу периоды 10 сағат 39 минут. Бұл көрсеткіш бойынша ол Юпитерден кейін екінші орында тұр. Мұндай жоғары айналу жылдамдығы планетаның полюстерден тегістелуіне әкеледі. Көрнекі түрде Сатурн айналатын шыңға ұқсайды, таңқаларлық жылдамдықпен айналады, ғарышта 9,89 км / с жылдамдықпен жүгіріп, 30 Жер жылында Күн айналасында толық революция жасайды. 1610 жылы Галилей Сатурнды ашқан сәттен бастап аспан денесі Күн жүйесінің негізгі жұлдызын небәрі 13 рет айналдырды.

Ғаламшар түнгі аспанда айтарлықтай жарық нүкте ретінде көрінеді, оның көрінетін шамасы +1,47-ден -0,24-ке дейін өзгереді. Әсіресе жоғары альбедосы бар Сатурн сақиналары көрінеді.

Сатурнның ғарыштағы орны да қызық. Бұл планетаның айналу осі эклиптика осіне Жердікімен бірдей дерлік бейімділікке ие. Осыған байланысты газ алыбының жыл мезгілдері бар.

Сатурн - Күн жүйесіндегі ең үлкен планета емес, Юпитерден кейінгі ең жақын кеңістіктегі екінші аспан нысаны ғана.Планетаның орташа радиусы 69,911 км-ге қарсы 58,232 км. Юпитерде. Бұл жағдайда планетаның полярлық диаметрі экваторлық мәннен аз болады. Планетаның массасы 5,6846 10²⁶ кг, бұл Жердің массасынан 96 есе көп.

Сатурнға ең жақын планеталар оның планеталар тобындағы бауырлары - Юпитер мен Уран. Біріншісі газ алыптарына қатысты, ал Уран мұз гиганты ретінде жіктеледі. Екі газ алыптары Юпитер мен Сатурн төмен тығыздықпен біріктірілген үлкен массамен сипатталады. Бұл екі планетаның да сұйытылған газдың алып сфералық тромбтары болуына байланысты. Сатурнның тығыздығы 0,687 г/см³ құрайды, бұл көрсеткіш Күн жүйесінің барлық планеталарына сәйкес келеді.

Салыстыру үшін, жердегі Марс, Жер, Венера және Меркурий планеталарының тығыздығы сәйкесінше 3,94 г/см³, 5,515 г/см³, 5,25 г/см³ және 5,42 г/см³ құрайды.

Сатурн атмосферасының сипаттамасы және құрамы

Ғаламшардың беті шартты ұғым, алтыншы планетада жер шары жоқ. Сірә, беті сутегі-гелий мұхитының түбі болса керек, онда құбыжық қысымның әсерінен газ қоспасыжартылай сұйық және сұйық күйге ауысады. Бүгінгі күні планетаның бетін зерттеуге арналған техникалық құралдар жоқ, сондықтан газ алыбының құрылымы туралы барлық болжамдар тек теориялық болып көрінеді. Зерттеу нысаны - планетаны тығыз көрпемен орап жатқан Сатурн атмосферасы.

Планетаның ауа қабығы негізінен сутектен тұрады. Бұл атмосфера тұрақты қозғалыста болатын химиялық элементтер болып табылатын сутегі мен гелий. Бұған аммиактан тұратын үлкен аумақты бұлт түзілістері дәлел. Ауа-газ қоспасының құрамында күкірттің ең кішкентай бөлшектері болғандықтан, Сатурн жағынан қызғылт сары түсті болады. Бұлтты аймақ тропосфераның төменгі шекарасынан, 100 км биіктіктен басталады. планетаның ойдан шығарылған бетінен. Бұл аймақтағы температура нөлден төмен 200-250⁰ Цельсий диапазонында өзгереді.

Атмосфераның құрамы туралы дәлірек мәліметтер келесідей:

• сутегі 96%;
• гелий 3%;
• метан небәрі 0,4% құрайды;
• аммиак 0,01% құрайды;
• молекулалық сутегі 0,01%;
• 0,0007% этан.

Тығыздығы мен массасы бойынша Сатурндағы бұлттылық Юпитерге қарағанда күштірек көрінеді. Атмосфераның төменгі бөлігінде Сатурн бұлттарының негізгі құрамдас бөліктері әртүрлі вариациядағы аммоний гидросульфиті немесе су болып табылады. Сатурн атмосферасының төменгі бөліктерінде, 100 км-ден аз биіктікте су буының болуы да осы аймақта абсолютті нөл шегінде болатын температураға мүмкіндік береді. Атмосфераның төменгі бөліктеріндегі атмосфералық қысым 140 кПа. Аспан денесінің бетіне жақындаған сайын температура мен қысым көтеріле бастайды. Газ тәрізді қосылыстар түрленіп, жаңа формалар түзеді. себебі жоғары қысымсутегі жартылай сұйық күйге өтеді. Сутегі-гелий мұхитының бетіндегі орташа температура шамамен 143К.

Ауа-газ қабықшасының бұл күйі Сатурнның Күн жүйесіндегі жалғыз планета болып табылатындығына, біздің Күннен алатынға қарағанда айналадағы ғарыш кеңістігіне көбірек жылу беретініне себеп болды.

Күннен бір жарым миллиард километр қашықтықта орналасқан Сатурн Жерден 100 есе аз күн жылуын алады.

Сатурнның пеші Кельвин-Гельмгольц механизмінің жұмысымен түсіндіріледі. Температура төмендеген кезде планета атмосферасының қабаттарындағы қысым да төмендейді. Аспан денесі сығылудың потенциалдық энергиясын жылуға айналдыра отырып, еріксіз жиырыла бастайды. Сатурнның жылуды қарқынды шығаруын түсіндіретін тағы бір болжам химиялық реакция. Атмосфера қабаттарындағы конвекция нәтижесінде гелий молекулалары жылу бөлінуімен бірге сутегі қабаттарында конденсацияланады.

Тығыз бұлт массалары, атмосфера қабаттарындағы температура айырмашылығы Сатурнның күн жүйесінің ең желді аймақтарының бірі болуына ықпал етеді. Мұндағы дауылдар мен дауылдар Юпитерге қарағанда күштірек және күштірек. Ауа ағынының жылдамдығы кейбір жағдайларда 1800 км / сағ жетеді. Оның үстіне Сатурндық дауылдар тез қалыптасады. Ғаламшар бетіндегі дауылдың пайда болуын бірнеше сағат бойы телескоп арқылы Сатурнды бақылау арқылы көзбен көруге болады. Дегенмен, жылдам туылғаннан кейін ғарыштық элементтің ұзақ зорлық-зомбылық кезеңі басталады.

Планетаның құрылысы және ядросының сипаттамасы

Температура мен қысымның жоғарылауымен сутегі бірте-бірте сұйық күйге айналады. Шамамен 20-30 мың км тереңдікте қысым 300 ГПа құрайды. Мұндай жағдайларда сутегі металлдана бастайды. Біз планетаның тереңдігіне барған сайын оксидтердің сутегімен қосылыстарының үлесі арта бастайды. Металл сутегі ядроның сыртқы қабығын құрайды. Сутегінің бұл күйі күшті магнит өрісін құра отырып, жоғары қарқынды электр тогының пайда болуына ықпал етеді.

Сатурнның сыртқы қабаттарынан айырмашылығы, ядроның ішкі бөлігі кремний мен металдардың қосылыстарынан тұратын диаметрі 25 мың шақырым болатын массивтік түзілім болып табылады. Болжам бойынша бұл аймақта ауа температурасы Цельсий бойынша 11 мың градусқа жетеді. Ядроның массасы біздің планетамыздың 9-22 массасының диапазонында өзгереді.

Сатурнның спутниктік жүйесі және сақиналары

Сатурнның 62 серігі бар және олардың көпшілігінде қатты беті бар, тіпті өз атмосферасы бар. Көлемі бойынша олардың кейбіреулері планета атауына ие бола алады. Күн жүйесінің ең үлкен серіктерінің бірі және Меркурий планетасынан үлкен Титанның жалғыз өлшемдері қандай. Сатурнды айналатын бұл аспан денесінің диаметрі 5150 км. Спутниктің өз құрамы бойынша планетамыздың ауа қабығына қатты ұқсайтын өз атмосферасы бар ерте кезеңформациялар.

Ғалымдардың пайымдауынша, Сатурн бүкіл күн жүйесіндегі ең дамыған спутниктерге ие. Кассини автоматты планетааралық станциясынан алынған ақпаратқа сәйкес, Сатурн күн жүйесіндегі оның спутниктерінде сұйық су болуы мүмкін жалғыз орын болуы мүмкін. Осы уақытқа дейін сақиналы алпауыттың кейбір серіктері ғана зерттелді, бірақ қол жетімді ақпараттың өзі белгілі бір тіршілік формаларының өмір сүруіне қолайлы жақын кеңістіктің осы ең алыс бөлігін қарастыруға толық негіз береді. Осыған байланысты бесінші жер серігі Энцелад астрофизиктердің үлкен қызығушылығын тудырып отыр.

Планетаның басты безендіруі, әрине, оның сақиналары. Жүйеде A, B, C және D сәйкес атаулары бар төрт негізгі сақинаны ажырату әдеттегідей. Ең үлкен В сақинасының ені 25 500 км. Сақиналар саңылаулармен бөлінген, олардың ішінде ең үлкені А және В сақиналарын шектейтін Кассини бөлімі. Олардың құрамында Сатурн сақиналары су мұзының ұсақ және үлкен бөлшектерінің жинақталуы болып табылады. Мұз құрылымына байланысты Сатурн ореолдары жоғары альбедоға ие, сондықтан телескоп арқылы анық көрінеді.

Қорытындылай келе

Соңғы 30 жылдағы ғылым мен техниканың жетістіктері ғалымдарға техникалық құралдардың көмегімен шалғай планетаны қарқынды түрде зерттеуге мүмкіндік берді. 1979 жылы газ гигантының жанынан алғаш рет ұшқан американдық Pioneer 11 ғарыш кемесінің ұшуы нәтижесінде алынған алғашқы ақпараттан кейін Сатурнға қол жеткізілді.

1980 жылдардың басындағы Пионер миссиясын бірінші және екінші екі «Вояджер» жалғастырды. Зерттеулерге баса назар Сатурнның спутниктеріне аударылды. 1997 жылы жер тұрғындары алғаш рет Кассини-Гюйгенс миссиясының арқасында Сатурн және осы планетаның жүйесі туралы жеткілікті көлемде ақпарат алды. Ұшу бағдарламасына 2005 жылдың 14 қаңтарында сәтті орындалған Титанның бетіне Гюйгенс зонды қонуы кірді.