Saturno planetos matmenys. Saturno planeta yra dar viena žmonijos išganymo bandymų vieta. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra juostų

Saturnas yra šeštoji planeta nuo Saulės ir antra pagal dydį planeta Saulės sistemoje po Jupiterio. Saturnas, taip pat Jupiteris, Uranas ir Neptūnas yra priskiriami dujų milžinams. Saturnas pavadintas romėnų žemdirbystės dievo vardu.

Saturnas daugiausia sudarytas iš vandenilio, šiek tiek helio ir vandens, metano, amoniako ir sunkiųjų elementų pėdsakų. Vidinė sritis yra maža geležies, nikelio ir ledo šerdis, padengta plonu metalinio vandenilio sluoksniu ir dujiniu išoriniu sluoksniu. Išorinė planetos atmosfera iš kosmoso atrodo rami ir vienalytė, nors kartais joje atsiranda ilgalaikių darinių. Vėjo greitis Saturne vietomis gali siekti 1800 km/h, tai yra daug daugiau nei Jupiteryje. Saturnas turi planetinį magnetinį lauką, kuris pagal stiprumą užima tarpinę padėtį tarp Žemės magnetinio lauko ir galingo Jupiterio lauko. Saturno magnetinis laukas tęsiasi 1 000 000 kilometrų Saulės kryptimi. Smūgio bangą „Voyager 1“ užfiksavo 26,2 Saturno spindulio atstumu nuo pačios planetos, magnetopauzė yra 22,9 spindulio atstumu.

Saturnas turi ryškią žiedų sistemą, kurią daugiausia sudaro ledo dalelės, mažesnis kiekis sunkiųjų elementų ir dulkių. Šiuo metu aplink planetą skrieja 62 žinomi palydovai. Titanas yra didžiausias iš jų, taip pat antras pagal dydį palydovas Saulės sistemoje (po Jupiterio palydovo Ganimedas), kuris yra didesnis už Merkurijų ir turi vienintelę tankią atmosferą tarp Saulės sistemos palydovų.

Šiuo metu aplink Saturną skrieja automatinė tarpplanetinė stotis Cassini, paleista 1997 m., Saturno sistemą pasiekianti 2004 m., kurios užduotis yra ištirti žiedų sandarą, taip pat Saturno atmosferos ir magnetosferos dinamiką.

Saturnas tarp Saulės sistemos planetų

Saturnas priklauso dujų planetų tipui: jis daugiausia susideda iš dujų ir neturi kieto paviršiaus. Planetos pusiaujo spindulys yra 60 300 km, poliarinis - 54 400 km; Iš visų Saulės sistemos planetų Saturnas turi didžiausią suspaudimą. Planetos masė yra 95 kartus didesnė už Žemės masę, tačiau vidutinis Saturno tankis yra tik 0,69 g / cm2, todėl ji yra vienintelė planeta Saulės sistemoje, kurios vidutinis tankis yra mažesnis nei vandens. Todėl nors Jupiterio ir Saturno masės skiriasi daugiau nei 3 kartus, jų pusiaujo skersmuo skiriasi tik 19%. Kitų dujų gigantų tankis kur kas didesnis (1,27-1,64 g/cm2). Gravitacijos pagreitis ties pusiauju yra 10,44 m/s2, panašus į Žemę ir Neptūną, bet daug mažesnis nei Jupiterio.

Vidutinis atstumas tarp Saturno ir Saulės yra 1430 milijonų km (9,58 AU). Judėdamas vidutiniu 9,69 km/s greičiu, Saturnas aplink Saulę apsisuka per 10 759 dienas (maždaug 29,5 metų). Atstumas nuo Saturno iki Žemės svyruoja nuo 1195 (8,0 AU) iki 1660 (11,1 AU) milijonų km, vidutinis atstumas jų priešpriešos metu yra apie 1280 milijonų km. Saturno ir Jupiterio rezonansas yra beveik tikslus 2:5. Kadangi Saturno orbitos ekscentriškumas yra 0,056, skirtumas tarp atstumo iki Saulės perihelyje ir afelyje yra 162 milijonai km.

Stebėjimų metu matomi būdingi Saturno atmosferos objektai, priklausomai nuo platumos, sukasi skirtingu greičiu. Kaip ir Jupiterio atveju, yra keletas tokių objektų grupių. Vadinamosios „1 zonos“ sukimosi periodas yra 10 h 14 min 00 s (t. y. greitis yra 844,3° per dieną). Jis tęsiasi nuo pietinės pusiaujo juostos šiaurinio krašto iki pietinio šiaurinės pusiaujo juostos krašto. Visose kitose Saturno platumose, sudarančiose „2 zoną“, sukimosi laikotarpis iš pradžių buvo įvertintas 10 h 39 min 24 s (greitis 810,76 ° per dieną). Vėliau duomenys buvo patikslinti: pateikta nauja sąmata – 10 valandų 34 minutes ir 13 sekundžių. „3 zona“, kurios egzistavimas daromas remiantis planetos radijo spinduliuotės stebėjimais „Voyager 1“ skrydžio metu, sukimosi periodas yra 10 h 39 min 22,5 s (greitis 810,8 ° per dieną).

Saturno sukimosi aplink ašį trukme imama 10 valandų, 34 minučių ir 13 sekundžių reikšmė.. Tikslią planetos vidinių dalių sukimosi periodo reikšmę vis dar sunku išmatuoti. Kai 2004 m. Cassini nusileidimas pasiekė Saturną, buvo nustatyta, kad, remiantis radijo spinduliuotės stebėjimais, vidinių dalių sukimosi trukmė žymiai viršija sukimosi laikotarpį „1 zonoje“ ir „2 zonoje“ ir yra maždaug 10 valandų 45 minutes. 45 sekundės (± 36 sekundės) .

2007 m. kovą buvo nustatyta, kad Saturno radijo spinduliuotės modelio sukimąsi sukuria plazmos diske vykstantys konvekciniai srautai, kurie priklauso ne tik nuo planetos sukimosi, bet ir nuo kitų veiksnių. Taip pat buvo pranešta, kad radiacijos modelio sukimosi periodo svyravimai yra susiję su geizerio veikla Saturno mėnulyje – Encelade. Įkrautos vandens garų dalelės planetos orbitoje iškraipo magnetinį lauką ir dėl to radijo spinduliuotės modelį. Atrastas paveikslas sukėlė nuomonę, kad šiandien iš viso nėra teisingo metodo planetos šerdies sukimosi greičiui nustatyti.

Kilmė

Saturno (kaip ir Jupiterio) kilmė aiškinama dviem pagrindinėmis hipotezėmis. Remiantis „susitraukimo“ hipoteze, Saturno sudėtis, panaši į Saulę (didelė vandenilio dalis), ir dėl to mažas tankis gali būti paaiškintas tuo, kad planetų formavimosi pradžioje ankstyvosiose stadijose. Saulės sistemos vystymosi, dujų ir dulkių diske susidarė masyvūs „klumpeliai“, kurie davė pradžią planetoms, tai yra Saulė ir planetos susiformavo panašiai. Tačiau ši hipotezė negali paaiškinti Saturno ir Saulės sudėties skirtumų.

„Akrecijos“ hipotezė teigia, kad Saturno formavimosi procesas vyko dviem etapais. Pirma, 200 milijonų metų vyko kietų tankių kūnų, kaip ir antžeminės grupės planetų, formavimosi procesas. Šiame etape dalis dujų išsisklaidė iš Jupiterio ir Saturno regiono, o tai paveikė Saturno ir Saulės cheminės sudėties skirtumus. Tada prasidėjo antrasis etapas, kai didžiausi kūnai pasiekė dvigubai didesnę Žemės masę. Kelis šimtus tūkstančių metų tęsėsi dujų kaupimosi ant šių kūnų procesas iš pirminio protoplanetinio debesies. Antrajame etape Saturno išorinių sluoksnių temperatūra pasiekė 2000 °C.

Atmosfera ir struktūra

Aurora borealis virš Saturno šiaurinio ašigalio. Auroros yra mėlynos spalvos, o apačioje esantys debesys yra raudoni. Tiesiai po aurora matomas anksčiau aptiktas šešiakampis debesis.

Saturno viršutinę atmosferą sudaro 96,3% vandenilio (pagal tūrį) ir 3,25% helio (palyginti su 10% Jupiterio atmosferoje). Yra metano, amoniako, fosfino, etano ir kai kurių kitų dujų priemaišų. Amoniako debesys viršutinėje atmosferos dalyje yra galingesni nei Jupiterio debesys. Žemutinėje atmosferoje esantys debesys susideda iš amonio hidrosulfido (NH4SH) arba vandens.

„Voyagers“ duomenimis, Saturne pučia stiprūs vėjai, prietaisai užfiksavo 500 m/s oro greitį. Vėjai daugiausia pučia rytų kryptimi (ašinio sukimosi kryptimi). Jų stiprumas silpnėja tolstant nuo pusiaujo; tolstant nuo pusiaujo atsiranda ir vakarinės atmosferos srovės. Nemažai duomenų rodo, kad atmosferos cirkuliacija vyksta ne tik viršutiniame debesų sluoksnyje, bet ir mažiausiai 2000 km gylyje. Be to, „Voyager 2“ matavimai parodė, kad pietų ir šiaurės pusrutulių vėjai yra simetriški pusiaujo atžvilgiu. Yra prielaida, kad simetriški srautai yra kažkaip sujungti po matomos atmosferos sluoksniu.

Saturno atmosferoje kartais atsiranda stabilių darinių, kurie yra itin galingi uraganai. Panašūs objektai stebimi ir kitose Saulės sistemos dujinėse planetose (žr. Didžiąją raudonąją dėmę Jupiteryje, Didžiąją tamsiąją dėmę Neptūne). Milžiniškas „Didysis baltas ovalas“ Saturne pasirodo maždaug kartą per 30 metų, paskutinį kartą jis buvo pastebėtas 1990 m. (mažesni uraganai formuojasi dažniau).

2008 m. lapkričio 12 d. Cassini fotoaparatai padarė infraraudonųjų spindulių Saturno šiaurinio ašigalio vaizdus. Ant jų mokslininkai aptiko pašvaistę, panašių į Saulės sistemą. Be to, šios pašvaistės buvo stebimos ultravioletiniame ir matomame diapazone. Auroros yra ryškūs ištisiniai ovalūs žiedai, supantys planetos ašigalį. Žiedai, kaip taisyklė, yra 70–80 ° platumoje. Pietiniai žiedai yra išsidėstę vidutinėje 75 ± 1° platumoje, o šiauriniai yra maždaug 1,5° arčiau ašigalio, o tai yra dėl to, kad šiauriniame pusrutulyje magnetinis laukas yra šiek tiek stipresnis. Kartais žiedai tampa spiraliniai, o ne ovalūs.

Skirtingai nuo Jupiterio, Saturno pašvaistės nėra susijusios su netolygiu plazmos lakšto sukimu išorinėse planetos magnetosferos dalyse. Manoma, kad jie atsiranda dėl magnetinio pakartotinio sujungimo, veikiant saulės vėjui. Laikui bėgant Saturno pašvaistės forma ir išvaizda labai keičiasi. Jų vieta ir ryškumas yra stipriai susiję su saulės vėjo slėgiu: kuo jis didesnis, tuo pašvaistė šviesesnė ir arčiau ašigalio. Vidutinė auroros galia yra 50 GW 80-170 nm diapazone (ultravioletinė) ir 150-300 GW 3-4 mikronų diapazone (infraraudonieji spinduliai).

2010 m. gruodžio 28 d. Cassini nufotografavo audrą, panašią į cigarečių dūmus. Kita, ypač galinga audra, užfiksuota 2011 metų gegužės 20 dieną.

Šešiakampis darinys šiaurės ašigalyje

Šešiakampis atmosferos formavimasis Saturno šiauriniame ašigalyje

Debesys Saturno šiauriniame ašigalyje sudaro šešiakampį – milžinišką šešiakampį. Pirmą kartą jis buvo aptiktas „Voyager“ Saturno praskridimo metu devintajame dešimtmetyje ir niekada nebuvo matytas niekur kitur Saulės sistemoje. Šešiakampis yra 78° platumoje, o kiekviena pusė yra maždaug 13 800 km, tai yra daugiau nei Žemės skersmuo. Jo sukimosi laikotarpis yra 10 valandų 39 minutės. Jei Saturno pietinis ašigalis su besisukančiu uraganu neatrodo keistas, šiaurės ašigalis gali būti daug neįprastesnis. Šis laikotarpis sutampa su radijo spinduliuotės intensyvumo kitimo periodu, kuris savo ruožtu prilyginamas vidinės Saturno dalies sukimosi periodui.

Keista debesų struktūra parodyta infraraudonųjų spindulių nuotraukoje, kurią 2006 m. spalį padarė aplink Saturną skriejantis erdvėlaivis Cassini. Vaizdai rodo, kad šešiakampis išliko stabilus visus 20 metų po „Voyager“ skrydžio. Filmai, rodantys Saturno šiaurinį ašigalį, rodo, kad debesys sukasi išlaiko šešiakampį modelį. Atskiri debesys Žemėje gali būti šešiakampio formos, tačiau skirtingai nei jie, Saturno debesų sistema turi šešias tiksliai apibrėžtas beveik vienodo ilgio puses. Šiame šešiakampyje gali tilpti keturios žemės. Daroma prielaida, kad šešiakampio srityje yra didelis netolygus debesuotumas. Vietovės, kuriose debesuotumas praktiškai nėra, aukštis siekia iki 75 km.

Visiško šio reiškinio paaiškinimo kol kas nėra, tačiau mokslininkams pavyko atlikti eksperimentą, kuris gana tiksliai sumodeliavo šią atmosferos struktūrą. Tyrėjai uždėjo 30 litrų vandens butelį ant besisukančio aparato, kurio viduje buvo įtaisyti nedideli žiedeliai, kurie sukasi greičiau nei indas. Kuo didesnis žiedo greitis, tuo sūkurio forma, susidariusi suminio instaliacijos elementų sukimosi metu, skyrėsi nuo apskrito. Eksperimento metu taip pat buvo gautas šešiakampio formos sūkurys.

Vidinė struktūra

Vidinė Saturno struktūra

Saturno atmosferos gelmėse didėja slėgis ir temperatūra, vandenilis pereina į skystą būseną, tačiau šis perėjimas vyksta laipsniškai. Maždaug 30 tūkstančių km gylyje vandenilis tampa metaliniu (o slėgis siekia apie 3 mln. atmosferų). Elektros srovių cirkuliacija metaliniame vandenilyje sukuria magnetinį lauką (daug mažiau galingą nei Jupiterio). Planetos centre yra masyvi sunkiųjų medžiagų šerdis – uoliena, geležis ir, tikėtina, ledas. Jo masė yra maždaug 9–22 Žemės masės. Šerdies temperatūra siekia 11 700 °C, o energija, kurią ji išspinduliuoja į kosmosą, yra 2,5 karto didesnė už energiją, kurią Saturnas gauna iš Saulės. Nemaža dalis šios energijos susidaro dėl Kelvino-Heimholtzo mechanizmo, kuris slypi tame, kad nukritus planetos temperatūrai, krenta ir slėgis joje. Dėl to jis susitraukia, o jo medžiagos potenciali energija paverčiama šiluma. Tačiau kartu buvo įrodyta, kad šis mechanizmas negali būti vienintelis planetos energijos šaltinis. Daroma prielaida, kad papildoma šilumos dalis susidaro dėl kondensacijos ir vėlesnio helio lašelių kritimo per vandenilio sluoksnį (mažiau tankų nei lašai) giliai į šerdį. Rezultatas yra šių lašų potencialios energijos perėjimas į šilumą. Apskaičiuota, kad pagrindinės srities skersmuo yra maždaug 25 000 km.

Magnetinis laukas

Saturno magnetosferos sandara

Saturno magnetosferą atrado Pioneer 11 erdvėlaivis 1979 m. Pagal dydį jis nusileidžia tik Jupiterio magnetosferai. Magnetopauzė, riba tarp Saturno magnetosferos ir saulės vėjo, yra maždaug 20 Saturno spindulių atstumu nuo jo centro, o magneto uodega tęsiasi šimtus spindulių. Saturno magnetosfera užpildyta plazma, kurią gamina planeta ir jos palydovai. Iš palydovų didžiausią vaidmenį atlieka Enceladas, kurio geizeriai kas sekundę išskiria apie 300-600 kg vandens garų, kurių dalį jonizuoja Saturno magnetinis laukas.

Saturno magnetosferos ir saulės vėjo sąveika aplink planetos ašigalius sukuria ryškius auroralinius ovalus, matomus matomoje, ultravioletinėje ir infraraudonojoje šviesoje. Saturno, kaip ir Jupiterio, magnetinis laukas susidaro dėl dinamo efekto metalinio vandenilio cirkuliacijos išorinėje šerdyje metu. Magnetinis laukas yra beveik dipolis, kaip ir Žemės, su šiauriniais ir pietiniais magnetiniais poliais. Šiaurinis magnetinis polius yra šiauriniame pusrutulyje, o pietinis – pietuose, skirtingai nei Žemėje, kur geografinių polių išsidėstymas yra priešingas magnetinių polių išsidėstymui. Magnetinio lauko dydis prie Saturno pusiaujo yra 21 μT (0,21 G), o tai atitinka maždaug 4,6 dipolio magnetinį momentą? 10 18 T m3. Saturno magnetinis dipolis yra glaudžiai susietas su savo sukimosi ašimi, todėl magnetinis laukas yra labai asimetriškas. Dipolis yra šiek tiek pasislinkęs išilgai Saturno sukimosi ašies link šiaurės ašigalio.

Saturno vidinis magnetinis laukas nukreipia saulės vėją nuo planetos paviršiaus, neleidžia jam sąveikauti su atmosfera ir sukuria regioną, vadinamą magnetosfera, užpildytą visiškai kitokia nei saulės vėjo plazma. Saturno magnetosfera yra antra pagal dydį magnetosfera Saulės sistemoje, didžiausia – Jupiterio magnetosfera. Kaip ir Žemės magnetosferoje, riba tarp saulės vėjo ir magnetosferos vadinama magnetopauze. Atstumas nuo magnetopauzės iki planetos centro (išilgai tiesės Saulė – Saturnas) svyruoja nuo 16 iki 27 Rs (Rs = 60330 km – Saturno pusiaujo spindulys). Atstumas priklauso nuo saulės vėjo slėgio, kuris priklauso nuo saulės aktyvumo. Vidutinis atstumas iki magnetopauzės yra 22 Rs. Kitoje planetos pusėje saulės vėjas ištempia Saturno magnetinį lauką į ilgą magnetinę uodegą.

Saturno tyrinėjimas

Saturnas yra viena iš penkių lengvai matomų Saulės sistemos planetų. plika akimi iš Žemės. Didžiausias Saturno ryškumas viršija pirmąjį dydį. Norint stebėti Saturno žiedus, reikia ne mažesnio kaip 15 mm skersmens teleskopo. Esant 100 mm instrumento apertūrai, matomas tamsesnis poliarinis dangtelis, tamsi juostelė šalia tropikų ir žiedų šešėlis planetoje. O esant 150-200 mm, atmosferoje išryškės keturios-penkios debesų juostos ir nehomogeniškumas jose, tačiau jų kontrastas bus pastebimai mažesnis nei Jupiterio.

Saturno vaizdas pro šiuolaikinį teleskopą (kairėje) ir pro Galilėjaus laikų teleskopą (dešinėje)

1609–1610 m. pirmą kartą stebėdamas Saturną per teleskopą, Galilėjus Galilėjus pastebėjo, kad Saturnas atrodo ne kaip vienas dangaus kūnas, o kaip trys kūnai, kurie beveik liečiasi vienas kitą, ir pasiūlė, kad tai du dideli „kompanionai“ (palydovai). ) Saturno. Po dvejų metų Galilėjus pakartojo savo stebėjimus ir, jo nuostabai, nerado palydovų.

1659 m. Huygensas, padedamas daugiau galingas teleskopas išsiaiškino, kad „kompanionai“ iš tikrųjų yra plonas plokščias žiedas, juosiantis planetą ir jos neliečiantis. Huygensas taip pat atrado didžiausią Saturno palydovą Titaną. Nuo 1675 m. Cassini tyrinėjo planetą. Jis pastebėjo, kad žiedas susideda iš dviejų aiškiai atskirtų žiedų matomas tarpas- Cassini atotrūkį ir atrado dar kelis didelius Saturno palydovus: Japetą, Tetiją, Dionę ir Rėją.

Ateityje reikšmingų atradimų nebuvo iki 1789 m., kai W. Herschelis atrado dar du palydovus – Mimą ir Enceladus. Tada grupė britų astronomų atrado „Hyperion“ palydovą, kurio forma labai skiriasi nuo sferinio, orbitiniame rezonanse su Titanu. 1899 metais Williamas Pickeringas atrado Febę, kuri priklauso netaisyklingų palydovų klasei ir nesisuka sinchroniškai su Saturnu, kaip dauguma palydovų. Jo apsisukimo aplink planetą laikotarpis yra daugiau nei 500 dienų, o cirkuliacija vyksta priešinga kryptimi. 1944 m. Gerardas Kuiperis atrado galingą atmosferą kitame palydove „Titane“. Šis reiškinys yra unikalus Saulės sistemos palydovui.

Dešimtajame dešimtmetyje Saturnas, jo palydovai ir žiedai buvo ne kartą tyrinėti Hablo kosminiu teleskopu. Ilgalaikiai stebėjimai suteikė daug naujos informacijos, kurios „Pioneer 11“ ir „Voyagers“ neturėjo per vieną jų praskriejimą pro planetą. Taip pat buvo aptikti keli Saturno palydovai, nustatytas didžiausias jo žiedų storis. 1995 m. lapkričio 20-21 d. atliktų matavimų metu nustatyta jų detali struktūra. Per 2003 metų žiedų maksimalaus pasvirimo laikotarpį buvo gauta 30 planetos vaizdų įvairiuose bangų ilgių diapazonuose, kurie tuo metu davė geriausią spektro aprėptį per visą stebėjimų istoriją. Šie vaizdai leido mokslininkams geriau suprasti atmosferoje vykstančius dinaminius procesus ir sukurti sezoninio atmosferos elgesio modelius. Taip pat didelio masto Saturno stebėjimus 2000–2003 metais atliko Pietų Europos observatorija. Buvo atrasti keli maži, netaisyklingos formos mėnuliai.

Tyrimai naudojant erdvėlaivius

2006 m. rugsėjo 15 d. Saturno saulės užtemimas. Cassini tarpplanetinės stoties nuotrauka iš 2,2 mln. km atstumo

1979 metais JAV automatinė tarpplanetinė stotis (AMS) „Pioneer-11“ pirmą kartą istorijoje praskriejo netoli Saturno. Planetos tyrinėjimas prasidėjo 1979 metų rugpjūčio 2 dieną. Po galutinio priartėjimo prietaisas 1979 metų rugsėjo 1 dieną atliko skrydį Saturno žiedų plokštumoje. Skrydis įvyko 20 000 km aukštyje virš didžiausio planetos debesų aukščio. Buvo gauti planetos ir kai kurių jos palydovų vaizdai, tačiau jų raiškos nepakako norint pamatyti paviršiaus detales. Be to, dėl mažo Saulės Saturno apšvietimo vaizdai buvo per blankūs. Aparatas taip pat tyrinėjo žiedus. Tarp atradimų buvo ir plono F žiedo atradimas. Be to, buvo nustatyta, kad daugelis sričių, matomų iš Žemės kaip ryškios, buvo matomos iš Pioneer 11 kaip tamsios ir atvirkščiai. Prietaisas taip pat matavo Titano temperatūrą. Planetos tyrinėjimai tęsėsi iki rugsėjo 15 d., po to aparatas nuskrido į labiau išorines Saulės sistemos dalis.

1980–1981 metais Pioneer 11 taip pat sekė amerikiečių erdvėlaiviai Voyager 1 ir Voyager 2. „Voyager 1“ arčiausiai planetos priartėjo 1980 m. lapkričio 13 d., tačiau Saturno tyrinėjimas prasidėjo trimis mėnesiais anksčiau. Pertraukos metu buvo padaryta daugybė didelės raiškos nuotraukų. Buvo galima gauti palydovų: Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea vaizdą. Tuo pačiu metu prietaisas skrido šalia Titano tik 6500 km atstumu, todėl buvo galima rinkti duomenis apie jo atmosferą ir temperatūrą. Nustatyta, kad Titano atmosfera yra tokia tanki, kad matomame diapazone nepraleidžia pakankamai šviesos, todėl nepavyko gauti jo paviršiaus detalių nuotraukų. Po to prietaisas paliko Saulės sistemos ekliptikos plokštumą, kad fotografuotų Saturną iš ašigalio.

Saturnas ir jo palydovai - Titanas, Janusas, Mimas ir Prometėjas - Saturno žiedų fone, matomi iš milžiniškos planetos krašto ir disko

Po metų, 1981 m. rugpjūčio 25 d., „Voyager 2“ priartėjo prie Saturno. Skrydžio metu prietaisas atliko planetos atmosferos tyrimą naudodamas radarą. Buvo gauti duomenys apie atmosferos temperatūrą ir tankį. Į Žemę buvo išsiųsta apie 16 000 nuotraukų su stebėjimais. Deja, skrydžių metu kelioms dienoms strigdavo kameros sukimosi sistema, dalies reikalingų vaizdų gauti nepavyko. Tada prietaisas, naudodamas Saturno gravitacijos jėgą, apsisuko ir nuskriejo Urano link. Taip pat šie prietaisai pirmą kartą aptiko Saturno magnetinį lauką ir tyrinėjo jo magnetosferą, stebėjo audras Saturno atmosferoje, gavo detalius žiedų sandaros vaizdus ir išsiaiškino jų sudėtį. Buvo aptiktas Maxwell ir Keeler tarpas žieduose. Be to, šalia žiedų buvo aptikti keli nauji planetos palydovai.

1997 metais į Saturną buvo paleistas Cassini-Huygens AMS, kuris po 7 metų skrydžio 2004 metų liepos 1 dieną pasiekė Saturno sistemą ir įskrido į orbitą aplink planetą. Pagrindiniai šios misijos, iš pradžių suplanuotos 4 metus, tikslai buvo ištirti žiedų ir palydovų struktūrą ir dinamiką, taip pat ištirti Saturno atmosferos ir magnetosferos dinamiką bei išsamų didžiausio planetos palydovo tyrimą. Titanas.

Prieš išskrisdamas į orbitą 2004 m. birželio mėn., AMS praėjo pro Phoebe ir išsiuntė didelės raiškos jo vaizdus bei kitus duomenis atgal į Žemę. Be to, amerikietiškas Cassini orbiteris ne kartą praskrido pro Titaną. Buvo nufotografuoti dideli ežerai ir jų pakrantės su daugybe kalnų ir salų. Tada specialus Europos zondas „Huygens“ atsiskyrė nuo įrenginio ir 2005 m. sausio 14 d. nusileido parašiutu į Titano paviršių. Nusileidimas truko 2 valandas ir 28 minutes. Nusileidimo metu Huygensas paėmė atmosferos pavyzdžius. Remiantis Huygenso zondo duomenų interpretavimu, viršutinę debesų dalį sudaro metano ledas, o apatinę – skystas metanas ir azotas.

Nuo 2005 metų pradžios mokslininkai stebi iš Saturno sklindančią spinduliuotę. 2006 m. sausio 23 d. Saturne kilo audra, kuri sukėlė blyksnį, kuris buvo 1000 kartų galingesnis už įprastą spinduliuotę. 2006 metais NASA pranešė, kad erdvėlaivis aptiko akivaizdžių vandens, išsiveržusio iš Encelado geizerių, pėdsakų. 2011 m. gegužę NASA mokslininkai pareiškė, kad Enceladas „pasirodė esanti tinkamiausia vieta Saulės sistemoje po Žemės“.

Saturnas ir jo palydovai: vaizdo centre Enceladas, dešinėje, iš arti, matosi pusė Rėjos, iš kurios žvelgia Mimas. Nuotrauka daryta Cassini zondo, 2011 m. liepos mėn

Cassini padarytos nuotraukos paskatino kitus reikšmingus atradimus. Jie atskleidė anksčiau neatrastus planetos žiedus už pagrindinės šviesios žiedų srities ir G bei E žiedų viduje. Šie žiedai buvo pavadinti R/2004 S1 ir R/2004 S2. Spėjama, kad medžiaga šiems žiedams galėjo susidaryti meteoritui ar kometai atsitrenkus į Janusą ar Epimetėją. 2006 m. liepos mėn. Cassini nuotraukos atskleidė angliavandenilių ežerą netoli Titano šiaurinio ašigalio. Šį faktą galiausiai patvirtino papildomi vaizdai 2007 m. kovo mėn. 2006 m. spalį Saturno pietiniame ašigalyje buvo aptiktas 8000 km skersmens uraganas.

2008 m. spalį Cassini perdavė planetos šiaurinio pusrutulio vaizdus. Nuo 2004-ųjų, kai pas ją atskrido Cassini, pastebimi pokyčiai, o dabar ji nusidažė neįprastomis spalvomis. To priežastys kol kas nėra aiškios. Daroma prielaida, kad pastarasis spalvų pasikeitimas yra susijęs su metų laikų kaita. Nuo 2004 metų iki 2009 metų lapkričio 2 dienos aparato pagalba buvo atrasti 8 nauji palydovai. Pagrindinė „Cassini“ misija baigėsi 2008 m., kai įrenginys apskriejo 74 orbitas aplink planetą. Tada zondo užduotys buvo pratęstos iki 2010 m. rugsėjo, o vėliau iki 2017 m., kad būtų galima ištirti visą Saturno sezonų ciklą.

2009 m. pasirodė bendras Amerikos ir Europos NASA ir ESA projektas, skirtas pradėti AMS Titan Saturn System misiją, skirtą Saturnui ir jo palydovams Titanui ir Enceladui tirti. Jo metu stotis 7-8 metus skris į Saturno sistemą, o po to dvejiems metams taps Titano palydovu. Jis taip pat paleis zondo balioną į Titano atmosferą ir nusileidimo aparatą (galbūt plūduriuojantį).

palydovai

Didžiausi palydovai – Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan ir Japetus – buvo atrasti iki 1789 m., tačiau iki šių dienų išlieka pagrindiniais tyrimų objektais. Šių palydovų skersmenys svyruoja nuo 397 (Mimas) iki 5150 km (Titanas), pusiau pagrindinė orbitos ašis nuo 186 tūkst. km (Mimas) iki 3561 tūkst. km (Japetas). Masės pasiskirstymas atitinka skersmens pasiskirstymą. Titanas turi didžiausią orbitos ekscentriškumą, Dione ir Tethys mažiausią. Visi palydovai su žinomais parametrais yra virš sinchroninės orbitos, todėl jie palaipsniui pašalinami.

Saturno palydovai

Didžiausias iš mėnulių yra Titanas. Jis taip pat yra antras pagal dydį visoje Saulės sistemoje po Jupiterio palydovo Ganimedo. Titanas yra maždaug pusė vandens ledo ir pusė akmens. Ši sudėtis yra panaši į kai kuriuos kitus didelius dujų planetų palydovus, tačiau Titanas labai skiriasi nuo jų savo atmosferos sudėtimi ir struktūra, kurią daugiausia sudaro azotas, taip pat yra nedidelis metano ir etano kiekis, kurie sudaro debesis. . Be Žemės, Titanas taip pat yra vienintelis kūnas Saulės sistemoje, kurio paviršiuje yra įrodytas skysčio egzistavimas. Mokslininkai neatmeta ir paprasčiausių organizmų atsiradimo galimybės. Titano skersmuo yra 50% didesnis nei Mėnulio. Ji taip pat viršija Merkurijaus planetos dydį, nors savo mase yra prastesnė už ją.

Kiti pagrindiniai palydovai taip pat turi išskirtinių savybių. Taigi, Japetas turi du pusrutulius su skirtingu albedo (atitinkamai 0,03–0,05 ir 0,5). Todėl kai Giovanni Cassini atrado šį palydovą, jis išsiaiškino, kad jis matomas tik tada, kai yra tam tikroje Saturno pusėje. Dione ir Rhea priekinis ir galinis pusrutuliai taip pat skiriasi. Dione pirmaujantis pusrutulis yra labai krateriuotas ir vienodo ryškumo. Užpakaliniame pusrutulyje yra tamsių sričių, taip pat plonų šviesių juostelių, kurios yra ledo keteros ir uolos, tinklas. Išskirtinis Mimo bruožas – didžiulis Herschel smūginis krateris, kurio skersmuo siekia 130 km. Panašiai Tethys turi 400 km skersmens Odisėjo kraterį. Enceladas, remiantis „Voyager 2“ vaizdais, turi paviršių su skirtingo geologinio amžiaus sritimis, masyviais krateriais vidutinėse ir aukštosiose šiaurinėse platumose bei nedideliais krateriais arčiau pusiaujo.

2010 m. vasario mėn. yra žinomi 62 Saturno palydovai. 12 iš jų buvo atrasti naudojant erdvėlaivius: Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981), Cassini (2004-2007). Dauguma palydovų, išskyrus „Hyperion“ ir „Phoebe“, turi sinchroninį savo sukimąsi – jie visada yra nukreipti į Saturną vienoje pusėje. Apie mažiausių mėnulių sukimąsi informacijos nėra. Tethys ir Dione Lagranžo taškuose L4 ir L5 lydi du palydovai.

2006 m. mokslininkų komanda, vadovaujama Davido Jewitto iš Havajų universiteto, dirbanti su Japonijos Subaru teleskopu Havajuose, paskelbė apie 9 Saturno palydovų atradimą. Visi jie priklauso vadinamiesiems netaisyklingiems palydovams, kurie skiriasi retrogradine orbita. Jų apsisukimo aplink planetą laikotarpis yra nuo 862 iki 1300 dienų.

Žiedai

Saturno ir Žemės palyginimas

Šiandien žinoma, kad visi keturi dujiniai milžinai turi žiedus, tačiau Saturnas yra ryškiausias. Žiedai yra maždaug 28° kampu ekliptikos plokštumos atžvilgiu. Todėl iš Žemės, priklausomai nuo santykinės planetų padėties, jos atrodo skirtingai: matomos ir žiedų pavidalu, ir „iš krašto“. Kaip teigė Huygensas, žiedai nėra kietas kietas kūnas, o susideda iš milijardų mažų dalelių, skriejančių aplink planetą. Tai įrodė spektrometriniai stebėjimai, kuriuos atliko A. A. Belopolsky Pulkovo observatorijoje ir dar du mokslininkai 1895–1896 m.

Yra trys pagrindiniai žiedai, o ketvirtasis yra plonesnis. Kartu jie atspindi daugiau šviesos nei pats Saturno diskas. Trys pagrindiniai žiedai dažniausiai žymimi pirmosiomis lotyniškos abėcėlės raidėmis. Žiedas B yra centrinis, plačiausias ir ryškiausias, jį nuo išorinio žiedo A skiria beveik 4000 km pločio Cassini plyšys, kuriame yra ploniausi, beveik permatomi žiedai. Žiedo A viduje yra plonas tarpelis, vadinamas Encke skiriamąja juostele. Žiedas C, kuris yra dar arčiau planetos nei B, yra beveik skaidrus.

Saturno žiedai yra labai ploni. Jų skersmuo apie 250 000 km, jų storis nesiekia nė kilometro (nors žiedų paviršiuje yra ir savotiškų kalnų). Nepaisant įspūdingos išvaizdos, žiedus sudarančios medžiagos kiekis yra labai mažas. Jei jis būtų surinktas į vieną monolitą, jo skersmuo neviršytų 100 km. Zondų vaizdai rodo, kad žiedai iš tikrųjų sudaryti iš tūkstančių žiedų, įsiterpusių į plyšius; paveikslėlis primena gramofono plokštelių takelius. Žiedus sudarančių dalelių dydis svyruoja nuo 1 centimetro iki 10 metrų. Pagal sudėtį jie sudaro 93% ledo su nedidelėmis priemaišomis, tarp kurių gali būti kopolimerų, susidarančių veikiant saulės spinduliuotei ir silikatams, ir 7% anglies.

Dalelių judėjimas planetos žieduose ir palydovuose yra nuoseklus. Kai kurie iš jų, vadinamieji „piemenų palydovai“, atlieka tam tikrą vaidmenį išlaikant žiedus vietoje. Pavyzdžiui, Mimas yra 2:1 rezonanso su Cassinian tarpu ir, veikiant jo traukai, medžiaga iš jo pašalinama, o Pan yra Encke skiriamosios juostos viduje. 2010 metais iš zondo Cassini buvo gauti duomenys, leidžiantys manyti, kad Saturno žiedai svyruoja. Svyravimai susideda iš nuolatinių Mimo įvestų perturbacijų ir spontaniškų trikdžių, atsirandančių dėl žiede skraidančių dalelių sąveikos. Saturno žiedų kilmė dar nėra iki galo aiški. Remiantis viena teorija, kurią 1849 m. iškėlė Eduardas Roshas, ​​žiedai susidarė sugriuvus skystam palydovui veikiant potvynio jėgoms. Kito teigimu, palydovas subyrėjo dėl kometos ar asteroido smūgio.

Bendra informacija apie Saturną

Saturnas yra šeštoji planeta nuo Saulės (šeštoji planeta Saulės sistemoje).

Saturnas priklauso dujų milžinams ir yra pavadintas senovės romėnų žemdirbystės dievo vardu.

Saturnas žmonėms buvo žinomas nuo seniausių laikų.

Saturno kaimynai yra Jupiteris ir Uranas. Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas gyvena išorinėje Saulės sistemos srityje.

Manoma, kad dujų milžino centre yra masyvi kietų ir sunkių medžiagų (silikatų, metalų) ir vandens ledo šerdis.

Saturno magnetinis laukas yra sukurtas dinamo efektu metalinio vandenilio cirkuliacijoje išorinėje šerdyje ir yra beveik dipolis su šiauriniais ir pietiniais magnetiniais poliais.

Saturnas turi ryškiausią planetų žiedų sistemą Saulės sistemoje.

Saturnas iki šiol turi 82 natūralius palydovus.

Saturno orbita

Vidutinis atstumas nuo Saturno iki Saulės yra 1430 milijonų kilometrų (9,58 astronominių vienetų).

Perihelionas (artimiausias orbitos taškas nuo Saulės): 1353,573 milijono kilometrų (9,048 astronominiai vienetai).

Afelionas (tolimiausias orbitos taškas nuo Saulės): 1513,326 milijono kilometrų (10,116 astronominių vienetų).

Vidutinis Saturno greitis orbitoje yra apie 9,69 kilometro per sekundę.

Planeta vieną kartą apsisuka aplink Saulę per 29,46 Žemės metų.

Metai planetoje yra 378,09 Saturno dienos.

Atstumas nuo Saturno iki Žemės svyruoja nuo 1195 iki 1660 milijonų kilometrų.

Saturno sukimosi kryptis atitinka visų (išskyrus Venerą ir Uraną) Saulės sistemos planetų sukimosi kryptį.

3D Saturno modelis

Fizinės Saturno savybės

Saturnas yra antra pagal dydį planeta Saulės sistemoje.

Vidutinis Saturno spindulys yra 58 232 ± 6 kilometrai, tai yra apie 9 Žemės spinduliai.

Saturno paviršiaus plotas yra 42,72 milijardo kvadratinių kilometrų.

Vidutinis Saturno tankis yra 0,687 gramai kubiniame centimetre.

Saturno laisvojo kritimo pagreitis yra 10,44 metro per sekundę kvadratu (1,067 g).

Saturno masė yra 5,6846 x 1026 kilogramai, tai yra apie 95 Žemės masės.

Saturno atmosfera

Du pagrindiniai Saturno atmosferos komponentai yra vandenilis (apie 96%) ir helis (apie 3%).

Saturno atmosferos gelmėse didėja slėgis ir temperatūra, vandenilis pereina į skystą būseną, tačiau šis perėjimas vyksta laipsniškai. 30 000 kilometrų gylyje vandenilis tampa metaliniu, o slėgis ten siekia 3 milijonus atmosferų.

Saturno atmosferoje kartais pasirodo nuolatiniai itin galingi uraganai.

Audrų ir audrų metu planetoje stebimi galingi žaibo išlydžiai.

Auroros ant Saturno yra ryškūs ištisiniai ovalūs žiedai, supantys planetos ašigalius.

Palyginamieji Saturno ir Žemės dydžiai

Saturno žiedai

Žiedų skersmuo yra 250 000 kilometrų, o jų storis neviršija 1 kilometro.

Mokslininkai sutartinai padalija Saturno žiedų sistemą į tris pagrindinius žiedus ir ketvirtą, plonesnį, o iš tikrųjų žiedai susidaro iš tūkstančių žiedų, besikeičiančių tarpais.

Žiedų sistemą daugiausia sudaro ledo dalelės (apie 93%), mažesnis kiekis sunkiųjų elementų ir dulkių.

Dalelių, sudarančių Saturno žiedus, dydis svyruoja nuo 1 centimetro iki 10 metrų.

Žiedai yra išdėstyti maždaug 28 laipsnių kampu ekliptikos plokštumos atžvilgiu, todėl, priklausomai nuo santykinės planetų padėties nuo Žemės, atrodo skirtingai: ir žiedų pavidalo, ir briaunos.

Saturno tyrinėjimas

Pirmą kartą stebėdamas Saturną per teleskopą 1609–1610 m., Galilėjus Galilėjus pastebėjo, kad planeta atrodo kaip trys kūnai, beveik liečiantys vienas kitą, ir pasiūlė, kad tai du dideli Saturno „kompanionai“, tačiau po 2 metų nerado. to patvirtinimas.

1659 metais Christianas Huygensas, naudodamasis galingesniu teleskopu, išsiaiškino, kad „kompanionai“ iš tikrųjų yra plonas plokščias žiedas, kuris juosia planetą ir jos neliečia.

1979 m. robotizuota tarpplanetinė stotis Pioneer 11 pirmą kartą istorijoje nuskrido arti Saturno, nufotografavo planetą ir kai kuriuos jos palydovus bei atrado F žiedą.

1980–1981 metais Saturno sistemą taip pat aplankė „Voyager 1“ ir „Voyager 2“. Artėjant prie planetos buvo padaryta nemažai didelės raiškos nuotraukų ir gauta duomenų apie Saturno atmosferos temperatūrą ir tankį bei jo palydovų, tarp jų ir Titano, fizines charakteristikas.

Nuo 1990-ųjų Saturnas, jo palydovai ir žiedai buvo ne kartą tyrinėjami Hablo kosminiu teleskopu.

1997 metais į Saturną buvo paleista Cassini-Huygens misija, kuri po 7 metų skrydžio 2004 metų liepos 1 dieną pasiekė Saturno sistemą ir įskrido į orbitą aplink planetą. „Huygens“ zondas atsiskyrė nuo transporto priemonės ir parašiutu nusileido į Titano paviršių 2005 m. sausio 14 d., paimdamas atmosferos pavyzdžius. Per 13 mokslinės veiklos metų „Cassini“ erdvėlaivis pakeitė mokslininkų požiūrį į dujų milžinų sistemą. Cassini misija buvo baigta 2017 metų rugsėjo 15 dieną panardinant erdvėlaivį į Saturno atmosferą.

Saturno vidutinis tankis yra tik 0,687 gramo kubiniame centimetre, todėl tai yra vienintelė planeta Saulės sistemoje, kurios vidutinis tankis yra mažesnis už vandens tankį.

Dėl karštosios šerdies, kurios temperatūra siekia 11 700 laipsnių Celsijaus, Saturnas į kosmosą išspinduliuoja 2,5 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės.

Saturno šiauriniame ašigalyje esantys debesys sudaro milžinišką šešiakampį, kurio kiekviena pusė yra maždaug 13 800 kilometrų ilgio.

Kai kurie Saturno palydovai, tokie kaip Pan ir Mimas, yra „žiedų ganytojai“: jų gravitacija atlieka tam tikrą vaidmenį išlaikant žiedus vietoje, rezonuodamas su tam tikromis žiedų sistemos dalimis.

Manoma, kad Saturnas savo žiedus praris po 100 milijonų metų.

1921 metais pasklido gandas, kad Saturno žiedai dingo. Taip buvo dėl to, kad stebėjimų metu žiedinė sistema buvo atsukta į Žemę kraštais ir to meto įranga negalėjo būti vertinama.

Nuotrauka daryta iš erdvėlaivio Cassini

Saturno planeta yra šeštoji planeta nuo Saulės. Visi žino apie šią planetą. Beveik kiekvienas gali ją lengvai atpažinti, nes jo žiedai yra jo vizitinė kortelė.

Bendra informacija apie Saturno planetą

Ar žinote, iš ko pagaminti jos garsieji žiedai? Žiedai sudaryti iš ledo akmenų, kurių dydis svyruoja nuo mikronų iki kelių metrų. Saturnas, kaip ir visos milžiniškos planetos, daugiausia susideda iš dujų. Jo sukimasis svyruoja nuo 10 valandų ir 39 minučių iki 10 valandų ir 46 minučių. Šie matavimai pagrįsti planetos radijo stebėjimais.

Saturno planetos vaizdas

Naudojant naujausias varomąsias sistemas ir nešančias raketas, erdvėlaiviui pasiekti planetą prireiks mažiausiai 6 metų ir 9 mėnesių.

Šiuo metu vienintelis „Cassini“ erdvėlaivis skrieja orbitoje nuo 2004 m. ir jau daugelį metų yra pagrindinis mokslinių duomenų ir atradimų tiekėjas. Vaikams Saturno planeta, kaip ir iš principo suaugusiems, yra pati gražiausia iš planetų.

Bendrosios charakteristikos

Didžiausia Saulės sistemos planeta yra Jupiteris. Tačiau antros pagal dydį planetos titulas priklauso Saturnui.

Palyginimui, Jupiterio skersmuo siekia apie 143 tūkstančius kilometrų, o Saturno – tik 120 tūkstančių kilometrų. Jupiteris yra 1,18 karto didesnis už Saturną ir 3,34 karto didesnis už jo masę.

Tiesą sakant, Saturnas yra labai didelis, bet lengvas. O jei Saturno planeta bus panardinta į vandenį, ji plūduriuos paviršiuje. Planetos gravitacija sudaro tik 91% Žemės gravitacijos.

Saturno ir Žemės dydis skiriasi 9,4 karto, o masė - 95 kartus. Dujų milžino tūris galėtų tilpti 763 planetoms, tokioms kaip mūsų.

Orbita

Visiško planetos apsisukimo aplink Saulę laikas yra 29,7 metų. Kaip ir visos Saulės sistemos planetos, jos orbita nėra tobulas apskritimas, o turi elipsinę trajektoriją. Vidutinis atstumas iki Saulės yra 1,43 milijardo km arba 9,58 AU.

Artimiausias Saturno orbitos taškas vadinamas periheliu ir yra 9 astronominiais vienetais nuo Saulės (1 AU – vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės).

Tolimiausias orbitos taškas vadinamas afeliu ir yra 10,1 astronominio vieneto nuo Saulės.

Cassini kerta Saturno žiedų plokštumą.

Vienas iš įdomių savybių Saturno orbita yra tokia. Kaip ir Žemės, Saturno sukimosi ašis yra pakreipta Saulės plokštumos atžvilgiu. Įpusėjus savo orbitai, Saturno pietinis ašigalis atsuktas į Saulę, o paskui į šiaurę. Saturno metais (beveik 30 Žemės metų) ateina laikotarpiai, kai planeta matoma krašteliu nuo Žemės, o milžino žiedų plokštuma sutampa su mūsų matymo kampu, ir jie išnyksta. Reikalas tas, kad žiedai itin ploni, todėl iš didelio atstumo jų beveik neįmanoma pamatyti nuo krašto. Kitą kartą žiedai Žemės stebėtojui išnyks 2024–2025 m. Kadangi Saturno metai yra beveik 30 metų, nuo tada, kai Galilėjus pirmą kartą jį stebėjo per teleskopą 1610 m., jis apskriejo Saulę maždaug 13 kartų.

Klimato ypatumai

Vienas iš įdomiausių faktų yra tai, kad planetos ašis yra pasvirusi į ekliptikos plokštumą (kaip ir Žemės). Kaip ir pas mus, Saturne yra sezonai. Įpusėjus savo orbitai, šiaurinis pusrutulis gauna daugiau saulės spinduliuotės, tada viskas pasikeičia ir pietinis pusrutulis maudosi saulės šviesoje. Taip sukuriamos didžiulės audrų sistemos, kurios labai keičiasi priklausomai nuo planetos padėties orbitoje.

Audra Saturno atmosferoje. Naudotas sudėtinis vaizdas, dirbtinės spalvos, MT3, MT2, CB2 filtrai ir infraraudonųjų spindulių duomenys

Metų laikai daro įtaką planetos orui. Per pastaruosius 30 metų mokslininkai nustatė, kad vėjo greitis aplink planetos pusiaujo regionus sumažėjo maždaug 40%. NASA zondai „Voyager“ 1980–1981 metais nustatė net 1700 km/h vėjo greitį, o šiuo metu – tik apie 1000 km/h (matuota 2003 metais).

Saturnas vieną apsisukimą aplink savo ašį atlieka per 10,656 valandos. Mokslininkams prireikė daug laiko ir tyrimų, kad surastų tokį tikslų skaičių. Kadangi planeta neturi paviršiaus, neįmanoma stebėti tų pačių planetos sričių praėjimo, taip įvertinant jos sukimosi greitį. Mokslininkai naudojo planetos radijo spinduliuotę, kad įvertintų sukimosi greitį ir nustatytų tikslią dienos trukmę.

Vaizdų galerija

Planetos nuotraukos, padarytos Hablo teleskopu ir erdvėlaiviu Cassini.

Fizinės savybės

Hablo teleskopo vaizdas

Pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, 9,44 karto didesnis nei Žemės;

Poliarinis skersmuo yra 108 728 km, 8,55 karto didesnis nei Žemės;

Planetos plotas yra 4,27 x 10 * 10 km2, tai yra 83,7 karto didesnis nei Žemės;

Tūris – 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 karto didesnis nei Žemės;

Masė – 5,6846 x 10 * 26 kg, 95,2 karto daugiau nei Žemės;

Tankis - 0,687 g / cm3, 8 kartus mažesnis nei Žemės, Saturnas yra net lengvesnis už vandenį;

Ši informacija yra neišsami, daugiau informacijos apie bendrosios savybės Saturno planetą, rašysime žemiau.

Saturnas turi 62 palydovus, iš tikrųjų apie 40% mūsų Saulės sistemos palydovų sukasi aplink jį. Daugelis šių palydovų yra labai maži ir nematomi iš Žemės. Pastaruosius atrado „Cassini“ erdvėlaivis, o mokslininkai tikisi, kad laikui bėgant įrenginys ras dar daugiau ledinių palydovų.

Nepaisant to, kad Saturnas yra pernelyg priešiškas bet kuriai gyvybės formai, žinome, kad jo palydovas Enceladas yra vienas tinkamiausių kandidatų gyvybės paieškoms. Enceladas pasižymi tuo, kad jo paviršiuje yra ledo geizeriai. Yra tam tikras mechanizmas (tikriausiai Saturno potvynių poveikis), kuris sukuria pakankamai šilumos, kad egzistuotų skystas vanduo. Kai kurie mokslininkai mano, kad Encelade yra gyvybės tikimybė.

Planetos formavimasis

Kaip ir visos kitos planetos, Saturnas susiformavo iš Saulės ūko maždaug prieš 4,6 mlrd. Šis saulės ūkas buvo didžiulis šaltų dujų ir dulkių debesis, kuris galėjo susidurti su kitu debesiu arba supernovos smūgine banga. Šis įvykis inicijavo protosolinio ūko susitraukimo pradžią ir toliau formavosi Saulės sistema.

Debesis vis labiau traukėsi, kol centre susiformavo protožvaigždė, kurią supo plokščias medžiagos diskas. Šio disko vidinėje dalyje buvo daugiau sunkiųjų elementų ir susiformavo antžeminės planetos, o išorinė dalis buvo pakankamai šalta ir, tiesą sakant, liko nepaliesta.

Medžiaga iš Saulės ūko formavo vis daugiau planetezimalių. Šie planetezimaliai susidūrė kartu, susiliedami į planetas. Tam tikru ankstyvosios Saturno istorijos momentu jo maždaug 300 kilometrų skersmens mėnulis buvo suplėšytas dėl gravitacijos ir sukūrė žiedus, kurie iki šiol skrieja aplink planetą. Tiesą sakant, pagrindiniai planetos parametrai tiesiogiai priklausė nuo jos susidarymo vietos ir dujų kiekio, kurį ji galėjo sugauti.

Kadangi Saturnas yra mažesnis už Jupiterį, jis greičiau atvėsta. Astronomai mano, kad kai tik jo išorinė atmosfera atvėso iki 15 Kelvino laipsnių, helis kondensavosi į lašelius, kurie pradėjo grimzti į šerdį. Šių lašelių trintis įkaitino planetą ir dabar ji išskiria apie 2,3 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės.

Žiedo formavimas

Planetos vaizdas iš kosmoso

Pagrindinis Saturno skiriamasis bruožas yra žiedai. Kaip formuojami žiedai? Yra kelios versijos. Įprasta teorija teigia, kad žiedai yra beveik tokio pat senumo kaip pati planeta ir gyvuoja mažiausiai 4 milijardus metų. Ankstyvojoje milžino istorijoje 300 km palydovas priartėjo prie jo ir buvo suplėšytas į gabalus. Taip pat yra galimybė, kad susidūrė du palydovai arba į palydovą pataikė pakankamai didelė kometa ar asteroidas, kuris tiesiog subyrėjo orbitoje.

Alternatyvi žiedo susidarymo hipotezė

Kita hipotezė yra ta, kad palydovas nebuvo sunaikintas. Vietoj to, žiedai, kaip ir pati planeta, susidarė iš Saulės ūko.

Tačiau čia yra problema: ledas žieduose yra per švarus. Jei žiedai susiformavo kartu su Saturnu prieš milijardus metų, tada tikėtume, kad jie bus visiškai padengti purvu nuo mikrometeorų smūgių. Tačiau šiandien matome, kad jie yra tokie gryni, lyg būtų susiformavę mažiau nei prieš 100 milijonų metų.

Gali būti, kad žiedai nuolat atnaujina savo medžiagą sulipdami ir susidūrę vienas su kitu, todėl sunku nustatyti jų amžių. Tai viena iš paslapčių, kurias dar reikia įminti.

Atmosfera

Kaip ir kitų milžiniškų planetų, Saturno atmosferą sudaro 75% vandenilio ir 25% helio, o kitų medžiagų, tokių kaip vanduo ir metanas, pėdsakai.

Atmosferos ypatybės

Planetos išvaizda matomoje šviesoje atrodo ramesnė nei Jupiterio. Planetos atmosferoje yra debesų juostų, tačiau jos yra šviesiai oranžinės spalvos ir vos matomos. Oranžinę spalvą lemia atmosferoje esantys sieros junginiai. Be sieros, viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra nedidelis azoto ir deguonies kiekis. Šie atomai reaguoja vienas su kitu ir, veikiami saulės šviesos, sudaro sudėtingas molekules, primenančias smogą. Esant įvairiems šviesos bangų ilgiams, taip pat patobulinus Cassini vaizdus, ​​atmosfera atrodo daug įspūdingesnė ir audringesnė.

Vėjai atmosferoje

Planetos atmosfera sukuria vienus greičiausių vėjų Saulės sistemoje (greitesni tik Neptūne). NASA erdvėlaivis „Voyager“, skridęs Saturnu, išmatavo vėjo greitį, paaiškėjo, kad jis prie planetos pusiaujo buvo 1800 km/h. Aplink planetą skriejančiose juostose susidaro didelės baltos audros, tačiau skirtingai nei Jupiteris, šios audros trunka tik kelis mėnesius ir jas sugeria atmosfera.

Debesys matomoje atmosferos dalyje yra sudaryti iš amoniako ir yra 100 km žemiau viršutinės troposferos dalies (tropopauzė), kur temperatūra nukrenta iki -250 °C. Žemiau šios ribos debesys susideda iš amonio hidrosulfido. ir yra maždaug 170 km žemiau. Šiame sluoksnyje temperatūra siekia tik –70 laipsnių C. Giliausi debesys susideda iš vandens ir yra apie 130 km žemiau tropopauzės. Temperatūra čia 0 laipsnių.

Kuo žemesnis, tuo labiau didėja slėgis ir temperatūra, o dujinis vandenilis pamažu virsta skysčiu.

Šešiakampis

Vienas keisčiausių kada nors atrastų oro reiškinių yra vadinamoji šiaurinė šešiakampė audra.

Šešiakampius debesis aplink Saturno planetą pirmą kartą atrado „Voyagers 1“ ir „2“ po to, kai jie aplankė planetą daugiau nei prieš tris dešimtmečius. Visai neseniai Saturno šešiakampį labai detaliai nufotografavo NASA erdvėlaivis Cassini, šiuo metu skriejantis orbitoje aplink Saturną. Šešiakampio (arba šešiakampio sūkurio) skersmuo yra apie 25 000 km. Jame gali tilpti 4 tokios planetos kaip Žemė.

Šešiakampis sukasi lygiai tokiu pat greičiu kaip ir pati planeta. Tačiau planetos Šiaurės ašigalis skiriasi nuo Pietų ašigalio, kurio centre yra didžiulis uraganas su milžinišku piltuvu. Kiekviena šešiakampio pusė yra apie 13 800 km, o visa konstrukcija vieną apsisukimą aplink ašį padaro per 10 valandų ir 39 minutes, kaip ir pati planeta.

Šešiakampio susidarymo priežastis

Taigi kodėl Šiaurės ašigalio sūkurys yra šešiakampio formos? Astronomai sunku atsakyti į šį klausimą 100%, tačiau vienas iš ekspertų ir komandos narių, atsakingų už Cassini vizualinį ir infraraudonųjų spindulių spektrometrą, sakė: „Tai labai keista audra, turinti tikslias geometrines figūras su šešiomis beveik identiškomis pusėmis. Niekada nematėme nieko panašaus kitose planetose“.

Planetos atmosferos vaizdų galerija

Saturnas yra audrų planeta

Jupiteris yra žinomas dėl savo smarkių audrų, kurios aiškiai matomos per viršutinius atmosferos sluoksnius, ypač Didžiąją Raudonąją dėmę. Bet Saturne yra ir audrų, nors jos nėra tokios didelės ir intensyvios, bet palyginus su žemiškomis, jos tiesiog didžiulės.

Viena didžiausių audrų buvo Didžioji Baltoji dėmė, dar žinoma kaip Didysis Baltasis Ovalas, kurią 1990 metais stebėjo Hablo kosminis teleskopas. Tokios audros tikriausiai įvyksta kartą per metus Saturne (kartą per 30 Žemės metų).

atmosfera ir paviršius

Planeta labai primena rutulį, sudarytą beveik vien iš vandenilio ir helio. Jo tankis ir temperatūra kinta jums judant gilyn į planetą.

Atmosferos sudėtis

Išorinę planetos atmosferą sudaro 93% molekulinio vandenilio, likusio helio ir nedidelio kiekio amoniako, acetileno, etano, fosfino ir metano. Būtent šie mikroelementai sukuria matomas juosteles ir debesis, kuriuos matome nuotraukose.

Šerdis

Bendroji Saturno sandaros schema

Remiantis akrecijos teorija, planetos šerdis yra uolėta ir didelė masė, kurios pakanka užfiksuoti didelį kiekį dujų ankstyvajame Saulės ūke. Jo šerdis, kaip ir kitų dujų gigantų, turėtų susiformuoti ir tapti masyvi daug greičiau nei kitų planetų, kad spėtų įgyti pirminių dujų.

Dujų milžinas greičiausiai susidarė iš uolėtų ar ledinių komponentų, o mažas tankis rodo skysto metalo ir uolienų priemaišas šerdyje. Tai vienintelė planeta, kurios tankis mažesnis nei vandens. bet kokiu atveju vidinė struktūra planeta Saturnas labiau primena tiršto sirupo rutulį su akmenų skeveldrų priemaišomis.

metalinis vandenilis

Metalinis vandenilis šerdyje sukuria magnetinį lauką. Tokiu būdu sukurtas magnetinis laukas yra šiek tiek silpnesnis nei Žemės ir tęsiasi tik iki didžiausio jos palydovo Titano orbitos. Titanas prisideda prie jonizuotų dalelių atsiradimo planetos magnetosferoje, kurios atmosferoje sukuria pašvaistę. „Voyager 2“ aptiko didelį saulės vėjo slėgį planetos magnetosferoje. Remiantis tos pačios misijos metu atliktais matavimais, magnetinis laukas tęsiasi tik daugiau nei 1,1 mln.

Planetos dydis

Planetos pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, o tai 9,44 karto didesnis nei Žemės. Spindulys yra 60268 km, todėl ji yra antra pagal dydį mūsų Saulės sistemos planeta, nusileidžianti tik Jupiteriui. Ji, kaip ir visos kitos planetos, yra pailgas sferoidas. Tai reiškia, kad jo pusiaujo skersmuo yra didesnis nei skersmuo, išmatuotas per ašigalius. Saturno atveju šis atstumas yra gana reikšmingas, dėl didelio planetos sukimosi greičio. Poliarinis skersmuo yra 108728 km, tai yra 9,796% mažesnis nei pusiaujo skersmuo, todėl Saturno forma yra ovali.

Aplink Saturną

Dienos ilgis

Atmosferos ir pačios planetos sukimosi greitį galima išmatuoti trimis skirtingais metodais. Pirmasis – planetos sukimosi greičio matavimas debesų sluoksnyje planetos pusiaujo dalyje. Jo sukimosi laikotarpis yra 10 valandų ir 14 minučių. Jei matavimai atliekami kitose Saturno srityse, tada sukimosi greitis bus 10 valandų 38 minutės ir 25,4 sekundės. Iki šiol tiksliausias dienos trukmės matavimo metodas yra pagrįstas radijo spinduliuotės matavimu. Šis metodas suteikia planetos sukimosi greitį 10 valandų 39 minutes ir 22,4 sekundės. Nepaisant šių skaičių, planetos vidaus sukimosi greitis šiuo metu negali būti tiksliai išmatuotas.

Vėlgi, planetos pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, o poliarinės - 108 728 km. Svarbu žinoti, kodėl šis šių skaičių skirtumas turi įtakos planetos sukimosi greičiui. Tokia pati situacija yra ir kitose milžiniškose planetose, ypač skirtingų planetos dalių sukimosi skirtumas išreiškiamas Jupiteryje.

Dienos ilgis pagal planetos radijo spinduliuotę

Naudodami radijo spinduliuotę, sklindančią iš vidinių Saturno regionų, mokslininkai sugebėjo nustatyti jo sukimosi periodą. Įkrautos dalelės, įstrigusios jo magnetiniame lauke, skleidžia radijo bangas, kai jos sąveikauja su Saturno magnetiniu lauku, maždaug 100 kilohercų dažniu.

Devintajame dešimtmetyje zondas „Voyager“ matavo planetos radijo spinduliuotę devynis mėnesius skrendant pro šalį ir nustatyta, kad sukimasis buvo 10 valandų 39 minutės 24 sekundės, o paklaida – 7 sekundes. Erdvėlaivis Ulysses taip pat atliko matavimus po 15 metų ir davė 10 valandų 45 minučių 45 sekundžių rezultatą su 36 sekundžių paklaida.

Pasirodo, skirtumas net 6 minutės! Arba bėgant metams planetos sukimasis sulėtėjo, arba mes kažką praleidome. Tarpplanetinis zondas Cassini plazmos spektrometru išmatavo tuos pačius radijo spindulius, o mokslininkai, be 6 minučių skirtumo 30 metų matavimuose, nustatė, kad sukimasis taip pat keičiasi vienu procentu per savaitę.

Mokslininkai mano, kad tai gali būti dėl dviejų dalykų: iš Saulės sklindantis saulės vėjas trukdo matavimams, o dalelės iš Encelado geizerių veikia magnetinį lauką. Abu šie veiksniai keičia radijo spinduliavimą ir tuo pačiu metu gali sukelti skirtingus rezultatus.

Nauji duomenys

2007 metais buvo nustatyta, kad kai kurie planetos taškiniai radijo spinduliuotės šaltiniai nesutampa su Saturno sukimosi greičiu. Kai kurie mokslininkai mano, kad skirtumas atsirado dėl mėnulio Encelado įtakos. Vandens garai iš šių geizerių patenka į planetos orbitą ir yra jonizuojami, taip paveikdami planetos magnetinį lauką. Tai sulėtina magnetinio lauko sukimąsi, bet tik šiek tiek, palyginti su pačios planetos sukimu. Dabartinis Saturno sukimosi įvertis, pagrįstas įvairiais erdvėlaivių Cassini, Voyager ir Pioneer matavimais, 2007 m. rugsėjo mėn. yra 10 valandų 32 minutės ir 35 sekundės.

Cassini pagrindinės planetos charakteristikos rodo, kad saulės vėjas yra labiausiai tikėtina duomenų skirtumo priežastis. Magnetinio lauko sukimosi matavimų skirtumai atsiranda kas 25 dienas, o tai atitinka Saulės sukimosi periodą. Saulės vėjo greitis taip pat nuolat kinta, į ką reikia atsižvelgti. Enceladus gali atlikti ilgalaikius pokyčius.

gravitacija

Saturnas yra milžiniška planeta ir neturi kieto paviršiaus, o pamatyti jo paviršiaus neįmanoma (matome tik viršutinį debesų sluoksnį) ir jausti gravitacijos jėgą. Bet įsivaizduokime, kad yra kažkokia sąlyginė riba, kuri atitiks jos įsivaizduojamą paviršių. Kokia gravitacijos jėga būtų planetoje, jei galėtumėte stovėti ant paviršiaus?

Nors Saturnas turi didesnę masę nei Žemė (antra pagal dydį Saulės sistemos masė po Jupiterio), jis taip pat yra „lengviausia“ iš visų Saulės sistemos planetų. Faktinė gravitacija bet kuriame įsivaizduojamo paviršiaus taške būtų 91% tos, kuri yra Žemėje. Kitaip tariant, jei jūsų svarstyklės rodo, kad Žemėje sveriate 100 kg (o, siaube!), Saturno „paviršiuje“ sveriate 92 kg (šiek tiek geriau, bet vis tiek).

Palyginimui, Jupiterio „paviršiuje“ gravitacija yra 2,5 karto didesnė nei Žemės. Marse tik 1/3, o Mėnulyje 1/6.

Dėl ko gravitacijos jėga tokia silpna? Milžinišką planetą daugiausia sudaro vandenilis ir helis, kuriuos jis sukaupė pačioje Saulės sistemos formavimosi pradžioje. Šie elementai susiformavo Visatos pradžioje dėl Didžiojo sprogimo. Viskas dėl to, kad planeta turi itin mažą tankį.

planetos temperatūra

Voyager 2 vaizdas

Viršutiniame atmosferos sluoksnyje, esančiame ant sienos su kosmosu, temperatūra yra -150 C. Tačiau nardant į atmosferą slėgis pakyla ir atitinkamai pakyla temperatūra. Planetos šerdyje temperatūra gali siekti 11 700 C. Bet kur tai karštis? Jis susidaro dėl didelis kiekis vandenilis ir helis, kurie, grimzdami į planetos žarnas, susitraukia ir įkaitina šerdį.

Dėl gravitacinio susitraukimo planeta iš tikrųjų generuoja šilumą, išskirdama 2,5 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės.

Debesų sluoksnio apačioje, kurį sudaro vandens ledas, vidutinė temperatūra –23 laipsniai šilumos. Virš šio ledo sluoksnio yra amonio hidrosulfidas, kurio vidutinė temperatūra -93 C. Virš jo yra amoniako ledo debesys, nuspalvinantys atmosferą oranžine ir geltona spalva.

Kaip atrodo Saturnas ir kokia jo spalva

Net žiūrint pro nedidelį teleskopą, planetos spalva matoma kaip blyškiai geltona su oranžinėmis užuominomis. Su galingesniais teleskopais, tokiais kaip Hablo arba NASA erdvėlaivis Cassini, galite pamatyti plonus debesų sluoksnius ir audras, kurios yra baltos ir oranžinės spalvos mišinys. Bet kas suteikia Saturnui jo spalvą?

Kaip ir Jupiteris, planetą sudaro beveik visas vandenilis, nedidelis kiekis helio, taip pat nedideli kiekiai kitų junginių, tokių kaip amoniakas, vandens garai ir įvairūs paprasti angliavandeniliai.

Tik viršutinis debesų sluoksnis, kurį daugiausia sudaro amoniako kristalai, yra atsakingas už planetos spalvą, o apatinis debesų lygis yra arba amonio hidrosulfidas, arba vanduo.

Saturnas turi dryžuotą atmosferą, panašią į Jupiterio atmosferą, tačiau juostos yra daug silpnesnės ir platesnės prie pusiaujo. Jame taip pat nėra ilgai trunkančių audrų – nieko panašaus į Didžiąją Raudonąją dėmę – kurios dažnai kyla, kai Jupiteris artėja prie šiaurinio pusrutulio vasaros saulėgrįžos.

Kai kurios „Cassini“ pateiktos nuotraukos atrodo mėlynos, panašios į Uraną. Bet tikriausiai taip yra todėl, kad Cassini požiūriu matome, kad šviesa sklaidosi.

Junginys

Saturnas naktiniame danguje

Žiedai aplink planetą žavėjo žmonių vaizduotę šimtus metų. Taip pat buvo natūralu norėti sužinoti, iš ko sudaryta planeta. Tai sužinojo taikydami įvairius metodus cheminė sudėtis Saturną sudaro 96% vandenilio, 3% helio ir 1% įvairių elementų, įskaitant metaną, amoniaką, etaną, vandenilį ir deuterį. Kai kurių šių dujų galima rasti jos atmosferoje, skystos ir išlydytos būsenos.

Dujų būsena kinta didėjant slėgiui ir temperatūrai. Debesų viršuje susidursite su amoniako kristalais, debesų apačioje – su amonio hidrosulfidu ir (arba) vandeniu. Po debesimis didėja atmosferos slėgis, dėl to pakyla temperatūra ir vandenilis virsta skysta būsena. Judant gilyn į planetą, slėgis ir temperatūra toliau didėja. Dėl to vandenilis branduolyje tampa metalu ir pereina į šią ypatingą agregacijos būseną. Manoma, kad planeta turi laisvą šerdį, kurią, be vandenilio, sudaro uolienos ir kai kurie metalai.

Šiuolaikiniai kosmoso tyrinėjimai atvedė prie daugybės Saturno sistemos atradimų. Tyrimai pradėti nuo Pioneer 11 erdvėlaivio praskriejimo 1979 m. Ši misija aptiko F žiedą. Kitais metais „Voyager 1“ praskriejo, siųsdamas kai kurių palydovų paviršiaus detales atgal į Žemę. Jis taip pat įrodė, kad Titano atmosfera nėra skaidri matomai šviesai. 1981 m. „Voyager 2“ aplankė Saturną ir aptiko atmosferos pokyčius, taip pat patvirtino, kad yra Maxwell ir Keeler spragų, kurias „Voyager 1“ pamatė pirmą kartą.

Po „Voyager 2“ į sistemą atkeliavo „Cassini-Huygens“ erdvėlaivis, kuris į orbitą aplink planetą iškeliavo 2004 m., daugiau apie jo misiją galite paskaityti šiame straipsnyje.

Radiacija

Kai NASA Cassini nusileidimo aparatas pirmą kartą atvyko į planetą, jis aptiko perkūniją ir radiacijos juostas aplink planetą. Jis netgi rado naują radiacijos juostą, esančią planetos žiedo viduje. Naujoji spinduliuotės juosta yra nutolusi 139 000 km nuo Saturno centro ir tęsiasi iki 362 000 km.

Šiaurės pašvaistė Saturne

Vaizdo įrašas, kuriame rodomas šiaurinis, sukurtas iš Hablo kosminio teleskopo ir erdvėlaivio Cassini vaizdų.

Dėl magnetinio lauko įkrautas Saulės daleles fiksuoja magnetosfera ir susidaro spinduliuotės juostos. Šios įkrautos dalelės juda pagal magnetinio jėgos lauko linijas ir susiduria su planetos atmosfera. Auroros atsiradimo mechanizmas panašus į Žemės, tačiau dėl skirtingos atmosferos sudėties milžino pašvaistė yra purpurinė, priešingai nei žalios Žemėje.

Hablo teleskopu matoma Saturno aurora

Auroros galerija

artimiausi kaimynai

Kokia planeta yra arčiausiai Saturno? Tai priklauso nuo to, kurioje orbitoje jis šiuo metu yra, taip pat nuo kitų planetų padėties.

Didžiąją dalį orbitos artimiausia planeta yra . Kai Saturnas ir Jupiteris yra mažiausiu atstumu vienas nuo kito, jie yra tik 655 000 000 km atstumu.

Kai jos yra priešingose ​​viena kitos pusėse, Saturno planetos kartais priartėja viena prie kitos ir šiuo metu jas skiria 1,43 mlrd. km.

Bendra informacija

Šie planetos faktai yra pagrįsti NASA planetų biuleteniais.

Svoris - 568,46 x 10 * 24 kg

Tūris: 82 713 x 10*10 km3

Vidutinis spindulys: 58232 km

Vidutinis skersmuo: 116 464 km

Tankis: 0,687 g/cm3

Pirmojo pabėgimo greitis: 35,5 km/s

Laisvo kritimo pagreitis: 10,44 m/s2

Natūralūs palydovai: 62

Atstumas nuo Saulės (pagrindinė orbitos ašis): 1,43353 mlrd. km

Orbitinis periodas: 10 759,22 dienos

Perihelionas: 1,35255 milijardo km

Aphelion: 1,5145 milijardo km

Orbitos greitis: 9,69 km/s

Orbitos polinkis: 2,485 laipsniai

Orbitos ekscentriškumas: 0,0565

Šoninio sukimosi laikotarpis: 10,656 valandos

Sukimosi aplink ašį laikotarpis: 10,656 valandos

Ašinis posvyris: 26,73°

Kas atrado: žinoma nuo priešistorinių laikų

Mažiausias atstumas nuo Žemės: 1,1955 milijardo km

Didžiausias atstumas nuo Žemės: 1,6585 milijardo km

Didžiausias matomas skersmuo nuo Žemės: 20,1 lanko sekundės

Mažiausias matomas skersmuo nuo Žemės: 14,5 lanko sekundės

Tariamasis blizgesys (maksimalus): 0,43 balo

Istorija

Kosmoso vaizdas, padarytas Hablo teleskopu

Planeta aiškiai matoma plika akimi, todėl sunku pasakyti, kada planeta pirmą kartą buvo atrasta. Kodėl planeta vadinama Saturnu? Jis pavadintas romėnų derliaus dievo vardu – šis dievas atitinka graikų dievą Kroną. Štai kodėl vardo kilmė yra romėniška.

Galilėjus

Saturnas ir jo žiedai buvo paslaptis, kol Galilėjus pirmą kartą pastatė savo primityvų, bet veikiantį teleskopą ir pažvelgė į planetą 1610 m. Žinoma, Galilėjus nesuprato, ką mato, ir manė, kad žiedai yra dideli mėnuliai abiejose planetos pusėse. Tai buvo prieš tai, kai Christianas Huygensas geriausiu teleskopu pamatė, kad tai ne mėnuliai, o žiedai. Huygensas taip pat pirmasis atrado didžiausią mėnulį Titaną. Nepaisant to, kad planetos matomumas leidžia ją stebėti beveik iš visur, jos palydovai, kaip ir žiedai, matomi tik pro teleskopą.

Jeanas Dominique'as Cassini

Jis žieduose atrado plyšį, vėliau pavadintą Cassini, ir pirmasis atrado 4 planetos palydovus: Iapetus, Rhea, Tethys ir Dione.

Viljamas Heršelis

1789 m. astronomas Williamas Herschelis atrado dar du mėnulius – Mimą ir Enceladą. O 1848 metais britų mokslininkai atrado palydovą, pavadintą Hyperion.

Prieš erdvėlaivių skrydį į planetą mes apie tai mažai žinojome, nepaisant to, kad planetą galite pamatyti net plika akimi. Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose NASA paleido erdvėlaivį Pioneer 11, kuris buvo pirmasis erdvėlaivis, aplankęs Saturną, praskridęs 20 000 km atstumu nuo planetos debesų sluoksnio. Po to 1980 m. buvo paleisti „Voyager 1“, o 1981 m. rugpjūtį – „Voyager 2“.

2004 m. liepą NASA Cassini nusileidimo aparatas atvyko į Saturno sistemą ir surinko daugiausia Išsamus aprašymas Saturno planeta ir jos sistemos. „Cassini“ padarė beveik 100 praskridimų pro Titano mėnulį, kelis kartus apskrido daugelį kitų palydovų ir atsiuntė mums tūkstančius planetos ir jos palydovų vaizdų. Cassini Titane atrado 4 jaunus mėnulius, naują žiedą ir skystų angliavandenilių jūras.

Išplėstinė Cassini skrydžio Saturno sistemoje animacija

Žiedai

Jie sudaryti iš ledo dalelių, skriejančių aplink planetą. Yra keli pagrindiniai žiedai, kurie aiškiai matomi iš Žemės, o astronomai kiekvienam Saturno žiedui naudoja specialius pavadinimus. Tačiau kiek žiedų iš tikrųjų turi Saturno planeta?

Žiedai: vaizdas iš Cassini

Pabandykime atsakyti į šį klausimą. Patys žiedai skirstomi į tokias dalis. Dvi tankiausios žiedo dalys žymimos A ir B, jas skiria Cassini tarpelis, po kurio eina žiedas C. Po 3 pagrindinių žiedų yra mažesni, dulkėti žiedai: D, G, E, taip pat F žiedas, kuris yra atokiausias . Taigi, kiek pagrindinių žiedų? Teisingai – 8!

Šie trys pagrindiniai žiedai ir 5 dulkių žiedai sudaro didžiąją dalį. Bet yra dar keli žiedai, tokie kaip Janusas, Metonas, Pallene, taip pat Anfo žiedo lankai.

Taip pat yra mažesnių žiedų ir tarpų įvairiuose žieduose, kuriuos sunku suskaičiuoti (pavyzdžiui, Encke tarpas, Huygens tarpas, Dawes tarpas ir daugelis kitų). Tolesnis stebėjimasžiedai leis išsiaiškinti jų parametrus ir kiekį.

Dingstantys žiedai

Dėl planetos orbitos posvyrio žiedai kas 14-15 metų tampa briauniniais, o dėl to, kad yra labai ploni, iš tikrųjų išnyksta iš Žemės stebėtojų regėjimo lauko. 1612 metais Galilėjus pastebėjo, kad jo atrasti palydovai kažkur dingo. Situacija buvo tokia keista, kad „Galileo“ net atsisakė planetos stebėjimų (greičiausiai dėl vilčių žlugimo!). Jis atrado žiedus (ir supainiojo juos su palydovais) prieš dvejus metus ir iškart jais susižavėjo.

Žiedo parametrai

Planeta kartais vadinama „Saulės sistemos perlu“, nes jos žiedų sistema atrodo kaip karūna. Šie žiedai sudaryti iš dulkių, akmens ir ledo. Štai kodėl žiedai nesuyra, nes. jis nėra vientisas, o susideda iš milijardų dalelių. Kai kurios žiedinės sistemos medžiagos yra smėlio grūdelių dydžio, o kai kurie objektai yra didesni už aukštus pastatus ir siekia kilometrą. Iš ko pagaminti žiedai? Dažniausiai ledo dalelės, nors yra ir dulkių žiedų. Stebina tai, kad kiekvienas žiedas planetos atžvilgiu sukasi skirtingu greičiu. Vidutinis planetos žiedų tankis toks mažas, kad pro juos matosi žvaigždės.

Saturnas nėra vienintelė planeta, turinti žiedų sistemą. Visi dujų gigantai turi žiedus. Saturno žiedai išsiskiria tuo, kad yra didžiausi ir ryškiausi. Žiedai yra maždaug vieno kilometro storio ir nutolę iki 482 000 km nuo planetos centro.

Saturno žiedai pavadinti abėcėlės tvarka pagal jų atradimo tvarką. Dėl to žiedai šiek tiek supainioja, nes jie yra netvarkingi iš planetos. Žemiau pateikiamas pagrindinių žiedų sąrašas ir tarpai tarp jų, taip pat atstumas nuo planetos centro ir jų plotis.

Žiedų garsai

Šiame nuostabiame vaizdo įraše girdite Saturno planetos garsus, kurie yra planetos radijo spinduliuotė, paverčiama garsu. Kilometrų nuotolio radijo spinduliuotė generuojama kartu su planetos pašvaistėmis.

Cassini plazmos spektrometras atliko didelės raiškos matavimus, kurie leido mokslininkams radijo bangas paversti garsu keičiant dažnį.

Žiedų atsiradimas

Kaip atsirado žiedai? Paprasčiausias atsakymas, kodėl planeta turi žiedus ir iš ko jie pagaminti – planeta įvairiais atstumais nuo savęs sukaupė daug dulkių ir ledo. Šiuos elementus greičiausiai užfiksavo gravitacija. Nors kai kurie mano, kad jie susidarė sunaikinus per arti planetos priartėjusį mažą palydovą, kuris pateko į Roche ribą, dėl ko jį į gabalus suplėšė pati planeta.

Kai kurie mokslininkai teigia, kad visa žieduose esanti medžiaga yra palydovų susidūrimo su asteroidais ar kometomis produktas. Po susidūrimo asteroidų likučiai sugebėjo pabėgti nuo planetos gravitacijos ir susiformavo žiedai.

Nepriklausomai nuo to, kuri iš šių versijų yra teisinga, žiedai yra gana įspūdingi. Tiesą sakant, Saturnas yra žiedų valdovas. Ištyrinėjus žiedus, būtina ištirti kitų planetų žiedų sistemas: Neptūną, Uraną ir Jupiterį. Kiekviena iš šių sistemų yra silpnesnė, bet vis tiek įdomi savaip.

Žiedų nuotraukų galerija

Gyvenimas Saturne

Sunku įsivaizduoti mažiau svetingą planetą nei Saturnas. Beveik visa planeta sudaryta iš vandenilio ir helio, o apatiniame debesų sluoksnyje yra vandens ledo pėdsakų. Temperatūra debesų viršuje gali nukristi iki –150 C.

Nusileidus į atmosferą slėgis ir temperatūra padidės. Jei temperatūra pakankamai šilta, kad vanduo neužšaltų, tai atmosferos slėgis šiame lygyje yra toks pat kaip keli kilometrai žemiau Žemės vandenyno.

Gyvenimas planetos palydovuose

Norėdami rasti gyvybę, mokslininkai siūlo pažvelgti į planetos palydovus. Jie sudaryti iš didelio vandens ledo kiekio, o jų gravitacinė sąveika su Saturnu greičiausiai palaiko jų vidų šiltą. Yra žinoma, kad mėnulis Enceladus savo paviršiuje turi vandens geizerius, kurie išsiveržia beveik nuolat. Gali būti, kad po ledo pluta turi didžiulius šilto vandens rezervus (beveik kaip Europoje).

Kitas mėnulis, Titanas, turi ežerus ir skystų angliavandenilių jūras, ir manoma, kad tai vieta, kurioje gali atsirasti gyvybė. Astronomai mano, kad Titanas savo sudėtimi labai panašus į Žemę savo ankstyvojoje istorijoje. Saulei pavirtus raudonąja nykštuke (po 4–5 milijardų metų), temperatūra palydove taps palanki gyvybės atsiradimui ir palaikymui, o didelis kiekis angliavandenilių, įskaitant sudėtingus, taps pirminiu „sultiniu“. “.

padėtis danguje

Saturnas ir jo šeši mėnuliai, mėgėjiška nuotrauka

Saturnas danguje matomas kaip gana ryški žvaigždė. Dabartinės planetos koordinatės geriausiai nurodytos specializuotose planetariumo programose, tokiose kaip „Stellarium“, o įvykius, susijusius su jo aprėpimu ar perėjimu per tam tikrą regioną, taip pat viską apie Saturno planetą galima pamatyti straipsnyje 100 astronominių įvykių. metai. Planetos akistata visada suteikia galimybę pažvelgti į ją maksimaliai išsamiai.

Artėjančios konfrontacijos

Žinant planetos efemeridus ir jos dydį, žvaigždėtame danguje Saturną rasti nėra sunku. Tačiau jei turite mažai patirties, tada jos paieška gali užtrukti, todėl rekomenduojame naudoti mėgėjiškus teleskopus su Go-To laikikliu. Naudokite teleskopą su Go-To laikikliu ir jums nereikės žinoti planetos koordinačių ir kur ją galima pamatyti dabar.

Skrydis į planetą

Kiek laiko užtruks kosminė kelionė į Saturną? Priklausomai nuo pasirinkto maršruto, skrydis gali užtrukti skirtingą laiką.

Pavyzdžiui: „Pioneer 11“ prireikė šešių su puse metų, kad pasiektų planetą. „Voyager 1“ užtruko trejus metus ir du mėnesius, „Voyager 2“ užtruko ketverius metus, o „Cassini“ erdvėlaivis užtruko šešerius metus ir devynis mėnesius! Erdvėlaivis New Horizons naudojo Saturną kaip gravitacinį trampliną pakeliui į Plutoną ir atvyko praėjus dvejiems metams ir keturiems mėnesiams po paleidimo. Kodėl toks didžiulis skrydžio laiko skirtumas?

Pirmasis veiksnys, lemiantis skrydžio laiką

Pasvarstykime, ar erdvėlaivis paleistas tiesiai į Saturną, ar pakeliui naudoja kitus dangaus kūnus kaip timpa?

Antras veiksnys, lemiantis skrydžio laiką

Tai yra erdvėlaivio variklio tipas, o trečias veiksnys – ar skrisime pro planetą, ar įeisime į jos orbitą.

Atsižvelgdami į šiuos veiksnius, pažvelkime į pirmiau minėtas misijas. „Pioneer 11“ ir „Cassini“ panaudojo kitų planetų gravitacinę įtaką prieš eidami link Saturno. Šie kitų kūnų skrydžiai pridėjo metų prie ir taip ilgos kelionės. Keliautojai 1 ir 2 naudojo tik Jupiterį pakeliui į Saturną ir atvyko daug greičiau. „New Horizons“ laivas turėjo keletą ryškių pranašumų prieš visus kitus zondus. Du pagrindiniai privalumai yra tai, kad jis turi greičiausią ir pažangiausią variklį ir buvo paleistas trumpa trajektorija iki Saturno pakeliui į Plutoną.

Tyrimo etapai

Panoraminis Saturno vaizdas, padarytas 2013 m. liepos 19 d. erdvėlaiviu Cassini. Išsikrovusiame žiede kairėje baltas taškas yra Enceladus. Žemė matoma žemiau ir į dešinę nuo vaizdo centro.

1979 metais pirmasis erdvėlaivis pasiekė milžinišką planetą.

Pioneer-11

1973 m. sukurtas Pioneer 11 skrido pro Jupiterį ir panaudojo planetos gravitaciją, kad pakeistų trajektoriją ir patrauktų Saturno link. Jis atvyko 1979 m. rugsėjo 1 d., pralenkęs 22 000 km virš planetos debesų sluoksnio. Pirmą kartą istorijoje jis atliko Saturno tyrimus iš arti ir perdavė stambias planetos nuotraukas, atradęs anksčiau nežinomą žiedą.

Kelionė 1

NASA zondas „Voyager 1“ buvo kitas erdvėlaivis, aplankęs planetą 1980 m. lapkričio 12 d. Jis nuskrido 124 000 km nuo planetos debesų sluoksnio ir pasiuntė į Žemę tikrai neįkainojamų nuotraukų srautą. Jie nusprendė išsiųsti „Voyager 1“ skristi aplink Titano palydovą, o jo brolį dvynį „Voyager 2“ – į kitas milžiniškas planetas. Dėl to paaiškėjo, kad nors aparatas perdavė daug mokslinės informacijos, jis nematė Titano paviršiaus, nes jis yra nepermatomas matomai šviesai. Todėl iš tikrųjų laivas buvo paaukotas didžiausio palydovo naudai, į kurį mokslininkai dėjo daug vilčių, tačiau galiausiai išvydo oranžinį rutulį, be jokių detalių.

Kelionė 2

Netrukus po „Voyager 1“ praskriejimo „Voyager 2“ įskrido į Saturno sistemą ir įvykdė beveik identišką programą. Planetą jis pasiekė 1981 metų rugpjūčio 26 dieną. Be to, kad skriejo aplink planetą 100 800 km atstumu, jis skrido netoli Encelado, Tethys, Hyperion, Japetus, Phoebe ir daugelio kitų palydovų. „Voyager 2“, gavęs planetos gravitacinį pagreitį, patraukė link Urano (sėkmingas praskridimas 1986 m.) ir Neptūno (sėkmingas praskridimas 1989 m.), po to tęsė kelionę link Saulės sistemos ribų.

Cassini-Huygens

Saturno vaizdai iš Cassini

NASA zondas Cassini-Huygens, atvykęs į planetą 2004 m., sugebėjo iš tikrųjų ištirti planetą iš nuolatinės orbitos. Vykdydamas savo misiją, erdvėlaivis pristatė Huygens zondą į Titano paviršių.

TOP 10 Cassini vaizdų

Cassini dabar baigė savo pagrindinę misiją ir jau daugelį metų tęsė Saturno ir jo palydovų sistemos studijas. Tarp jo atradimų verta paminėti Encelado geizerių, Titano jūrų ir angliavandenilių ežerų atradimą, naujus žiedus ir palydovus, taip pat duomenis ir nuotraukas iš Titano paviršiaus. Mokslininkai planuoja baigti „Cassini“ misiją 2017 m., nes NASA sumažins planetų tyrinėjimų biudžetą.

Ateities misijos

Kitos Titano Saturno sistemos misijos (TSSM) reikėtų tikėtis ne iki 2020 m., o gerokai vėliau. Naudojant gravitacinius manevrus šalia Žemės ir Veneros, šis įrenginys Saturną galės pasiekti maždaug 2029 m.

Numatytas ketverių metų skrydžio planas, kuriame pačios planetos tyrimams skirti 2 metai, Titano paviršiaus tyrimams – 2 mėnesiai, kuriuose dalyvaus nusileidėjas, o palydovo tyrinėjimui – 20 mėn. Orbita. Šiame tikrai grandioziniame projekte gali dalyvauti ir Rusija. Jau dabar diskutuojama dėl būsimo federalinės agentūros „Roscosmos“ dalyvavimo. Nors ši misija toli gražu neįvykdyta, mes vis dar turime galimybę mėgautis fantastiškais Cassini vaizdais, kuriuos jis reguliariai perduoda ir kuriuos kiekvienas gali pasiekti praėjus vos kelioms dienoms po jų perdavimo į Žemę. Sėkmės tyrinėjant Saturną!

Atsakymai į dažniausiai užduodamus klausimus

1. Kieno vardu buvo pavadinta Saturno planeta? Romėnų vaisingumo dievo garbei.
2. Kada buvo atrastas Saturnas? Tai žinoma nuo senų senovės ir neįmanoma nustatyti, kas pirmasis nustatė, kad tai planeta.
3. Kokiu atstumu yra Saturnas nuo Saulės? Vidutinis atstumas nuo Saulės yra 1,43 milijardo km arba 9,58 AU.
4. Kaip jį rasti danguje? Geriausia naudoti paieškos žemėlapius ir specializuotą programinę įrangą, pvz., Stellarium.
5. Kokios yra svetainės koordinatės? Kadangi tai yra planeta, jos koordinatės keičiasi, Saturno efemeridus galite sužinoti iš specializuotų astronominių išteklių.

Saturnas, skaičiuojant pagal atstumą nuo Saulės, yra šeštoji planeta, o jei didžiausia, tada antroji. Tai dujų milžinas, kurio masė 95 kartus viršija masę. Jo tankis yra mažiausias iš visų planetų ir netgi mažesnis nei vandens. Saturno planeta yra turbūt viena gražiausių ir paslaptingiausių. Jos išvaizda yra įspūdinga ir viliojanti. Pasakų žiedai sukuria kažko neįprasto jausmą, jų dėka jo negalima supainioti su kita planeta, tai yra nepakartojama.

Ką reiškia pavardė Saturnas? Yra žinoma, kad jis kilęs iš Dievo Krono vardo, kuris graikų mitologijoje įsakė galingiesiems titanams. Planeta gavo savo pavadinimą dėl savo milžiniško dydžio ir neįprastos išvaizdos.

Planetos parametrai

Atmosfera

Saturno atmosferoje siautėja stiprūs vėjai. Jų greitis toks didelis, kad siekia apie 500 km/h, o kartais siekia 1500 km/val. Sutikite, gana nemalonus reiškinys, bet iš Žemės (žiūrint pro teleskopą) jie atrodo labai gražiai. Planetoje siautėja tikri ciklonai, iš kurių didžiausias – Didysis Baltasis Ovalas. Jis gavo šį pavadinimą dėl savo išvaizdos ir yra galingas anticiklonas, kuris sistemingai pasirodo paviršiuje maždaug kartą per trisdešimt metų. Jo matmenys yra tiesiog milžiniški ir yra apie 17 tūkstančių kilometrų.

Planetos atmosferą daugiausia sudaro vandenilis ir helis, o azoto yra nemažai. Viršutiniuose sluoksniuose stebimi amoniako debesys.

Taip pat yra darinių, tokių kaip dėmės. Tiesa, jie nėra tokie pastebimi kaip, pavyzdžiui, Jupiterio, bet vis tiek kai kurie yra gana dideli ir siekia apie 11 tūkst. Aš turiu galvoje, gana įspūdingas. Taip pat yra ryškių dėmių, jos yra daug mažesnės, tik apie 3 tūkst. km, taip pat rudos, kurių dydis yra 10 tūkst.

Taip pat yra juostelių, kurios, kaip teigia mokslininkai, atsirado dėl temperatūros skirtumo. Jų gana daug ir būtent juostų centre pučia stipriausi vėjai.
Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra labai šalta. Temperatūra svyruoja nuo -180 °С iki -150 °С. Nors ir baisus šaltis, bet jei planetos viduje nebūtų šerdies, kuri šildo ir duoda šilumą, tai atmosferos temperatūra būtų pastebimai žemesnė, nes Saulė yra toli.

Paviršius

Saturnas neturi kieto paviršiaus, o tai, ką matome, yra tik debesų viršūnės. Jų viršutinis sluoksnis pagamintas iš šaldyto amoniako, o apatinis – iš amonio. Kuo arčiau planetos, tuo tankesnė ir karštesnė vandenilio atmosfera.

Vidinė struktūra labai panaši į Jupiterio.Mokslininkai teigia, kad planetos centre yra didelė silikatinio metalo šerdis. Taigi, maždaug 30 000 km gylyje. temperatūra yra 10 000 °C, o slėgis apie 3 milijonus atmosferų. Pačioje šerdyje slėgis dar didesnis, kaip ir temperatūra. Tai šilumos šaltinis, šildantis visą planetą. Saturnas išskiria daugiau šilumos nei gauna.

Šerdį supa vandenilis, kuris yra metalinės būsenos, o virš jo, arčiau paviršiaus, yra skysto molekulinio vandenilio sluoksnis, kuris pereina į savo dujinę fazę, esančią greta atmosferos. Planetos magnetinis laukas turi unikalią savybę, kuri yra sutapimas su planetos sukimosi ašimi. Saturno magnetosfera atrodo simetriškai, tačiau spinduliavimo poliai yra taisyklingos formos ir turi tuštumų.

Pirmasis žiedus pamatė didysis Galilėjus Galilėjus, o tai jau 1610 m. Vėliau, naudodamas galingesnį teleskopą, olandų astronomas Huygensas pasiūlė, kad Saturnas turi du žiedus: vieną ploną ir vieną plokščią. Tiesą sakant, jų yra daug daugiau ir jie susideda iš daugybės ledo gabalėlių, akmenų, daugiausia skirtingų dydžių nušluodamas viską savo kelyje. Žiedai tiesiog puikūs. Didžiausias iš jų planetos dydį viršija 200 kartų. Tiesą sakant, tai yra nuolaužos, likusios iš sunaikintų kometų, palydovų ir kitų kosminių atliekų.

Įdomu tai, kad žiedai turi ir pavadinimą. Jie yra išdėstyti abėcėlės tvarka, tai yra, šis žiedas yra A, B, C ir pan.

Iš viso Saturnas turi 61 mėnulį. Jie turi skirtinga forma bet dažniausiai jie yra maži. Dažniausiai tai ledo dariniai ir tik kai kurie turi uolienų priemaišų. Daugelio palydovų pavadinimai kilę iš titanų ir jų palikuonių vardų, nes pats planetos pavadinimas kilęs iš Kronos, kuris jiems vadovavo.

Didžiausi planetos palydovai yra Titanas, Phoebe, Mimas, Tethys, Dione, Rhea, Hyperion ir Japetus. Jie, išskyrus Febę, sukasi sinchroniškai ir nuolat atsukti į vieną pusę Saturno atžvilgiu. Daugelis tyrinėtojų teigia, kad Titanas savo struktūra ir kai kuriais kitais parametrais yra labai panašus į jaunąją Žemę (kaip ir prieš 4,6 mlrd. metų).

Čia sąlygos palankesnės, o gal ir paprasčiausi mikroorganizmai. Tačiau kol kas to patvirtinti neįmanoma.

Kelionė į Saturną

Jei dabar eitume į šią nuostabią planetą, pamatytume kerintį vaizdą. Įsivaizduokite milžinišką Saturną, aplink kurį didžiuliu greičiu sukasi daugybė planetų likučių, kometų gabalėlių ir ledo, nes būtent toks yra pats diržas – žiedas, kuris taip gražiai atrodo iš Žemės. Tiesą sakant, ne viskas taip romantiška. O virš planetos sklando debesys, tankiai dengiantys visą paviršių. Vietomis siautėja laukiniai vėjai, besiveržiantys milžinišku greičiu, didesniu nei garso greitis Žemėje.

Kartkartėmis čia žaibuoja, vadinasi, galime patekti į jų įtaką, tuo pavojingiau, kad nėra kur pasislėpti. Apskritai, Saturnas yra gana pavojinga vieta žmogui rasti, kad ir kaip patikimai jis būtų apsaugotas. Jus gali nupūsti uraganas arba trenkti žaibas, tuo labiau nepamirškite, kad tai dujinė planeta su visomis iš to išplaukiančiomis pasekmėmis.

• Saturnas yra labiausiai išsikrovusi planeta. Tankis yra mažesnis už vandens tankį. O planetos sukimasis toks didelis, kad išsilygina link ašigalių.
• Saturnas turi reiškinį, vadinamą milžinišku šešiakampiu. Jokia kita Saulės sistemos planeta to neturi. Kas tai yra? Tai gana stabilus darinys, taisyklingas šešiakampis, supantis planetos šiaurinį ašigalį. Šio atmosferos reiškinio vis dar niekas negali paaiškinti. Daroma prielaida, kad tai yra sūkurio galvos dalis, kurios pagrindinė masė yra vandenilio atmosferos gelmėse. Jo matmenys yra didžiuliai ir siekia 25 tūkstančius kilometrų.
• Jei Saulė būtų durų formos, tai Žemės planeta, palyginus su ja, būtų monetos dydžio, o Saturnas – kaip krepšinio kamuolys. Tai yra jų dydžiai, palyginti.
• Saturnas yra milžiniška dujinė planeta be kieto paviršiaus. Tai yra, tai, ką matome, nėra vientisa, o tik debesys.
• Vidutinis planetos spindulys yra 58,232 km. Tačiau nepaisant tokio didelio dydžio, jis sukasi gana greitai.
• Saturne para trunka 10,7 valandos, tiek laiko planetai reikia apsisukti aplink savo ašį. Metų ilgis yra 29,5 Žemės metų.
• Saulės vėjas, atsitrenkęs į Saturno atmosferą, sukuria savotiškus „garsus“. Jei išversite juos į asmeniui girdimą diapazoną garso bangos, gausite baisią melodiją:

Tie, kurie skrido į Saturną

Pats pirmasis erdvėlaivis, pasiekęs Saturną, būtų Pioneer 11, ir šis įvykis įvyko 1979 m. Jis nenusileido pačioje planetoje, o tik nuskriejo gana arti, 22 000 km atstumu. buvo padarytos nuotraukos, kurios astronomams atvėrė šviesą į kai kuriuos kosmoso milžino klausimus. Kiek vėliau Cassini pavyko nusiųsti zondą į savo palydovą – Titaną. Jis sėkmingai nusileido ir padarė išsamesnes paties Saturno ir Titano nuotraukas. O 2009 metais po lediniu Encelado paviršiumi buvo aptiktas visas ledo vandenynas.

Visai neseniai astronomai planetos atmosferoje atrado naujo tipo pašvaistę, kuri sudaro žiedą aplink vieną iš polių.

Planeta vis dar kupina daug paslapčių ir paslapčių, kurias astronomams ir mokslininkams teks įminti ateityje.

Vienas gražiausių stebimų astronominių objektų neabejotinai yra planeta su žiedais – Saturnas. Sunku nesutikti su šiuo teiginiu, jei bent kartą buvo galima pažvelgti į žieduotą milžiną pro teleskopo objektyvą. Tačiau šis saulės sistemos objektas įdomus ne tik estetikos požiūriu.

Kodėl šeštoji planeta nuo Saulės turi žiedų sistemą ir kodėl ji gavo tokį ryškų atributą? Astrofizikai ir astronomai vis dar bando atsakyti į šiuos ir daugelį klausimų.

Trumpas Saturno planetos aprašymas

Kaip ir kiti mūsų artimos erdvės dujų milžinai, Saturnas domina mokslo bendruomenę. Atstumas nuo Žemės iki jos svyruoja nuo 1,20 iki 1,66 milijardo kilometrų. Norint įveikti šį didžiulį ir ilgą kelią, iš mūsų planetos paleistam erdvėlaiviui prireiks kiek daugiau nei dvejų metų. Naujausias automatinis zondas „New Horizons“ dvejus metus ir keturis mėnesius pasiekė šeštąją planetą. Šiuo atveju reikia turėti omenyje, kad planetos judėjimas aplink Saulę yra panašus į Žemės judėjimą orbitoje. Kitaip tariant, Saturno orbita yra tobula elipsė. Jis turi trečią didžiausią orbitos ekscentriškumą po Merkurijaus ir Marso. Atstumas nuo Saulės perihelyje yra 1 353 572 956 km, o afelyje dujų milžinas šiek tiek nutolsta, būdamas 1 513 325 783 km atstumu.

Net esant tokiam dideliam atstumui nuo centrinės žvaigždės, šeštoji planeta elgiasi gana sparčiai, sukasi aplink savo ašį milžinišku 9,69 km/s greičiu. Saturno sukimosi periodas yra 10 valandų ir 39 minutės. Pagal šį rodiklį jis nusileidžia tik Jupiteris. Dėl tokio didelio sukimosi greičio planeta atrodo suplota iš ašigalių. Vizualiai Saturnas primena besisukančią viršūnę, besisukančią stulbinančiu greičiu, kosmosu lekiantis 9,89 km/s greičiu, padarydamas pilną apsisukimą aplink Saulę per beveik 30 Žemės metų. Nuo 1610 m., kai Galilėjus atrado Saturną, dangaus kūnas tik 13 kartų apsisuko apie pagrindinę Saulės sistemos žvaigždę.

Planeta naktiniame danguje atrodo kaip gana ryškus taškas, kurio matomas dydis svyruoja nuo +1,47 iki -0,24. Ypač matomi Saturno žiedai, kurių albedas aukštas.

Saturno vieta erdvėje taip pat įdomi. Šios planetos sukimosi ašis turi beveik tokį patį polinkį į ekliptikos ašį kaip ir Žemės. Šiuo atžvilgiu dujų milžinas turi sezonus.

Saturnas nėra didžiausia planeta Saulės sistemoje, o tik antras pagal dydį dangaus objektas artimiausioje mūsų erdvėje po Jupiterio. Vidutinis planetos spindulys yra 58,232 km, palyginti su 69 911 km. ties Jupiteriu. Šiuo atveju planetos poliarinis skersmuo yra mažesnis už pusiaujo vertę. Planetos masė yra 5,6846 10²⁶ kg, tai yra 96 ​​kartus didesnė už Žemės masę.

Arčiausiai Saturno esančios planetos yra jo broliai planetų grupėje – Jupiteris ir Uranas. Pirmasis nurodo dujų milžinus, o Uranas yra klasifikuojamas kaip ledo milžinas. Du dujų milžinai Jupiteris ir Saturnas pasižymi didele mase ir mažu tankiu. Taip yra dėl to, kad abi planetos yra milžiniški sferiniai suskystintų dujų krešuliai. Saturno tankis yra 0,687 g / cm³, todėl šis rodiklis pasiduoda visoms Saulės sistemos planetoms.

Palyginimui, antžeminių planetų Marso, Žemės, Veneros ir Merkurijaus tankis yra atitinkamai 3,94 g/cm³, 5,515 g/cm³, 5,25 g/cm³ ir 5,42 g/cm³.

Saturno atmosferos aprašymas ir sudėtis

Planetos paviršius yra sąlyginė sąvoka, šeštoji planeta neturi žemės skliauto. Tikėtina, kad paviršius yra vandenilio-helio vandenyno dugnas, kur, veikiamas didžiulio slėgio dujų mišinys pasikeičia į pusiau skystą ir skystą būseną. Iki šiol nėra techninių priemonių tyrinėti planetos paviršių, todėl visos prielaidos apie dujų milžino sandarą atrodo grynai teorinės. Tyrimo objektas – Saturno atmosfera, kuri apgaubia planetą tankia antklode.

Planetos oro apvalkalą daugiausia sudaro vandenilis. Būtent vandenilis ir helis yra cheminiai elementai, dėl kurių atmosfera nuolat juda. Tai liudija dideli debesų dariniai, susidedantys iš amoniako. Dėl to, kad oro ir dujų mišinio sudėtyje yra mažiausių sieros dalelių, Saturnas iš šono yra oranžinės spalvos. Debesuota zona prasideda ties apatine troposferos riba, 100 km aukštyje. nuo įsivaizduojamo planetos paviršiaus. Temperatūra šioje srityje svyruoja nuo 200 iki 250⁰ Celsijaus žemiau nulio.

Tikslesni duomenys apie atmosferos sudėtį yra šie:

• vandenilis 96%;
• helis 3%;
• metano yra tik 0,4 %;
• amoniakas sudaro 0,01 %;
• molekulinis vandenilis 0,01%;
• 0,0007% yra etanas.

Pagal savo tankį ir masyvumą debesuotumas Saturne atrodo galingesnis nei Jupiteryje. Apatinėje atmosferos dalyje pagrindiniai Saturno debesų komponentai yra amonio hidrosulfitas arba vanduo, įvairiais variantais. Vandens garų buvimas žemesnėse Saturno atmosferos dalyse, mažesniame nei 100 km aukštyje, taip pat leidžia pasiekti temperatūrą, kuri šioje srityje yra absoliutaus nulio ribose. Atmosferos slėgis apatinėse atmosferos dalyse yra 140 kPa. Priartėjus prie dangaus kūno paviršiaus temperatūra ir slėgis pradeda kilti. Dujiniai junginiai virsta, sudarydami naujas formas. Dėl aukštas spaudimas vandenilis įgauna pusiau skystą būseną. Vidutinė vandenilio ir helio vandenyno paviršiaus temperatūra yra 143 K.

Ši oro-dujų apvalkalo būsena lėmė, kad Saturnas yra vienintelė Saulės sistemos planeta, kuri aplinkinei kosminei erdvei išskiria daugiau šilumos, nei gauna iš mūsų Saulės.

Saturnas, būdamas pusantro milijardo kilometrų atstumu nuo Saulės, gauna 100 kartų mažiau saulės šilumos nei Žemė.

Saturno viryklė paaiškinama Kelvino-Helmholtzo mechanizmo veikimu. Nukritus temperatūrai, mažėja ir slėgis planetos atmosferos sluoksniuose. Dangaus kūnas nevalingai pradeda trauktis, potencialią suspaudimo energiją paversdamas šiluma. Kita prielaida, paaiškinanti intensyvų Saturno šilumos išsiskyrimą cheminė reakcija. Dėl konvekcijos atmosferos sluoksniuose helio molekulės kondensuojasi vandenilio sluoksniuose, kartu išsiskiria šiluma.

Tankios debesų masės, temperatūrų skirtumai atmosferos sluoksniuose prisideda prie to, kad Saturnas yra vienas vėjingiausių Saulės sistemos regionų. Audros ir uraganai čia yra stipresni ir galingesni nei Jupiteryje. Oro srauto greitis kai kuriais atvejais siekia net 1800 km/val. Be to, greitai formuojasi Saturno audros. Uragano kilmę planetos paviršiuje galima vizualiai stebėti keletą valandų stebint Saturną per teleskopą. Tačiau po greito gimimo prasideda ilgas kosminės stichijos smurto laikotarpis.

Planetos sandara ir branduolio aprašymas

Didėjant temperatūrai ir slėgiui, vandenilis palaipsniui virsta skysta būsena. Maždaug 20-30 tūkstančių km gylyje slėgis yra 300 GPa. Tokiomis sąlygomis vandenilis pradeda metalizuotis. Kai mes gilinamės į planetos vidurius, oksidų junginių su vandeniliu dalis pradeda didėti. Metalinis vandenilis sudaro išorinį branduolio apvalkalą. Tokia vandenilio būsena prisideda prie didelio intensyvumo elektros srovių atsiradimo, formuojančių stiprų magnetinį lauką.

Skirtingai nuo išorinių Saturno sluoksnių, vidinė šerdies dalis yra masyvi, 25 tūkstančių kilometrų skersmens darinys, susidedantis iš silicio ir metalų junginių. Spėjama, kad šioje srityje temperatūra siekia 11 tūkstančių laipsnių Celsijaus. Šerdies masė svyruoja nuo 9 iki 22 mūsų planetos masių.

Saturno palydovų sistema ir žiedai

Saturnas turi 62 palydovus, ir dauguma jų turi tvirtą paviršių ir netgi turi savo atmosferą. Pagal savo dydį kai kurie iš jų gali pretenduoti į planetos titulą. Kokie yra vien Titano matmenys, kuris yra vienas didžiausių Saulės sistemos palydovų ir didesnis už Merkurijaus planetą. Šio dangaus kūno, besisukančio aplink Saturną, skersmuo yra 5150 km. Palydovas turi savo atmosferą, kuri savo sudėtimi labai primena mūsų planetos oro apvalkalą Ankstyva stadija dariniai.

Mokslininkai mano, kad Saturnas turi labiausiai išvystytą palydovų sistemą visoje Saulės sistemoje. Remiantis informacija, gauta iš automatinės tarpplanetinės stoties Cassini, Saturnas yra bene vienintelė vieta Saulės sistemoje, kur ant jo palydovų gali egzistuoti skystas vanduo. Iki šiol ištirti tik kai kurie žieduoto milžino palydovai, tačiau net ir turima informacija leidžia manyti, kad ši tolimiausia artimos erdvės dalis tinkama tam tikroms gyvybės formoms egzistuoti. Šiuo atžvilgiu penktasis palydovas Enceladus labai domina astrofizikus.

Pagrindinė planetos puošmena, be abejo, yra jos žiedai. Sistemoje įprasta išskirti keturis pagrindinius žiedus, turinčius atitinkamus pavadinimus A, B, C ir D. Didžiausio žiedo B plotis – 25 500 km. Žiedus skiria tarpai, tarp kurių didžiausias yra Cassini padalinys, ribojantis žiedus A ir B. Savo sudėtimi Saturno žiedai yra mažų ir didelių vandens ledo dalelių sankaupos. Dėl ledo struktūros Saturno aureolės turi aukštą albedo dydį, todėl yra aiškiai matomos per teleskopą.

Pagaliau

Mokslo ir technologijų pažanga per pastaruosius 30 metų leido mokslininkams techninių priemonių pagalba intensyviau tyrinėti tolimą planetą. Po pirmosios informacijos, gautos skrendant amerikiečių erdvėlaiviui Pioneer 11, kuris pirmą kartą skrido šalia dujų milžino 1979 m., Saturnas susitaikė.

„Pioneer“ misiją devintojo dešimtmečio pradžioje tęsė du „Voyagers“ – pirmasis ir antrasis. Didžiausias dėmesys tyrimams buvo skirtas Saturno palydovams. 1997 metais AMS Cassini-Huygens misijos dėka žemiečiai pirmą kartą gavo pakankamai informacijos apie Saturną ir šios planetos sistemą. Į skrydžio programą buvo įtrauktas zondo Huygens nusileidimas Titano paviršiuje, kuris buvo sėkmingai atliktas 2005 metų sausio 14 dieną.