Dimensjoner på planeten Saturn. Planeten Saturn er en annen prøveplass for menneskehetens frelse. Det er band i den øvre atmosfæren

Saturn er den sjette planeten fra solen og den nest største planeten i solsystemet etter Jupiter. Saturn, samt Jupiter, Uranus og Neptun, er klassifisert som gassgiganter. Saturn er oppkalt etter den romerske guden for jordbruk.

Saturn består for det meste av hydrogen, med noe helium og spor av vann, metan, ammoniakk og tunge grunnstoffer. Det indre området er en liten kjerne av jern, nikkel og is, dekket med et tynt lag metallisk hydrogen og et gassformet ytre lag. Den ytre atmosfæren til planeten ser ut til å være rolig og homogen fra verdensrommet, selv om noen ganger langsiktige formasjoner vises på den. Vindstyrken på Saturn kan stedvis komme opp i 1800 km/t, noe som er mye mer enn på Jupiter. Saturn har et planetarisk magnetfelt, som inntar en mellomposisjon i styrke mellom jordens magnetfelt og det kraftige feltet til Jupiter. Saturns magnetfelt strekker seg 1.000.000 kilometer i retning av solen. Sjokkbølgen ble registrert av Voyager 1 i en avstand på 26,2 radier av Saturn fra selve planeten, magnetopausen er lokalisert i en avstand på 22,9 radier.

Saturn har et fremtredende ringsystem, hovedsakelig bestående av ispartikler, en mindre mengde tunge elementer og støv. Det er for tiden 62 kjente satellitter i bane rundt planeten. Titan er den største av dem, så vel som den nest største satellitten i solsystemet (etter satellitten til Jupiter, Ganymedes), som er større enn Merkur og har den eneste tette atmosfæren blant satellittene i solsystemet.

I bane rundt Saturn er den automatiske interplanetariske stasjonen Cassini, lansert i 1997 og nådde Saturn-systemet i 2004, hvis oppgave er å studere strukturen til ringene, så vel som dynamikken til atmosfæren og magnetosfæren til Saturn.

Saturn blant planetene i solsystemet

Saturn tilhører typen gassplaneter: den består hovedsakelig av gasser og har ikke en fast overflate. Ekvatorialradiusen til planeten er 60 300 km, polarradiusen er 54 400 km; Av alle planetene i solsystemet har Saturn mest kompresjon. Massen til planeten er 95 ganger jordens masse, men den gjennomsnittlige tettheten til Saturn er bare 0,69 g / cm2, noe som gjør den til den eneste planeten i solsystemet hvis gjennomsnittlige tetthet er mindre enn vann. Derfor, selv om massene til Jupiter og Saturn avviker med mer enn 3 ganger, avviker deres ekvatorialdiameter bare med 19%. Tettheten til andre gassgiganter er mye høyere (1,27-1,64 g/cm2). Gravitasjonsakselerasjonen ved ekvator er 10,44 m/s2, sammenlignbar med Jorden og Neptun, men mye mindre enn Jupiter.

Gjennomsnittlig avstand mellom Saturn og solen er 1430 millioner km (9,58 AU). Saturn beveger seg med en gjennomsnittshastighet på 9,69 km/s og roterer rundt solen på 10 759 dager (omtrent 29,5 år). Avstanden fra Saturn til jorden varierer fra 1195 (8,0 AU) til 1660 (11,1 AU) millioner km, den gjennomsnittlige avstanden under deres motstand er omtrent 1280 millioner km. Saturn og Jupiter er i en nesten nøyaktig 2:5-resonans. Siden eksentrisiteten til Saturns bane er 0,056, er forskjellen mellom avstanden til Solen ved perihel og aphel 162 millioner km.

De karakteristiske objektene i Saturns atmosfære som er synlige under observasjoner, roterer med forskjellige hastigheter avhengig av breddegrad. Som i tilfellet med Jupiter, er det flere grupper av slike objekter. Den såkalte "Sone 1" har en rotasjonsperiode på 10 t 14 min 00 s (dvs. hastigheten er 844,3°/dag). Den strekker seg fra den nordlige kanten av det sørlige ekvatorialbeltet til den sørlige kanten av det nordlige ekvatorialbeltet. På alle andre breddegrader av Saturn som utgjør "Sone 2", ble rotasjonsperioden opprinnelig estimert til 10 t 39 min 24 s (hastighet 810,76 ° / dag). Deretter ble dataene revidert: et nytt estimat ble gitt - 10 timer, 34 minutter og 13 sekunder. "Sone 3", hvis eksistens er antatt på grunnlag av observasjoner av planetens radioutslipp under flygingen til Voyager 1, har en rotasjonsperiode på 10 t 39 min 22,5 s (hastighet 810,8 ° / dag).

Verdien av 10 timer, 34 minutter og 13 sekunder er tatt som varigheten av Saturns rotasjon rundt aksen Den nøyaktige verdien av rotasjonsperioden til de indre delene av planeten er fortsatt vanskelig å måle. Da Cassini-landeren nådde Saturn i 2004, ble det funnet at, ifølge observasjoner av radiostråling, overskrider rotasjonsvarigheten til de indre delene rotasjonsperioden i "Sone 1" og "Sone 2" betydelig og er omtrent 10 timer og 45 minutter. 45 sekunder (± 36 sekunder) .

I mars 2007 ble det oppdaget at rotasjonen av Saturns radioemisjonsmønster genereres av konveksjonsstrømmer i plasmaskiven, som ikke bare avhenger av planetens rotasjon, men også av andre faktorer. Det ble også rapportert at svingningen i rotasjonsperioden for strålingsmønsteret er assosiert med aktiviteten til geysiren på Saturns måne - Enceladus. Ladede partikler av vanndamp i planetens bane fører til en forvrengning av magnetfeltet og, som en konsekvens, mønsteret av radioutslipp. Det oppdagede bildet ga opphav til den oppfatning at det i dag ikke finnes noen riktig metode for å bestemme rotasjonshastigheten til planetens kjerne i det hele tatt.

Opprinnelse

Opprinnelsen til Saturn (så vel som Jupiter) forklares av to hovedhypoteser. I følge "sammentrekningshypotesen" kan sammensetningen av Saturn, lik solen (en stor andel av hydrogen), og som et resultat av den lave tettheten forklares av det faktum at under dannelsen av planeter i de tidlige stadiene av utviklingen av solsystemet ble det dannet massive "klumper" i gass- og støvskiven, som ga begynnelsen av planetene, det vil si at Solen og planetene ble dannet på lignende måte. Denne hypotesen kan imidlertid ikke forklare forskjellene i sammensetningen av Saturn og Solen.

Hypotesen om "akkresjon" sier at prosessen med Saturns dannelse fant sted i to stadier. For det første, i 200 millioner år, fortsatte prosessen med dannelse av faste tette kropper, som planetene til den jordiske gruppen. I løpet av dette stadiet forsvant en del av gassen fra regionen Jupiter og Saturn, som deretter påvirket forskjellen i den kjemiske sammensetningen til Saturn og Solen. Så begynte det andre stadiet, da de største kroppene nådde dobbelt så mye som jordens masse. I flere hundre tusen år fortsatte prosessen med gassakkresjon til disse kroppene fra den primære protoplanetære skyen. På det andre stadiet nådde temperaturen på de ytre lagene av Saturn 2000 °C.

Atmosfære og struktur

Aurora borealis over Saturns nordpol. Nordlyset er farget blått, og skyene under er røde. Rett under nordlyset er en tidligere oppdaget sekskantet sky synlig.

Saturns øvre atmosfære består av 96,3 % hydrogen (volum) og 3,25 % helium (sammenlignet med 10 % i Jupiters atmosfære). Det er urenheter av metan, ammoniakk, fosfin, etan og noen andre gasser. Ammoniakkskyer i den øvre delen av atmosfæren er kraftigere enn Jupiters. Skyer i den nedre atmosfæren er sammensatt av ammoniumhydrosulfid (NH4SH) eller vann.

I følge Voyagers blåser det sterke vinder på Saturn, enhetene registrerte lufthastigheter på 500 m/s. Vindene blåser hovedsakelig i østlig retning (i aksial rotasjonsretning). Deres styrke svekkes med avstanden fra ekvator; når vi beveger oss bort fra ekvator, oppstår også vestlige atmosfæriske strømmer. En rekke data tyder på at atmosfærens sirkulasjon ikke bare skjer i det øvre skylaget, men også på en dybde på minst 2000 km. I tillegg viste Voyager 2-målinger at vindene på den sørlige og nordlige halvkule er symmetriske om ekvator. Det er en antagelse om at symmetriske strømmer på en eller annen måte er koblet under laget av den synlige atmosfæren.

I atmosfæren til Saturn dukker det noen ganger opp stabile formasjoner, som er superkraftige orkaner. Lignende objekter er observert på andre gassplaneter i solsystemet (se den store røde flekken på Jupiter, den store mørke flekken på Neptun). Den gigantiske "Great White Oval" dukker opp på Saturn omtrent en gang hvert 30. år, siste gang den ble observert i 1990 (mindre orkaner dannes oftere).

12. november 2008 tok Cassinis kameraer infrarøde bilder av Saturns nordpol. På dem fant forskerne nordlys, slike som aldri har blitt observert i solsystemet. Disse nordlysene ble også observert i det ultrafiolette og synlige området. Auroras er lyse kontinuerlige ovale ringer som omgir planetens pol. Ringene er plassert på en breddegrad, som regel, ved 70-80 °. De sørlige ringene ligger på en gjennomsnittlig breddegrad på 75 ± 1°, mens de nordlige er omtrent 1,5° nærmere polen, noe som skyldes at magnetfeltet er noe sterkere på den nordlige halvkule. Noen ganger blir ringene spiralformede i stedet for ovale.

I motsetning til Jupiter er ikke Saturns nordlys relatert til den ujevne rotasjonen av plasmaplaten i de ytre delene av planetens magnetosfære. Antagelig oppstår de på grunn av magnetisk gjenkobling under påvirkning av solvinden. Formen og utseendet til Saturns nordlys endrer seg kraftig over tid. Deres plassering og lysstyrke er sterkt relatert til trykket fra solvinden: Jo større den er, jo lysere er nordlyset og nærmere polen. Den gjennomsnittlige effekten til nordlyset er 50 GW i området 80-170 nm (ultrafiolett) og 150-300 GW i området 3-4 mikron (infrarød).

Den 28. desember 2010 fotograferte Cassini en storm som lignet sigarettrøyk. En annen, spesielt kraftig storm, ble registrert 20. mai 2011.

Sekskantet formasjon ved nordpolen

Sekskantet atmosfærisk formasjon ved Saturns nordpol

Skyer på nordpolen til Saturn danner en sekskant - en gigantisk sekskant. Den ble først oppdaget under Voyagers flybys av Saturn på 1980-tallet, og har aldri blitt sett andre steder i solsystemet. Sekskanten ligger på en breddegrad på 78°, og hver side er omtrent 13 800 km, det vil si mer enn jordens diameter. Dens rotasjonsperiode er 10 timer 39 minutter. Hvis Saturns sørpol, med sin snurrende orkan, ikke virker merkelig, kan nordpolen være mye mer uvanlig. Denne perioden faller sammen med perioden med endring i intensiteten av radioutslipp, som igjen blir tatt lik rotasjonsperioden til den indre delen av Saturn.

Den merkelige strukturen til skyene er vist i et infrarødt bilde tatt av romfartøyet Cassini i bane rundt Saturn i oktober 2006. Bildene viser at sekskanten har holdt seg stabil alle 20 år etter Voyagers flytur. Filmer som viser Saturns nordpol viser at skyene beholder sitt sekskantede mønster når de roterer. Individuelle skyer på jorden kan være formet som en sekskant, men i motsetning til dem har skysystemet på Saturn seks veldefinerte sider med nesten like lange. Fire jorder kan passe inn i denne sekskanten. Det antas at det er en betydelig ujevn skyhet i sekskantområdet. Områder der det praktisk talt ikke er overskyet har en høyde på opptil 75 km.

Det er ingen fullstendig forklaring på dette fenomenet ennå, men forskere klarte å gjennomføre et eksperiment som ganske nøyaktig modellerte denne atmosfæriske strukturen. Forskerne plasserte en 30-liters vannflaske på et roterende apparat, med små ringer plassert inni som roterte raskere enn beholderen. Jo større hastigheten på ringen var, desto mer skilte formen til virvelen, som ble dannet under den totale rotasjonen av elementene i installasjonen, seg fra den sirkulære. Under forsøket ble det også oppnådd en virvel i form av en sekskant.

Intern struktur

Den indre strukturen til Saturn

I dypet av Saturns atmosfære øker trykk og temperatur, og hydrogen går over i flytende tilstand, men denne overgangen er gradvis. På en dybde på omtrent 30 tusen km blir hydrogen metallisk (og trykket når omtrent 3 millioner atmosfærer). Sirkulasjonen av elektriske strømmer i metallisk hydrogen skaper et magnetisk felt (mye mindre kraftig enn Jupiter). I sentrum av planeten er en massiv kjerne av tunge materialer - stein, jern og antagelig is. Massen er omtrent 9 til 22 jordmasser. Temperaturen til kjernen når 11 700 °C, og energien den stråler ut i rommet er 2,5 ganger energien som Saturn mottar fra solen. En betydelig del av denne energien genereres på grunn av Kelvin-Heimholtz-mekanismen, som ligger i det faktum at når temperaturen på planeten synker, synker også trykket i den. Som et resultat trekker den seg sammen, og den potensielle energien til stoffet omdannes til varme. Samtidig ble det imidlertid vist at denne mekanismen ikke kan være den eneste kilden til planetens energi. Det antas at en ekstra del av varmen skapes på grunn av kondensering og påfølgende fall av heliumdråper gjennom et lag av hydrogen (mindre tett enn dråper) dypt inn i kjernen. Resultatet er overgangen av den potensielle energien til disse dråpene til varme. Kjerneregionen er beregnet til å være omtrent 25 000 km i diameter.

Et magnetfelt

Strukturen til Saturns magnetosfære

Saturns magnetosfære ble oppdaget av romfartøyet Pioneer 11 i 1979. Den er nest etter Jupiters magnetosfære i størrelse. Magnetopausen, grensen mellom Saturns magnetosfære og solvinden, ligger i en avstand på rundt 20 Saturn-radier fra sentrum, og magnetohalen strekker seg over hundrevis av radier. Saturns magnetosfære er fylt med plasma produsert av planeten og dens måner. Blant satellittene spiller Enceladus den største rollen, hvis geysirer sender ut omtrent 300-600 kg vanndamp hvert sekund, hvorav en del ioniseres av Saturns magnetfelt.

Samspillet mellom Saturns magnetosfære og solvinden genererer lyse nordlysovaler rundt planetens poler, synlige i synlig, ultrafiolett og infrarødt lys. Magnetfeltet til Saturn, som det til Jupiter, skapes på grunn av dynamoeffekten under sirkulasjonen av metallisk hydrogen i den ytre kjernen. Magnetfeltet er nesten dipol, akkurat som jordens, med nord- og sørmagnetiske poler. Den nordlige magnetiske polen er på den nordlige halvkule, og den sørlige er i sør, i motsetning til Jorden, hvor plasseringen av de geografiske polene er motsatt av plasseringen til de magnetiske. Størrelsen på magnetfeltet ved Saturns ekvator er 21 μT (0,21 G), som tilsvarer et dipolmagnetisk moment på ca. 4,6? 10 18 T m3. Saturns magnetiske dipol er tett koblet til sin rotasjonsakse, så magnetfeltet er veldig asymmetrisk. Dipolen er noe forskjøvet langs Saturns rotasjonsakse mot nordpolen.

Saturns indre magnetfelt avleder solvinden bort fra planetens overflate, og hindrer den i å samhandle med atmosfæren, og skaper en region kalt magnetosfæren fylt med en helt annen type plasma enn solvindplasma. Saturns magnetosfære er den nest største magnetosfæren i solsystemet, den største er Jupiters magnetosfære. Som i jordas magnetosfære kalles grensen mellom solvinden og magnetosfæren magnetopausen. Avstanden fra magnetopausen til planetens sentrum (langs den rette linjen Sol - Saturn) varierer fra 16 til 27 Rs (Rs = 60330 km - ekvatorialradiusen til Saturn). Avstanden avhenger av trykket fra solvinden, som avhenger av solaktiviteten. Gjennomsnittlig avstand til magnetopausen er 22 Rs. På den andre siden av planeten strekker solvinden Saturns magnetfelt til en lang magnetisk hale.

Utforskning av Saturn

Saturn er en av de fem planetene i solsystemet som er lett synlige. det blotte øye fra jorden. På sitt maksimum overstiger lysstyrken til Saturn den første størrelsen. For å observere Saturns ringer trenger du et teleskop med en diameter på minst 15 mm. Med en instrumentåpning på 100 mm er en mørkere polarhette, en mørk stripe nær tropen og en skygge av ringene på planeten synlige. Og ved 150-200 mm vil fire til fem bånd med skyer i atmosfæren og inhomogeniteter i dem bli merkbare, men kontrasten deres vil være merkbart mindre enn Jupiter.

Utsikt over Saturn gjennom et moderne teleskop (til venstre) og gjennom et teleskop fra Galileos tid (til høyre)

Da han observerte Saturn for første gang gjennom et teleskop i 1609-1610, la Galileo Galilei merke til at Saturn ikke ser ut som et enkelt himmellegeme, men som tre kropper som nesten berører hverandre, og antydet at dette var to store "ledsager" (satelitter). ) av Saturn. To år senere gjentok Galileo sine observasjoner og fant til sin forundring ingen satellitter.

I 1659 Huygens, med hjelp av flere kraftig teleskop fant ut at "følgesvennene" faktisk er en tynn flat ring som omkranser planeten og ikke berører den. Huygens oppdaget også Saturns største måne, Titan. Siden 1675 har Cassini studert planeten. Han la merke til at ringen besto av to ringer, tydelig adskilt synlig gap- Cassini-gapet, og oppdaget flere store satellitter av Saturn: Iapetus, Tethys, Dione og Rhea.

I fremtiden var det ingen vesentlige funn før i 1789, da W. Herschel oppdaget ytterligere to satellitter - Mimas og Enceladus. Så oppdaget en gruppe britiske astronomer Hyperion-satellitten, med en form som var veldig forskjellig fra sfærisk, i orbital resonans med Titan. I 1899 oppdaget William Pickering Phoebe, som tilhører klassen av irregulære satellitter og ikke roterer synkront med Saturn som de fleste satellitter. Perioden for dens revolusjon rundt planeten er mer enn 500 dager, mens sirkulasjonen går i motsatt retning. I 1944 oppdaget Gerard Kuiper tilstedeværelsen av en kraftig atmosfære på en annen satellitt, Titan. Dette fenomenet er unikt for en satellitt i solsystemet.

På 1990-tallet ble Saturn, dens måner og ringer gjentatte ganger studert av Hubble-romteleskopet. Langtidsobservasjoner har gitt mye ny informasjon som ikke var tilgjengelig for Pioneer 11 og Voyagers under deres eneste forbiflyvning av planeten. Flere satellitter av Saturn ble også oppdaget, og den maksimale tykkelsen på ringene ble bestemt. Under målinger utført 20.-21. november 1995 ble deres detaljerte struktur bestemt. I løpet av perioden med maksimal helning av ringene i 2003, ble det oppnådd 30 bilder av planeten i forskjellige bølgelengdeområder, som på den tiden ga den beste spektrumdekningen i hele observasjonshistorien. Disse bildene gjorde det mulig for forskere å bedre forstå de dynamiske prosessene som skjer i atmosfæren og lage modeller av atmosfærens sesongmessige oppførsel. Også storskala observasjoner av Saturn ble utført av Southern European Observatory i perioden fra 2000 til 2003. Flere små, uregelmessig formede måner er oppdaget.

Forskning ved hjelp av romfartøy

Solformørkelse av Saturn 15. september 2006. Foto av den interplanetære stasjonen Cassini fra en avstand på 2,2 millioner km

I 1979 fløy den automatiske interplanetære stasjonen (AMS) i USA "Pioneer-11" for første gang i historien nær Saturn. Studiet av planeten begynte 2. august 1979. Etter den endelige tilnærmingen foretok enheten en flytur i flyet av ringene til Saturn 1. september 1979. Flyturen fant sted i en høyde på 20 000 km over planetens maksimale skyhøyde. Det ble tatt bilder av planeten og noen av dens satellitter, men oppløsningen deres var ikke nok til å se detaljene på overflaten. På grunn av den lave belysningen av Saturn av solen, var bildene for svake. Apparatet studerte også ringene. Blant funnene var funnet av en tynn F-ring. I tillegg ble det funnet at mange områder som var synlige fra jorden som lys var synlige fra Pioneer 11 som mørke, og omvendt. Enheten målte også temperaturen til Titan. Utforskningen av planeten fortsatte til 15. september, hvoretter apparatet fløy til de mer ytre delene av solsystemet.

I 1980-1981 ble Pioneer 11 også fulgt av de amerikanske romfartøyene Voyager 1 og Voyager 2. Voyager 1 kom nærmest planeten 13. november 1980, men utforskningen av Saturn begynte tre måneder tidligere. Under passasjen ble det tatt en rekke høyoppløselige bilder. Det var mulig å få et bilde av satellittene: Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea. Samtidig fløy enheten nær Titan i en avstand på bare 6500 km, noe som gjorde det mulig å samle inn data om atmosfæren og temperaturen. Det ble funnet at atmosfæren til Titan er så tett at den ikke sender nok lys i det synlige området, så fotografier av detaljene på overflaten kunne ikke oppnås. Etter det forlot enheten planet til ekliptikken til solsystemet for å fotografere Saturn fra polen.

Saturn og dens satellitter - Titan, Janus, Mimas og Prometheus - mot bakgrunnen av Saturns ringer, synlig fra kanten og disken til den gigantiske planeten

Et år senere, 25. august 1981, nærmet Voyager 2 seg til Saturn. Under flyturen foretok enheten en studie av planetens atmosfære ved hjelp av radar. Det ble innhentet data om atmosfærens temperatur og tetthet. Rundt 16 000 fotografier med observasjoner ble sendt til jorden. Dessverre, under flyvningene, satt kamerarotasjonssystemet fast i flere dager, og noen av de nødvendige bildene kunne ikke oppnås. Så snudde enheten, ved å bruke tyngdekraften til Saturn, og fløy mot Uranus. Dessuten oppdaget disse enhetene for første gang magnetfeltet til Saturn og utforsket magnetosfæren, observerte stormer i atmosfæren til Saturn, fikk detaljerte bilder av strukturen til ringene og fant ut deres sammensetning. Maxwell-gapet og Keeler-gapet i ringene ble oppdaget. I tillegg ble flere nye satellitter av planeten oppdaget nær ringene.

I 1997 ble Cassini-Huygens AMS skutt opp til Saturn, som etter 7 års flytur 1. juli 2004 nådde Saturn-systemet og gikk i bane rundt planeten. Hovedmålene med dette oppdraget, opprinnelig designet for 4 år, var å studere strukturen og dynamikken til ringene og satellittene, samt å studere dynamikken til atmosfæren og magnetosfæren til Saturn og en detaljert studie av planetens største satellitt, Titan.

Før AMS gikk i bane i juni 2004, passerte Phoebe og sendte høyoppløselige bilder av den og andre data tilbake til jorden. I tillegg har den amerikanske Cassini orbiter gjentatte ganger fløyet forbi Titan. Det ble tatt bilder av store innsjøer og deres kystlinjer med et betydelig antall fjell og øyer. Så skilte en spesiell europeisk sonde «Huygens» seg fra enheten og hoppet ned i fallskjerm 14. januar 2005 til overflaten av Titan. Nedstigningen tok 2 timer og 28 minutter. Under nedstigningen tok Huygens prøver av atmosfæren. Ifølge tolkningen av data fra Huygens-sonden består den øvre delen av skyene av metanis, og den nedre delen av flytende metan og nitrogen.

Siden begynnelsen av 2005 har forskere observert strålingen som kommer fra Saturn. Den 23. januar 2006 oppsto en storm på Saturn, som ga et blitz som var 1000 ganger kraftigere enn vanlig stråling. I 2006 rapporterte NASA at romfartøyet hadde funnet tydelige spor av vann som brøt ut fra geysirene til Enceladus. I mai 2011 uttalte NASA-forskere at Enceladus "viste seg å være det mest beboelige stedet i solsystemet etter Jorden."

Saturn og dens satellitter: i midten av bildet er Enceladus, til høyre, nærbilde, halvparten av Rhea er synlig, bakfra som Mimas ser ut. Bilde tatt av Cassini-sonden, juli 2011

Fotografiene tatt av Cassini førte til andre viktige funn. De avslørte tidligere uoppdagede ringer av planeten utenfor den lyse hovedregionen av ringene og inne i G- og E-ringene. Disse ringene har fått navnene R/2004 S1 og R/2004 S2. Det antas at materialet til disse ringene kan dannes som et resultat av et sammenstøt på Janus eller Epimetheus av en meteoritt eller komet. I juli 2006 avslørte Cassini-bilder tilstedeværelsen av en hydrokarbonsjø nær Titans nordpol. Dette faktum ble endelig bekreftet av flere bilder i mars 2007. I oktober 2006 ble en orkan med en diameter på 8000 km oppdaget på sørpolen til Saturn.

I oktober 2008 overførte Cassini bilder av planetens nordlige halvkule. Siden 2004, da Cassini fløy opp til henne, har det vært merkbare endringer, og nå er hun malt i uvanlige farger. Årsakene til dette er ennå ikke klare. Det antas at den nylige endringen i farger er assosiert med årstidene. Fra 2004 til 2. november 2009 ble 8 nye satellitter oppdaget ved hjelp av enheten. Cassinis hovedoppdrag ble avsluttet i 2008, da enheten gjorde 74 baner rundt planeten. Deretter ble sondens oppgaver utvidet til september 2010, og deretter til 2017 for å studere hele syklusen av Saturns årstider.

I 2009 dukket det opp et felles amerikansk-europeisk prosjekt mellom NASA og ESA for å lansere AMS Titan Saturn System Mission for å studere Saturn og dens måner Titan og Enceladus. I løpet av den vil stasjonen fly til Saturn-systemet i 7-8 år, og deretter bli en satellitt av Titan i to år. Den vil også lansere en sondeballong inn i atmosfæren til Titan og en lander (muligens flytende).

satellitter

De største satellittene - Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan og Iapetus - ble oppdaget i 1789, men er fortsatt hovedobjektene for forskning. Diametrene til disse satellittene varierer fra 397 (Mimas) til 5150 km (Titan), den semi-hovedaksen til banen fra 186 tusen km (Mimas) til 3561 tusen km (Iapetus). Massefordelingen tilsvarer diameterfordelingen. Titan har størst orbital eksentrisitet, Dione og Tethys den minste. Alle satellitter med kjente parametere er over den synkrone bane, noe som fører til gradvis fjerning.

Saturns satellitter

Den største av månene er Titan. Den er også den nest største i solsystemet som helhet, etter Jupiters måne Ganymedes. Titan er omtrent halvparten vannis og halvparten stein. Denne sammensetningen ligner på noen av de andre store satellittene til gassplanetene, men Titan er veldig forskjellig fra dem i sammensetningen og strukturen til atmosfæren, som hovedsakelig er nitrogen, det er også en liten mengde metan og etan som danner skyer . Foruten Jorden er Titan også den eneste kroppen i solsystemet som det er bevist at det finnes væske på overflaten. Muligheten for fremveksten av de enkleste organismene er ikke utelukket av forskere. Diameteren til Titan er 50 % større enn Månen. Den overskrider også størrelsen på planeten Merkur, selv om den er underordnet den i masse.

Andre store satellitter har også særpreg. Så Iapetus har to halvkuler med forskjellig albedo (henholdsvis 0,03-0,05 og 0,5). Derfor, da Giovanni Cassini oppdaget denne satellitten, fant han ut at den bare er synlig når den er på en bestemt side av Saturn. De ledende og bakre halvkulene til Dione og Rhea har også sine forskjeller. Diones ledende halvkule er kraftig krateret og jevn i lysstyrke. Den bakre halvkulen inneholder mørke områder, samt en vev av tynne lyse striper, som er isrygger og klipper. Et særtrekk ved Mimas er det enorme nedslagskrateret Herschel med en diameter på 130 km. Tilsvarende har Tethys et Odysseus-krater med en diameter på 400 km. Enceladus, ifølge bildene av Voyager 2, har en overflate med områder av ulik geologisk alder, massive kratere i de midtre og høye nordlige breddegrader og mindre kratere nærmere ekvator.

Fra februar 2010 er 62 måner av Saturn kjent. 12 av dem ble oppdaget ved hjelp av romfartøy: Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981), Cassini (2004-2007). De fleste av satellittene, bortsett fra Hyperion og Phoebe, har en egen synkron rotasjon - de er alltid vendt mot Saturn på den ene siden. Det er ingen informasjon om rotasjonen til de minste månene. Tethys og Dione er ledsaget av to satellitter ved Lagrange-punktene L4 og L5.

I løpet av 2006 kunngjorde et team av forskere ledet av David Jewitt fra University of Hawaii som arbeider på det japanske Subaru-teleskopet på Hawaii oppdagelsen av 9 måner av Saturn. Alle tilhører de såkalte irregulære satellittene, som er forskjellige i retrograd bane. Perioden for deres revolusjon rundt planeten er fra 862 til 1300 dager.

Ringer

Sammenligning av Saturn og Jorden

I dag er alle fire gassgigantene kjent for å ha ringer, men Saturns er de mest fremtredende. Ringene er i en vinkel på omtrent 28° i forhold til ekliptikkens plan. Derfor, fra jorden, avhengig av planetenes relative posisjon, ser de annerledes ut: de kan sees både i form av ringer og "fra kanten". Som Huygens foreslo, er ikke ringene et solid fast legeme, men består av milliarder av bittesmå partikler i bane rundt planeten. Dette ble bevist av spektrometriske observasjoner av A. A. Belopolsky ved Pulkovo-observatoriet og av to andre forskere i 1895-1896.

Det er tre hovedringer og den fjerde er tynnere. Sammen reflekterer de mer lys enn skiven til Saturn selv. De tre hovedringene er vanligvis merket med de første bokstavene i det latinske alfabetet. Ring B er den sentrale, den bredeste og lyseste, den er adskilt fra den ytre ringen A av Cassini-gapet, nesten 4000 km bredt, der det er de tynneste, nesten gjennomsiktige ringene. Inne i ring A er det et tynt gap som kalles Enckes skillelist. Ring C, som er enda nærmere planeten enn B, er nesten gjennomsiktig.

Ringene til Saturn er veldig tynne. Med en diameter på omtrent 250 000 km når tykkelsen deres ikke engang en kilometer (selv om det også er særegne fjell på overflaten av ringene). Til tross for det imponerende utseendet, er mengden stoff som utgjør ringene ekstremt liten. Hvis den ble satt sammen til en monolitt, ville dens diameter ikke overstige 100 km. Sondebilder viser at ringene faktisk består av tusenvis av ringer ispedd spalter; bildet ligner sporene til grammofonplater. Partiklene som utgjør ringene varierer i størrelse fra 1 centimeter til 10 meter. Etter sammensetning er de 93% is med mindre urenheter, som kan inkludere kopolymerer dannet under påvirkning av solstråling og silikater, og 7% karbon.

Det er en konsistens i bevegelsen av partikler i ringene og satellittene på planeten. Noen av disse, de såkalte «hyrdesatellittene», spiller en rolle for å holde ringene på plass. Mimas, for eksempel, er i 2:1 resonans med det Cassinian gapet, og under påvirkning av dets tiltrekning fjernes stoffet fra det, og Pan er plassert inne i Encke-skillestripen. I 2010 ble det mottatt data fra Cassini-sonden som tyder på at Saturns ringer svinger. Svingningene består av konstante forstyrrelser introdusert av Mimas og spontane forstyrrelser som oppstår fra samspillet mellom partikler som flyr i ringen. Opprinnelsen til Saturns ringer er ennå ikke helt klar. I følge en teori, fremsatt i 1849 av Eduard Rosh, ble ringene dannet som et resultat av kollapsen av en flytende satellitt under påvirkning av tidevannskrefter. Ifølge en annen brøt satellitten opp på grunn av nedslaget fra en komet eller asteroide.

Generell informasjon om Saturn

Saturn er den sjette planeten fra solen (den sjette planeten i solsystemet).

Saturn tilhører gassgigantene og er oppkalt etter den gamle romerske jordbruksguden.

Saturn har vært kjent for folk siden antikken.

Saturns naboer er Jupiter og Uranus. Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun lever i den ytre delen av solsystemet.

Det antas at i sentrum av gassgiganten er det en massiv kjerne av faste og tunge materialer (silikater, metaller) og vannis.

Saturns magnetfelt skapes av en dynamoeffekt i sirkulasjonen av metallisk hydrogen i den ytre kjernen og er nesten dipol med nord- og sørmagnetiske poler.

Saturn har det mest uttalte systemet av planetringer i solsystemet.

Saturn har 82 naturlige satellitter så langt.

Saturns bane

Gjennomsnittlig avstand fra Saturn til Solen er 1430 millioner kilometer (9,58 astronomiske enheter).

Perihel (nærmeste punkt i banen til Solen): 1353,573 millioner kilometer (9,048 astronomiske enheter).

Aphelion (det fjerneste punktet i banen fra solen): 1513,326 millioner kilometer (10,116 astronomiske enheter).

Saturns gjennomsnittlige banehastighet er omtrent 9,69 kilometer per sekund.

Planeten gjør én omdreining rundt solen på 29,46 jordår.

Et år på planeten er 378,09 saturnske dager.

Avstanden fra Saturn til Jorden varierer fra 1195 til 1660 millioner kilometer.

Rotasjonsretningen til Saturn tilsvarer rotasjonsretningen til alle (unntatt Venus og Uranus) planeter i solsystemet.

3D-modell av Saturn

Fysiske egenskaper ved Saturn

Saturn er den nest største planeten i solsystemet.

Den gjennomsnittlige radiusen til Saturn er 58 232 ± 6 kilometer, det vil si omtrent 9 radier av jorden.

Overflatearealet til Saturn er 42,72 milliarder kvadratkilometer.

Den gjennomsnittlige tettheten til Saturn er 0,687 gram per kubikkcentimeter.

Frifallsakselerasjonen på Saturn er 10,44 meter per sekund i kvadrat (1,067 g).

Massen til Saturn er 5,6846 x 1026 kilo, som er omtrent 95 jordmasser.

Atmosfæren til Saturn

De to hovedkomponentene i Saturns atmosfære er hydrogen (ca. 96%) og helium (ca. 3%).

I dypet av Saturns atmosfære øker trykk og temperatur, og hydrogen går over i flytende tilstand, men denne overgangen er gradvis. På 30 000 kilometers dyp blir hydrogen metallisk, og trykket der når 3 millioner atmosfærer.

Vedvarende superkraftige orkaner dukker noen ganger opp i Saturns atmosfære.

Under stormer og stormer observeres kraftige lynutladninger på planeten.

Nordlyset på Saturn er lyse kontinuerlige ovale ringer som omgir planetens poler.

Sammenlignende størrelser på Saturn og Jorden

Ringer av Saturn

Ringenes diameter er estimert til 250 000 kilometer, og tykkelsen deres overstiger ikke 1 kilometer.

Forskere deler konvensjonelt Saturns ringsystem inn i tre hovedringer og en fjerde, tynnere, mens ringene faktisk er dannet av tusenvis av ringer som veksler med mellomrom.

Ringsystemet består hovedsakelig av ispartikler (ca. 93%), en mindre mengde tunge elementer og støv.

Partiklene som utgjør ringene til Saturn varierer i størrelse fra 1 centimeter til 10 meter.

Ringene er plassert i en vinkel på omtrent 28 grader til ekliptikkens plan, derfor, avhengig av den relative posisjonen til planetene fra jorden, ser de annerledes ut: både i form av ringer og kant-på.

Utforskning av Saturn

For første gang han observerte Saturn gjennom et teleskop i 1609-1610, la Galileo Galilei merke til at planeten ser ut som tre kropper, nesten berører hverandre, og antydet at dette var to store "følgesvenner" av Saturn, men 2 år senere fant han ikke bekreftelse på dette.

I 1659 fant Christian Huygens, ved hjelp av et kraftigere teleskop, ut at «følgesvennene» faktisk er en tynn flat ring som omkranser planeten og ikke berører den.

I 1979 fløy Pioneer 11-robotfartøyet nær Saturn for første gang i historien, og tok bilder av planeten og noen av dens måner og oppdaget F-ringen.

I 1980 - 1981 ble Saturn-systemet også besøkt av Voyager 1 og Voyager 2. Under tilnærmingen til planeten ble det tatt en rekke høyoppløselige fotografier og data ble innhentet om temperaturen og tettheten til atmosfæren til Saturn, samt de fysiske egenskapene til satellittene, inkludert Titan.

Siden 1990-tallet har Saturn, dens måner og ringer blitt studert gjentatte ganger av Hubble-romteleskopet.

I 1997 ble Cassini-Huygens-oppdraget skutt opp til Saturn, som etter 7 års flytur nådde Saturn-systemet 1. juli 2004 og gikk i bane rundt planeten. Huygens-sonden skilte seg fra kjøretøyet og hoppet ned til overflaten av Titan 14. januar 2005, og tok prøver av atmosfæren. I 13 år med vitenskapelig aktivitet har romfartøyet Cassini snudd forskernes syn på gassgigantsystemet. Cassini-oppdraget ble fullført 15. september 2017 ved å senke romfartøyet ned i atmosfæren til Saturn.

Saturns gjennomsnittlige tetthet er bare 0,687 gram per kubikkcentimeter, noe som gjør den til den eneste planeten i solsystemet som har en gjennomsnittlig tetthet under vann.

På grunn av den varme kjernen, hvis temperatur når 11 700 grader Celsius, stråler Saturn 2,5 ganger mer energi ut i rommet enn den mottar fra solen.

Skyene på Saturns nordpol danner en gigantisk sekskant, hver side måler omtrent 13 800 kilometer.

Noen av Saturns måner, som Pan og Mimas, er "ringgjetere": tyngdekraften deres spiller en rolle i å holde ringene på plass ved å resonere med visse deler av ringsystemet.

Det antas at Saturn vil svelge ringene sine om 100 millioner år.

I 1921 spredte det seg et rykte om at Saturns ringer hadde forsvunnet. Dette skyldtes det faktum at ringsystemet i observasjonsøyeblikket var vendt mot jorden kantvis og ikke kunne vurderes med datidens utstyr.

Bildet er tatt fra romfartøyet Cassini

Planeten Saturn er den sjette planeten fra solen. Alle vet om denne planeten. Nesten alle kan lett gjenkjenne henne, fordi ringene hans er visittkortet hans.

Generell informasjon om planeten Saturn

Vet du hva de berømte ringene hennes er laget av? Ringene er sammensatt av issteiner som varierer i størrelse fra mikron til flere meter. Saturn, som alle gigantiske planeter, består hovedsakelig av gasser. Rotasjonen varierer fra 10 timer og 39 minutter til 10 timer og 46 minutter. Disse målingene er basert på radioobservasjoner av planeten.

Bilde av planeten Saturn

Ved å bruke de nyeste fremdriftssystemene og bærerakettene vil romfartøyet ta minst 6 år og 9 måneder på å ankomme planeten.

For øyeblikket har det eneste romfartøyet Cassini vært i bane siden 2004, og det har vært hovedleverandøren av vitenskapelige data og funn i mange år nå. For barn er planeten Saturn, som i prinsippet for voksne, virkelig den vakreste av planetene.

Generelle egenskaper

Den største planeten i solsystemet er Jupiter. Men tittelen på den nest største planeten tilhører Saturn.

Bare for sammenligning er diameteren til Jupiter omtrent 143 tusen kilometer, og Saturn er bare 120 tusen kilometer. Jupiter er 1,18 ganger så stor som Saturn og 3,34 ganger massen.

Faktisk er Saturn veldig stor, men lett. Og hvis planeten Saturn er nedsenket i vann, vil den flyte på overflaten. Planetens tyngdekraft er bare 91 % av jordens.

Saturn og Jorden er forskjellige i størrelse med en faktor på 9,4 og i masse med en faktor på 95. Volumet til en gassgigant kan passe til 763 planeter som vår.

Bane

Tiden for en fullstendig revolusjon av planeten rundt solen er 29,7 år. Som alle planeter i solsystemet er banen ikke en perfekt sirkel, men har en elliptisk bane. Avstanden til solen er i gjennomsnitt 1,43 milliarder km, eller 9,58 AU.

Det nærmeste punktet i Saturns bane kalles perihelion og det ligger 9 astronomiske enheter fra solen (1 AU er gjennomsnittlig avstand fra jorden til solen).

Det fjerneste punktet i banen kalles aphelion og ligger 10,1 astronomiske enheter fra solen.

Cassini krysser planet til Saturns ringer.

En av interessante funksjoner Saturns bane er som følger. I likhet med jorden er Saturns rotasjonsakse vippet i forhold til solens plan. Halvveis gjennom sin bane vender Saturns sørpol mot solen, og deretter mot nord. I løpet av det Saturnske året (nesten 30 jordår) kommer det perioder hvor planeten sees på kanten fra jorden og planet til kjemperingene faller sammen med synsvinkelen vår, og de forsvinner fra synet. Saken er at ringene er ekstremt tynne, så på stor avstand er det nesten umulig å se dem fra kanten. Neste gang vil ringene forsvinne for jordobservatøren i 2024-2025. Siden Saturns år er nesten 30 år langt, siden Galileo først observerte det gjennom et teleskop i 1610, har det sirklet rundt Solen omtrent 13 ganger.

Klimatiske egenskaper

En av de interessante fakta er at planetens akse er tilbøyelig til ekliptikkens plan (som jordens). Og akkurat som vår, er det årstider på Saturn. Halvveis i sin bane får den nordlige halvkule mer solstråling, og så endres alt og den sørlige halvkule bades i sollys. Dette skaper enorme stormsystemer som endrer seg betydelig avhengig av hvor planeten befinner seg i bane.

Storm i Saturns atmosfære. Sammensatt bilde, kunstige farger, MT3, MT2, CB2-filtre og infrarøde data ble brukt

Årstidene påvirker planetens vær. I løpet av de siste 30 årene har forskere funnet ut at vindhastighetene rundt planetens ekvatoriale områder har sunket med omtrent 40 %. NASAs Voyager-sonder i 1980-1981 fant vindhastigheter så høye som 1700 km/t, og for tiden bare rundt 1000 km/t (målt i 2003).

Saturn fullfører én omdreining rundt sin akse på 10,656 timer. Det tok forskerne mye tid og forskning for å finne et så nøyaktig tall. Siden planeten ikke har noen overflate, er det ikke mulig å observere passasjen av de samme områdene på planeten, og dermed estimere rotasjonshastigheten. Forskere brukte planetens radioutslipp til å estimere rotasjonshastigheten og finne den nøyaktige lengden på dagen.

Bildegalleri

Bilder av planeten tatt av Hubble-teleskopet og romfartøyet Cassini.

Fysiske egenskaper

Hubble-teleskopbilde

Ekvatorialdiameteren er 120 536 km, 9,44 ganger jordens;

Polardiameteren er 108 728 km, 8,55 ganger jordens;

Planetens areal er 4,27 x 10 * 10 km2, som er 83,7 ganger større enn jordens;

Volum - 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 ganger større enn jordens;

Masse - 5,6846 x 10 * 26 kg, 95,2 ganger mer enn jordens;

Tetthet - 0,687 g / cm3, 8 ganger mindre enn jordens, Saturn er enda lettere enn vann;

Denne informasjonen er ufullstendig, mer informasjon om generelle egenskaper planeten Saturn, vil vi skrive nedenfor.

Saturn har 62 måner, faktisk kretser rundt 40 % av månene i vårt solsystem rundt den. Mange av disse satellittene er veldig små og ikke synlige fra jorden. Sistnevnte ble oppdaget av romfartøyet Cassini, og forskerne forventer at enheten over tid vil finne enda flere iskalde satellitter.

Til tross for at Saturn er for fiendtlig for noen livsform, vet vi at månen Enceladus er en av de best egnede kandidatene for søken etter liv. Enceladus er kjent for å ha isgeysirer på overflaten. Det er en eller annen mekanisme (sannsynligvis Saturns tidevannsvirkning) som skaper nok varme til at flytende vann kan eksistere. Noen forskere mener at det er en sjanse for liv på Enceladus.

Planetdannelse

I likhet med resten av planetene ble Saturn dannet fra soltåken for rundt 4,6 milliarder år siden. Denne soltåken var en enorm sky av kald gass og støv som kan ha kollidert med en annen sky, eller en supernova sjokkbølge. Denne hendelsen initierte begynnelsen på sammentrekningen av den protosolare tåken med den videre dannelsen av solsystemet.

Skyen trakk seg mer og mer sammen til en protostjerne dannet seg i midten, som var omgitt av en flat skive av materiale. Den indre delen av denne skiven inneholdt flere tunge elementer, og dannet de terrestriske planetene, mens det ytre området var kaldt nok og faktisk forble urørt.

Materialet fra soltåken dannet flere og flere planetesimaler. Disse planetesimalene kolliderte sammen og smeltet sammen til planeter. På et tidspunkt i Saturns tidlige historie ble månen, omtrent 300 kilometer i diameter, revet fra hverandre av tyngdekraften og skapte ringene som fortsatt går i bane rundt planeten i dag. Faktisk var planetens hovedparametre direkte avhengig av stedet for dannelsen og mengden gass den kunne fange.

Siden Saturn er mindre enn Jupiter, avkjøles den raskere. Astronomer tror at så snart den ytre atmosfæren ble avkjølt til 15 grader Kelvin, kondenserte helium til dråper som begynte å synke mot kjernen. Friksjonen til disse dråpene varmet opp planeten, og nå sender den ut omtrent 2,3 ganger mer energi enn den mottar fra solen.

Ringdannelse

Utsikt over planeten fra verdensrommet

Det viktigste kjennetegn ved Saturn er ringene. Hvordan dannes ringene? Det finnes flere versjoner. Den konvensjonelle teorien er at ringene er nesten like gamle som planeten selv og har eksistert i minst 4 milliarder år. I gigantens tidlige historie kom en 300 km satellitt for nær den og ble revet i stykker. Det er også mulighet for at to satellitter kolliderte sammen, eller at en stor nok komet eller asteroide traff satellitten, og den rett og slett falt fra hverandre rett i bane.

Alternativ hypotese for ringdannelse

En annen hypotese er at det ikke var noen ødeleggelse av satellitten. I stedet ble ringene, så vel som planeten selv, dannet fra soltåken.

Men her er problemet: isen i ringene er for ren. Hvis ringene ble dannet med Saturn for milliarder av år siden, ville vi forvente at de var fullstendig dekket av gjørme fra mikrometeornedslag. Men i dag ser vi at de er like rene som om de ble dannet for mindre enn 100 millioner år siden.

Det er mulig at ringene hele tiden fornyer materialet sitt ved å holde seg sammen og kollidere med hverandre, noe som gjør det vanskelig å bestemme alderen. Dette er et av mysteriene som ennå ikke er løst.

Atmosfære

I likhet med resten av de gigantiske planetene er Saturns atmosfære 75 % hydrogen og 25 % helium, med spormengder av andre stoffer som vann og metan.

Atmosfæriske egenskaper

Planetens utseende, i synlig lys, virker roligere enn Jupiters. Planeten har bånd av skyer i atmosfæren, men de er blek oransje og knapt synlige. Den oransje fargen skyldes svovelforbindelser i atmosfæren. I tillegg til svovel er det i den øvre atmosfæren små mengder nitrogen og oksygen. Disse atomene reagerer med hverandre og danner under påvirkning av sollys komplekse molekyler som ligner "smog". Ved ulike bølgelengder av lys, samt forbedrede Cassini-bilder, ser atmosfæren mye mer imponerende og turbulent ut.

Vind i atmosfæren

Planetens atmosfære genererer noen av de raskeste vindene i solsystemet (raskere bare på Neptun). NASA-romfartøyet Voyager, som fløy av Saturn, målte vindhastigheten, det viste seg å være i området 1800 km/t ved planetens ekvator. Store hvite stormer dannes innenfor båndene som går i bane rundt planeten, men i motsetning til Jupiter varer disse stormene bare noen få måneder og absorberes av atmosfæren.

Skyer i den synlige delen av atmosfæren er sammensatt av ammoniakk, og ligger 100 km under den øvre delen av troposfæren (tropopause), hvor temperaturen synker til -250 ° C. Under denne grensen er skyene sammensatt av ammoniumhydrosulfid og er omtrent 170 km lavere. I dette laget er temperaturen bare -70 grader C. De dypeste skyene består av vann og ligger ca 130 km under tropopausen. Temperaturen her er 0 grader.

Jo lavere, jo mer øker trykket og temperaturen og det gassformige hydrogenet blir sakte til en væske.

Sekskant

Et av de merkeligste værfenomenene som noen gang er oppdaget er den såkalte nordlige sekskantede stormen.

Sekskantede skyer rundt planeten Saturn ble først oppdaget av Voyagers 1 og 2 etter at de besøkte planeten for mer enn tre tiår siden. Mer nylig har Saturns sekskant blitt fotografert i stor detalj av NASAs Cassini-romfartøy, som for tiden er i bane rundt Saturn. Sekskanten (eller den sekskantede virvelen) er omtrent 25 000 km i diameter. Den kan passe 4 slike planeter som Jorden.

Sekskanten roterer med nøyaktig samme hastighet som planeten selv. Imidlertid er planetens nordpol forskjellig fra Sydpolen, i midten av hvilken det er en enorm orkan med en gigantisk trakt. Hver side av sekskanten har en størrelse på omtrent 13 800 km, og hele strukturen gjør én omdreining rundt aksen på 10 timer og 39 minutter, akkurat som planeten selv.

Årsak til dannelsen av en sekskant

Så hvorfor er Nordpolens virvel formet som en sekskant? Astronomer finner det vanskelig å svare 100 % på dette spørsmålet, men en av ekspertene og teammedlemmene som er ansvarlige for det visuelle og infrarøde spektrometeret Cassini sa: «Dette er en veldig merkelig storm som har presise geometriske former med seks nesten identiske sider. Vi har aldri sett noe lignende på andre planeter."

Galleri med bilder av planetens atmosfære

Saturn er stormenes planet

Jupiter er kjent for sine voldsomme stormer, som er godt synlige gjennom den øvre atmosfæren, spesielt den store røde flekken. Men det er også stormer på Saturn, selv om de ikke er så store og intense, men sammenlignet med jordens, er de rett og slett enorme.

En av de største stormene var Great White Spot, også kjent som Great White Oval, som ble observert av Hubble-romteleskopet i 1990. Slike stormer forekommer sannsynligvis en gang i året på Saturn (en gang hvert 30. jordår).

atmosfære og overflate

Planeten minner mye om en ball, nesten utelukkende laget av hydrogen og helium. Dens tetthet og temperatur endres når du beveger deg dypere inn i planeten.

Sammensetningen av atmosfæren

Planetens ytre atmosfære består av 93 % molekylært hydrogen, resten helium og spormengder av ammoniakk, acetylen, etan, fosfin og metan. Det er disse sporelementene som skaper de synlige stripene og skyene som vi ser på bildene.

Cellekjernen

Generelt skjemadiagram av strukturen til Saturn

I følge teorien om akkresjon er planetens kjerne steinete med en stor masse, tilstrekkelig til å fange opp en stor mengde gasser i den tidlige soltåken. Dens kjerne, som andre gassgiganter, måtte dannes og bli massiv mye raskere enn andre planeter for å ha tid til å skaffe primærgasser.

Gassgiganten er mest sannsynlig dannet av steinete eller isete komponenter, og den lave tettheten indikerer flytende metall og bergarter i kjernen. Det er den eneste planeten hvis tetthet er lavere enn vann. Uansett, intern struktur planeten Saturn er mer som en ball av tykk sirup med urenheter av steinfragmenter.

metallisk hydrogen

Metallisk hydrogen i kjernen genererer et magnetisk felt. Magnetfeltet som skapes på denne måten er litt svakere enn jordens og strekker seg bare til banen til dens største satellitt Titan. Titan bidrar til utseendet til ioniserte partikler i planetens magnetosfære, som skaper nordlys i atmosfæren. Voyager 2 oppdaget høyt solvindtrykk på planetens magnetosfære. I følge målinger gjort under samme oppdrag strekker magnetfeltet seg bare over 1,1 millioner km.

Planetstørrelse

Planeten har en ekvatorial diameter på 120 536 km, 9,44 ganger jordens. Radiusen er 60268 km, noe som gjør den til den nest største planeten i vårt solsystem, nest etter Jupiter. Den, som alle andre planeter, er en oblate sfæroid. Dette betyr at dens ekvatorialdiameter er større enn diameteren målt gjennom polene. Når det gjelder Saturn, er denne avstanden ganske betydelig, på grunn av den høye hastigheten på planetens rotasjon. Polardiameteren er 108728 km, som er 9,796 % mindre enn ekvatorialdiameteren, så formen til Saturn er oval.

Rundt Saturn

Dagens lengde

Rotasjonshastigheten til atmosfæren og planeten selv kan måles med tre forskjellige metoder. Den første er å måle hastigheten på planetens rotasjon i skylaget i ekvatorialdelen av planeten. Den har en rotasjonsperiode på 10 timer og 14 minutter. Hvis målinger tas i andre områder av Saturn, vil rotasjonshastigheten være 10 timer 38 minutter og 25,4 sekunder. Til dags dato er den mest nøyaktige metoden for å måle lengden på dagen basert på måling av radiostråling. Denne metoden gir en planetarisk rotasjonshastighet på 10 timer 39 minutter og 22,4 sekunder. Til tross for disse tallene, kan rotasjonshastigheten til planetens indre for tiden ikke måles nøyaktig.

Igjen er planetens ekvatorialdiameter 120 536 km, og den polare er 108 728 km. Det er viktig å vite hvorfor denne forskjellen i disse tallene påvirker planetens rotasjonshastighet. Den samme situasjonen er på andre gigantiske planeter, spesielt forskjellen i rotasjonen til forskjellige deler av planeten kommer til uttrykk i Jupiter.

Lengden på dagen i henhold til planetens radioutslipp

Ved hjelp av radioutslipp som kommer fra de indre områdene av Saturn, var forskere i stand til å bestemme rotasjonsperioden. Ladede partikler fanget i magnetfeltet sender ut radiobølger når de samhandler med Saturns magnetfelt, på omtrent 100 kilohertz.

Voyager-sonden målte planetens radioutslipp i ni måneder mens den fløy forbi på 1980-tallet, og rotasjonen ble bestemt til 10 timer 39 minutter 24 sekunder, med en feil på 7 sekunder. Romfartøyet Ulysses tok også målinger 15 år senere, og ga et resultat på 10 timer 45 minutter 45 sekunder, med 36 sekunders feil.

Det viser seg så mye som 6 minutters forskjell! Enten har planetens rotasjon avtatt med årene, eller så har vi gått glipp av noe. Cassini interplanetariske sonde målte de samme radioutslippene med et plasmaspektrometer, og forskere, i tillegg til 6-minutters forskjellen i 30-års målinger, fant at rotasjonen også endres med én prosent per uke.

Forskere tror dette kan skyldes to ting: solvinden som kommer fra solen forstyrrer målingene, og partikler fra Enceladus' geysirer påvirker magnetfeltet. Begge disse faktorene gjør at radioutstrålingen endres, og de kan gi forskjellige resultater samtidig.

Nye data

I 2007 ble det funnet at noen av planetens punktkilder for radioutslipp ikke samsvarer med Saturns rotasjonshastighet. Noen forskere mener at forskjellen skyldes påvirkningen fra månen Enceladus. Vanndamp fra disse geysirene kommer inn i planetens bane og ioniseres, og påvirker dermed planetens magnetiske felt. Dette bremser rotasjonen av magnetfeltet, men bare litt sammenlignet med rotasjonen til selve planeten. Det nåværende estimatet av Saturns rotasjon, basert på forskjellige målinger fra romfartøyene Cassini, Voyager og Pioneer, er 10 timer 32 minutter og 35 sekunder per september 2007.

Cassinis grunnleggende egenskaper ved planeten tyder på at solvinden er den mest sannsynlige årsaken til forskjellen i dataene. Forskjeller i målinger av magnetfeltets rotasjon forekommer hver 25. dag, noe som tilsvarer solens rotasjonsperiode. Hastigheten på solvinden er også i stadig endring, noe som må tas i betraktning. Enceladus kan gjøre langsiktige endringer.

gravitasjon

Saturn er en gigantisk planet og har ikke en fast overflate, og det som er umulig å se er overflaten (vi ser bare det øvre skylaget) og kjenner tyngdekraften. Men la oss forestille oss at det er en betinget grense som vil tilsvare dens imaginære overflate. Hva ville være tyngdekraften på planeten hvis du kunne stå på overflaten?

Selv om Saturn har en større masse enn jorden (den nest største massen i solsystemet, etter Jupiter), er den også den "letteste" av alle planetene i solsystemet. Den faktiske tyngdekraften på ethvert punkt på dens imaginære overflate vil være 91 % av den på jorden. Med andre ord, hvis vekten din viser at du veier 100 kg på jorden (oh, gru!), på "overflaten" til Saturn ville du veie 92 kg (litt bedre, men likevel).

Til sammenligning, på "overflaten" til Jupiter, er tyngdekraften 2,5 ganger større enn jordens. På Mars, bare 1/3, og på månen 1/6.

Hva gjør tyngdekraften så svak? Den gigantiske planeten består hovedsakelig av hydrogen og helium, som han akkumulerte helt i begynnelsen av dannelsen av solsystemet. Disse elementene ble dannet i begynnelsen av universet som et resultat av Big Bang. Alt på grunn av det faktum at planeten har ekstremt lav tetthet.

planetens temperatur

Voyager 2 bilde

Det øverste laget av atmosfæren, som ligger på grensen til rommet, har en temperatur på -150 C. Men når du dykker ned i atmosfæren, stiger trykket og følgelig stiger temperaturen. I kjernen av planeten kan temperaturen nå 11 700 C. Men hvor gjør dette varme? Det dannes pga stor mengde hydrogen og helium, som når det synker ned i planetens tarm, trekker seg sammen og varmer opp kjernen.

Takket være gravitasjonssammentrekning genererer planeten faktisk varme, og frigjør 2,5 ganger mer energi enn den mottar fra solen.

I bunnen av skylaget, som består av vannis, er gjennomsnittstemperaturen -23 grader Celsius. Over dette islaget er ammoniumhydrosulfid, med en gjennomsnittstemperatur på -93 C. Over det er skyer av ammoniakk-is som farger atmosfæren oransje og gul.

Hvordan ser Saturn ut og hvilken farge har den

Selv om man ser gjennom et lite teleskop, er fargen på planeten synlig som en blekgul med hint av oransje. Med kraftigere teleskoper som Hubble eller NASAs Cassini-romfartøy kan du se tynne lag av skyer og stormer som er en blanding av hvitt og oransje. Men hva gir Saturn sin farge?

I likhet med Jupiter består planeten nesten utelukkende av hydrogen, med en liten mengde helium, samt mindre mengder av andre forbindelser som ammoniakk, vanndamp og forskjellige enkle hydrokarboner.

Bare det øvre laget av skyer, som hovedsakelig består av ammoniakkkrystaller, er ansvarlig for fargen på planeten, og det nedre nivået av skyer er enten ammoniumhydrosulfid eller vann.

Saturn har en stripete atmosfære som ligner på Jupiter, men stripene er mye svakere og bredere nær ekvator. Den har heller ikke langvarige stormer – ingenting som den store røde flekken – som ofte oppstår når Jupiter nærmer seg sommersolverv på den nordlige halvkule.

Noen av bildene levert av Cassini ser blå ut, lik Uranus. Men det er sannsynligvis fordi vi ser lysspredning fra Cassinis synspunkt.

Sammensatt

Saturn på nattehimmelen

Ringer rundt om på planeten har fanget fantasien til mennesker i hundrevis av år. Det var også naturlig å ville vite hva planeten var laget av. Gjennom ulike metoder har forskere lært det kjemisk oppbygning Saturn er 96% hydrogen, 3% helium og 1% forskjellige grunnstoffer som inkluderer metan, ammoniakk, etan, hydrogen og deuterium. Noen av disse gassene kan finnes i atmosfæren, i flytende og smeltet tilstand.

Tilstanden til gasser endres med økende trykk og temperatur. På toppen av skyene vil du møte ammoniakkkrystaller, i bunnen av skyene med ammoniumhydrosulfid og/eller vann. Under skyene øker atmosfærisk trykk, noe som fører til en økning i temperaturen og hydrogenet går over i en flytende tilstand. Etter hvert som vi beveger oss dypere inn i planeten, fortsetter trykk og temperatur å øke. Som et resultat, i kjernen, blir hydrogen metallisk, og går over i denne spesielle aggregeringstilstanden. Planeten antas å ha en løs kjerne, som i tillegg til hydrogen består av bergarter og noen metaller.

Moderne romutforskning har ført til mange funn i Saturn-systemet. Forskning begynte med forbiflyvningen til Pioneer 11-romfartøyet i 1979. Dette oppdraget oppdaget F-ringen. Voyager 1 fløy forbi året etter, og sendte overflatedetaljer om noen av satellittene tilbake til jorden. Han beviste også at atmosfæren på Titan ikke er gjennomsiktig for synlig lys. I 1981 besøkte Voyager 2 Saturn og oppdaget endringer i atmosfæren, og bekreftet også tilstedeværelsen av Maxwell- og Keeler-gapene som Voyager 1 først så.

Etter Voyager 2 ankom romsonden Cassini-Huygens i systemet, som gikk i bane rundt planeten i 2004, kan du lese mer om oppdraget i denne artikkelen.

Stråling

Da NASAs Cassini-lander først ankom planeten, oppdaget den tordenvær og strålingsbelter rundt planeten. Han fant til og med et nytt strålingsbelte plassert inne i planetens ring. Det nye strålingsbeltet ligger 139 000 km fra sentrum av Saturn og strekker seg opp til 362 000 km.

Nordlys på Saturn

Video som viser nord, laget av bilder fra Hubble-romteleskopet og romfartøyet Cassini.

På grunn av tilstedeværelsen av et magnetfelt, fanges de ladede partiklene til solen opp av magnetosfæren og danner strålingsbelter. Disse ladede partiklene beveger seg langs linjene til det magnetiske kraftfeltet og kolliderer med planetens atmosfære. Mekanismen for forekomsten av nordlys er lik jordens, men på grunn av atmosfærens forskjellige sammensetning er nordlyset på kjempen lilla, i motsetning til de grønne på jorden.

Saturns nordlys sett av Hubble-teleskopet

Aurora Gallery

nærmeste naboer

Hvilken planet er nærmest Saturn? Det avhenger av hvor i banen den er for øyeblikket, samt posisjonen til andre planeter.

For det meste av banen er den nærmeste planeten . Når Saturn og Jupiter er i minimumsavstand fra hverandre, er de bare 655 000 000 km fra hverandre.

Når de er plassert på motsatte sider av hverandre, kommer planetene Saturn og noen ganger veldig nær hverandre og i dette øyeblikk er de atskilt med 1,43 milliarder km fra hverandre.

Generell informasjon

Følgende planetfakta er basert på NASAs planetariske bulletiner.

Vekt - 568,46 x 10 * 24 kg

Volum: 82 713 x 10*10 km3

Gjennomsnittlig radius: 58232 km

Gjennomsnittlig diameter: 116 464 km

Tetthet: 0,687 g/cm3

Første rømningshastighet: 35,5 km/s

Fritt fallakselerasjon: 10,44 m/s2

Naturlige satellitter: 62

Avstand fra solen (hovedaksen i banen): 1,43353 milliarder km

Omløpstid: 10 759,22 dager

Perihel: 1,35255 milliarder km

Aphelion: 1,5145 milliarder km

Banehastighet: 9,69 km/s

Orbital helning: 2.485 grader

Baneksentrisitet: 0,0565

Siderisk rotasjonsperiode: 10,656 timer

Rotasjonsperiode rundt aksen: 10,656 timer

Aksial tilt: 26,73°

Hvem oppdaget: det har vært kjent siden forhistorisk tid

Minste avstand fra jorden: 1,1955 milliarder km

Maksimal avstand fra jorden: 1,6585 milliarder km

Maksimal tilsynelatende diameter fra jorden: 20,1 buesekunder

Minste tilsynelatende diameter fra jorden: 14,5 buesekunder

Tilsynelatende briljans (maksimum): 0,43 størrelser

Historie

Rombilde tatt av Hubble-teleskopet

Planeten er godt synlig for det blotte øye, så det er vanskelig å si når planeten først ble oppdaget. Hvorfor heter planeten Saturn? Den er oppkalt etter den romerske høstguden - denne guden tilsvarer den greske guden Kronos. Det er derfor opprinnelsen til navnet er romersk.

Galileo

Saturn og ringene var et mysterium inntil Galileo først bygde sitt primitive, men fungerende teleskop og så på planeten i 1610. Galileo forsto selvfølgelig ikke hva han så og trodde ringene var store måner på hver side av planeten. Det var før Christian Huygens brukte det beste teleskopet for å se at de egentlig ikke var måner, men ringer. Huygens var også den første som oppdaget den største månen, Titan. Til tross for at planetens synlighet gjør at den kan observeres fra nesten overalt, er satellittene, som ringene, bare synlige gjennom et teleskop.

Jean Dominique Cassini

Han oppdaget et gap i ringene, senere kalt Cassini, og var den første som oppdaget 4 satellitter på planeten: Iapetus, Rhea, Tethys og Dione.

William Herschel

I 1789 oppdaget astronomen William Herschel ytterligere to måner, Mimas og Enceladus. Og i 1848 oppdaget britiske forskere en satellitt kalt Hyperion.

Før romfartøyets flytur til planeten visste vi ikke så mye om det, til tross for at du til og med kan se planeten med det blotte øye. På 70- og 80-tallet lanserte NASA romfartøyet Pioneer 11, som var det første romfartøyet som besøkte Saturn, og passerte innenfor 20 000 km fra planetens skylag. Den ble fulgt av lanseringene av Voyager 1 i 1980, og Voyager 2 i august 1981.

I juli 2004 ankom NASAs Cassini-lander i det Saturnske systemet og kompilerte de fleste Detaljert beskrivelse planeten Saturn og dens systemer. Cassini har gjort nesten 100 forbiflyvninger av Titans måne, flere forbiflyvninger av mange andre måner, og sendt oss tusenvis av bilder av planeten og dens måner. Cassini oppdaget 4 nye måner, en ny ring, og oppdaget hav av flytende hydrokarboner på Titan.

Utvidet animasjon av Cassini-flyging i Saturn-systemet

Ringer

De består av ispartikler som kretser rundt planeten. Det er flere hovedringer som er godt synlige fra jorden, og astronomer bruker spesielle betegnelser for hver av Saturns ringer. Men hvor mange ringer har planeten Saturn egentlig?

Ringer: utsikt fra Cassini

La oss prøve å svare på dette spørsmålet. Selve ringene er delt inn i følgende deler. De to tetteste delene av ringen er betegnet som A og B, de er atskilt med Cassini-gapet, etterfulgt av C-ringen. Etter de 3 hovedringene er det mindre, støvete ringer: D, G, E, og også F-ring, som er den ytterste . Så hvor mange hovedringer? Det stemmer - 8!

Disse tre hovedringene og 5 støvringene utgjør hoveddelen. Men det er flere ringer, som Janus, Meton, Pallene, samt buene til Anf-ringen.

Det er også mindre ringer, og hull i forskjellige ringer som er vanskelige å telle (for eksempel Encke-gapet, Huygens-gapet, Dawes-gapet og mange andre). Videre observasjon ringer vil tillate deg å avklare deres parametere og mengde.

Ringer som forsvinner

På grunn av helningen til planetens bane blir ringene kant-på synlige hvert 14.-15. år, og på grunn av at de er veldig tynne, forsvinner de faktisk fra synsfeltet til jordobservatører. I 1612 la Galileo merke til at satellittene han oppdaget hadde forsvunnet et sted. Situasjonen var så merkelig at Galileo til og med forlot observasjoner av planeten (mest sannsynlig som et resultat av håpets kollaps!). Han hadde oppdaget ringene (og trodde dem for satellitter) to år tidligere og ble umiddelbart fascinert av dem.

Ringeparametere

Planeten blir noen ganger referert til som "solsystemets perle" fordi ringsystemet ser ut som en krone. Disse ringene består av støv, stein og is. Det er derfor ringene ikke går i stykker, fordi. den er ikke hel, men består av milliarder av partikler. Noe av materialet i ringsystemet er på størrelse med sandkorn, og noen gjenstander er større enn høye bygninger, og når en kilometer på tvers. Hva er ringene laget av? Mest ispartikler, selv om det også er støvringer. Det slående er at hver ring roterer med en annen hastighet i forhold til planeten. Den gjennomsnittlige tettheten til planetens ringer er så lav at stjerner kan sees gjennom dem.

Saturn er ikke den eneste planeten med et ringsystem. Alle gassgiganter har ringer. Ringene til Saturn skiller seg ut fordi de er de største og lyseste. Ringene er omtrent en kilometer tykke og spenner opptil 482 000 km fra planetens sentrum.

Saturns ringer er navngitt i alfabetisk rekkefølge i henhold til rekkefølgen de ble oppdaget i. Dette gjør ringene litt forvirrende, og viser dem ute av drift fra planeten. Nedenfor er en liste over hovedringene og hullene mellom dem, samt avstanden fra midten av planeten og deres bredde.

Lydene av ringene

I denne fantastiske videoen hører du lydene fra planeten Saturn, som er radioutslippet fra planeten oversatt til lyd. Kilometer-rekkevidde radioutslipp genereres sammen med nordlys på planeten.

Cassini Plasma Spectrometer gjorde høyoppløselige målinger som gjorde det mulig for forskere å konvertere radiobølger til lyd ved å skifte frekvens.

Fremveksten av ringer

Hvordan så ringene ut? Det enkleste svaret på hvorfor planeten har ringer og hva de er laget av, er at planeten har samlet mye støv og is i ulike avstander fra seg selv. Disse elementene har mest sannsynlig blitt fanget av tyngdekraften. Selv om noen tror at de ble dannet som et resultat av ødeleggelsen av en liten satellitt som kom for nær planeten og falt inn i Roche-grensen, som et resultat av at den ble revet i stykker av planeten selv.

Noen forskere antyder at alt materialet i ringene er et produkt av satellittkollisjoner med asteroider eller kometer. Etter kollisjonen klarte restene av asteroidene å unnslippe planetens gravitasjonskraft og dannet ringer.

Uansett hvilken av disse versjonene som er riktig, er ringene ganske imponerende. Faktisk er Saturn ringenes herre. Etter å ha utforsket ringene, er det nødvendig å studere ringsystemene til andre planeter: Neptun, Uranus og Jupiter. Hvert av disse systemene er svakere, men likevel interessant på sin egen måte.

Galleri med bilder av ringer

Livet på Saturn

Det er vanskelig å forestille seg en mindre gjestfri planet for livet enn Saturn. Planeten består nesten utelukkende av hydrogen og helium, med spormengder vannis i det nedre skylaget. Temperaturen på toppen av skyene kan falle til -150 C.

Når du går ned i atmosfæren, vil trykket og temperaturen øke. Hvis temperaturen er varm nok til å forhindre at vannet fryser, er trykket i atmosfæren på dette nivået det samme som noen få kilometer under jordens hav.

Livet på planetens satellitter

For å finne liv tilbyr forskerne å se på planetens satellitter. De består av en betydelig mengde vannis, og deres gravitasjonsinteraksjon med Saturn holder sannsynligvis interiøret deres varmt. Månen Enceladus er kjent for å ha geysirer av vann på overflaten som bryter ut nesten kontinuerlig. Det er mulig at den har enorme reserver av varmt vann under isskorpen (nesten som Europa).

En annen måne, Titan, har innsjøer og hav av flytende hydrokarboner og antas å være et sted med potensial til å skape liv. Astronomer mener at Titan i sammensetning er veldig lik Jorden i sin tidlige historie. Etter at solen blir til en rød dverg (om 4-5 milliarder år), vil temperaturen på satellitten bli gunstig for opprinnelsen og vedlikeholdet av liv, og en stor mengde hydrokarboner, inkludert komplekse, vil være den primære "buljongen" ".

posisjon på himmelen

Saturn og dens seks måner, amatørbilde

Saturn er synlig på himmelen som en ganske lys stjerne. De nåværende koordinatene til planeten spesifiseres best i spesialiserte planetariumprogrammer, som Stellarium, og hendelser knyttet til dens dekning eller passasje over en bestemt region, samt alt om planeten Saturn, kan ses i artikkelen 100 astronomiske hendelser av året. Konfrontasjonen med planeten gir alltid en sjanse til å se på den i maksimal detalj.

Kommende konfrontasjoner

Å kjenne planetens efemerider og dens størrelse, er ikke vanskelig å finne Saturn på stjernehimmelen. Men hvis du har liten erfaring, kan søket etter det bli forsinket, så vi anbefaler å bruke amatørteleskoper med Go-To-feste. Bruk et teleskop med Go-To-feste, og du trenger ikke å vite koordinatene til planeten og hvor den kan sees akkurat nå.

Fly til planeten

Hvor lang tid vil romreisen til Saturn ta? Avhengig av hvilken rute du velger, kan flyturen ta ulik tid.

For eksempel: Det tok Pioneer 11 seks og et halvt år å nå planeten. Voyager 1 tok tre år og to måneder, Voyager 2 tok fire år, og Cassini-romfartøyet tok seks år og ni måneder! Romfartøyet New Horizons brukte Saturn som et gravitasjonsspringbrett på vei til Pluto og ankom to år og fire måneder etter oppskytingen. Hvorfor så stor forskjell i flytider?

Den første faktoren som bestemmer flytiden

La oss vurdere om romfartøyet skytes opp direkte til Saturn, eller bruker det andre himmellegemer underveis som sprettert?

Den andre faktoren som bestemmer flytiden

Dette er en type romfartøysmotor, og den tredje faktoren er om vi skal fly forbi planeten eller gå inn i dens bane.

Med disse faktorene i tankene, la oss se på oppdragene nevnt ovenfor. Pioneer 11 og Cassini brukte gravitasjonspåvirkningen fra andre planeter før de dro mot Saturn. Disse forbiflyvningene av andre kropper la år til en allerede lang tur. Voyager 1 og 2 brukte bare Jupiter på vei til Saturn og ankom mye raskere. New Horizons-skipet hadde flere distinkte fordeler fremfor alle andre sonder. De to hovedfordelene er at den har den raskeste og mest avanserte motoren og ble lansert på en kort bane til Saturn på vei til Pluto.

Forskningsstadier

Panoramabilde av Saturn tatt 19. juli 2013 av romfartøyet Cassini. I den utladede ringen til venstre er den hvite prikken Enceladus. Bakken er synlig under og til høyre for midten av bildet.

I 1979 nådde det første romfartøyet den gigantiske planeten.

Pioneer-11

Pioneer 11 ble opprettet i 1973 og fløy forbi Jupiter og brukte planetens tyngdekraft til å endre banen og sette kursen mot Saturn. Han ankom 1. september 1979 og passerte 22 000 km over planetens skylag. For første gang i historien utførte han nærstudier av Saturn og overførte nærbilder av planeten, og oppdaget en tidligere ukjent ring.

Voyager 1

NASAs Voyager 1-sonde var det neste romfartøyet som besøkte planeten 12. november 1980. Han fløy 124 000 km fra planetens skylag, og sendte en strøm av virkelig uvurderlige fotografier til jorden. De bestemte seg for å sende Voyager 1 for å fly rundt satellitten til Titan, og sende tvillingbroren Voyager 2 til andre gigantiske planeter. Som et resultat viste det seg at selv om apparatet overførte mye vitenskapelig informasjon, så det ikke overflaten til Titan, siden det er ugjennomsiktig for synlig lys. Derfor ble skipet faktisk ofret til fordel for den største satellitten, som forskerne hadde store forhåpninger til, men til slutt så de en oransje ball, uten noen detaljer.

Voyager 2

Kort tid etter Voyager 1-forbi fløy Voyager 2 inn i Saturn-systemet og gjennomførte et nesten identisk program. Den nådde planeten 26. august 1981. I tillegg til å gå i bane rundt planeten i en avstand på 100 800 km, fløy han nær Enceladus, Tethys, Hyperion, Iapetus, Phoebe og en rekke andre måner. Voyager 2, etter å ha mottatt en gravitasjonsakselerasjon fra planeten, satte kursen mot Uranus (vellykket forbiflyvning i 1986) og Neptun (vellykket forbiflyvning i 1989), hvoretter den fortsatte reisen til solsystemets grenser.

Cassini-Huygens

Utsikt over Saturn fra Cassini

NASAs Cassini-Huygens-sonde, som ankom planeten i 2004, var i stand til å virkelig studere planeten fra en permanent bane. Som en del av sitt oppdrag leverte romfartøyet Huygens-sonden til overflaten av Titan.

TOP 10 bilder av Cassini

Cassini har nå fullført sitt hovedoppdrag og har fortsatt å studere systemet til Saturn og dets måner i mange år nå. Blant hans funn er det verdt å merke seg oppdagelsen av geysirer på Enceladus, hav og innsjøer av hydrokarboner på Titan, nye ringer og satellitter, samt data og fotografier fra overflaten til Titan. Forskere planlegger å avslutte Cassini-oppdraget i 2017 på grunn av kutt i NASAs budsjett for planetarisk utforskning.

Fremtidige oppdrag

Det neste Titan Saturn System Mission (TSSM) bør ikke forventes før i 2020, men mye senere. Ved å bruke gravitasjonsmanøvrer nær Jorden og Venus, vil denne enheten kunne nå Saturn omtrent i 2029.

Det er sett for seg en fireårig flyplan, der det er bevilget 2 år til studiet av selve planeten, 2 måneder til studiet av overflaten til Titan, der landeren skal være involvert, og 20 måneder til å studere satellitten fra kl. bane. Russland kan også ta del i dette virkelig storslåtte prosjektet. Det fremtidige engasjementet til det føderale byrået Roscosmos er allerede under diskusjon. Selv om dette oppdraget langt fra er realisert, har vi fortsatt muligheten til å glede oss over de fantastiske bildene av Cassini, som han overfører regelmessig og som alle har tilgang til bare noen få dager etter overføringen til jorden. Lykke til med å utforske Saturn!

Svar på de vanligste spørsmålene

1. Hvem ble planeten Saturn oppkalt etter? Til ære for den romerske fruktbarhetsguden.
2. Når ble Saturn oppdaget? Det har vært kjent siden antikken, og det er umulig å fastslå hvem som var den første til å fastslå at dette er en planet.
3. Hvor langt er Saturn fra solen? Gjennomsnittlig avstand fra solen er 1,43 milliarder km, eller 9,58 AU.
4. Hvordan finne det på himmelen? Det er best å bruke søkekart og spesialisert programvare, for eksempel Stellarium.
5. Hva er koordinatene til nettstedet? Siden dette er en planet, endres koordinatene, og du kan finne ut Saturns efemerider på spesialiserte astronomiske ressurser.

Saturn, hvis den telles etter avstand fra solen, er den sjette planeten, og hvis den største, så den andre. Dette er en gassgigant, hvis masse overstiger massen med 95 ganger. Den har den laveste tettheten av alle planetene og enda mindre enn vann. Planeten Saturn er kanskje en av de vakreste og mest mystiske. Utseendet hennes er slående og forlokkende. Fairy ringer skaper en følelse av noe uvanlig, takket være dem kan det ikke forveksles med en annen planet, det er unikt.

Hva betyr navnet Saturn? Det er kjent at det kommer fra navnet til Gud Kronos, som befalte de mektige titanene i gresk mytologi. Planeten har fått navnet sitt på grunn av sin gigantiske størrelse og uvanlige utseende.

Planetparametere

Atmosfære

Sterke vinder raser i Saturns atmosfære. Hastigheten deres er så høy at den er omtrent 500 km/t, og noen ganger når den 1500 km/t. Enig, et ganske ubehagelig fenomen, men fra jorden (når de sees gjennom et teleskop) ser de veldig vakre ut. Ekte sykloner raser på planeten, hvorav den største er Great White Oval. Han fikk dette navnet for utseende, og er en kraftig antisyklon som systematisk dukker opp på overflaten omtrent en gang hvert tretti år. Dens dimensjoner er ganske enkelt gigantiske, og er omtrent 17 tusen kilometer.

Planetens atmosfære består hovedsakelig av hydrogen og helium, med ganske mye nitrogen. Ammoniakkskyer observeres i de øvre lagene.

Det er også formasjoner som flekker. Riktignok er de ikke så merkbare som for eksempel Jupiter, men likevel er noen ganske store og når omtrent 11 tusen km. Jeg mener, ganske imponerende. Det er også lyse flekker, de er mye mindre, bare omtrent 3 tusen km, så vel som brune, hvis størrelse er 10 tusen km.

Det er også striper, som, som forskere foreslår, dukket opp fra temperaturforskjellen. Det er ganske mange av dem og det er i sentrum av båndene de kraftigste vindene blåser.
Det er veldig kaldt i den øvre atmosfæren. Temperaturen svinger fra -180 °С til -150 °С. Selv om det er en forferdelig kulde, men hvis det ikke var noen kjerne inne i planeten som varmer og gir varme, ville temperaturen i atmosfæren vært merkbart lavere, fordi solen er langt unna.

Flate

Saturn har ikke en fast overflate, og det vi ser er bare toppen av skyene. Det øverste laget deres er laget av frossen ammoniakk, og det nederste laget er laget av ammonium. Jo nærmere planeten, jo tettere og varmere er hydrogenatmosfæren.

Den indre strukturen er veldig lik den til Jupiter.Forskere antyder at det i midten av planeten er en stor silikat-metallkjerne. Altså på en dybde på rundt 30 000 km. temperaturen er 10 000 °C, og trykket er omtrent 3 millioner atmosfærer. I selve kjernen er trykket enda høyere, det samme er temperaturen. Det er varmekilden som varmer opp hele planeten. Saturn avgir mer varme enn den mottar fra.

Kjernen er omgitt av hydrogen, som er i metallisk tilstand, og over den, nærmere overflaten, er det et lag med flytende molekylært hydrogen, som går inn i gassfasen ved siden av atmosfæren. Det magnetiske feltet til planeten har en unik funksjon, som er sammenfallet med planetens rotasjonsakse. Saturns magnetosfære har et symmetrisk utseende, men strålingspolene er regelmessige i form og har tomrom.

Den første som så ringene var den store Galileo Galilei, og det var allerede i 1610. Senere, ved hjelp av et kraftigere teleskop, foreslo den nederlandske astronomen Huygens at Saturn har to ringer: en tynn og en flat. Faktisk er det mange flere av dem, og de består av mange isbiter, steiner, de fleste forskjellige størrelser feie bort alt i sin vei. Ringene er bare flotte. Den største av dem overstiger planetens størrelse med 200 ganger. Faktisk er dette rusk som gjenstår fra de ødelagte kometene, satellittene og annet romavfall.

Interessant nok har ringene også et navn. De er ordnet i alfabetisk rekkefølge, det vil si at denne ringen er A, B, C og så videre.

Saturn har totalt 61 måner. De har annen form men for det meste er de små. Stort sett er de isformasjoner og bare noen har urenheter av bergarter. Navnene på mange satellitter kommer fra navnene på titanene og deres etterkommere, siden selve navnet på planeten kommer fra Kronos, som befalte dem.

De største satellittene på planeten er Titan, Phoebe, Mimas, Tethys, Dione, Rhea, Hyperion og Iapetus. De, bortsett fra Phoebe, roterer synkront og vender konstant mot den ene siden i forhold til Saturn. Mange forskere antyder at Titan i sin struktur og noen andre parametere er veldig lik den unge jorden (som den var for 4,6 milliarder år siden).

Her er forholdene gunstigere, og kanskje er det de enkleste mikroorganismene. Men så langt er det ikke mulig å bekrefte dette.

Reise til Saturn

Hvis vi nå dro til denne fantastiske planeten, ville vi se et fortryllende bilde. Se for deg en gigantisk Saturn, rundt hvilken tallrike rester av planeter, biter av kometer og is kretser i stor hastighet, fordi det er akkurat dette beltet er - en ring som ser så vakker ut fra jorden. Faktisk er det ikke så romantisk. Og skyer svever over planeten og dekker hele overflaten tett. Noen steder raser det ville vinder som suser med en enorm hastighet som er høyere enn lydhastigheten på jorden.

Fra tid til annen er det lyn her, noe som betyr at vi kan falle under deres innflytelse, desto farligere fordi det ikke er noe sted å gjemme seg. Generelt er Saturn et ganske farlig sted for en person å finne, uansett hvor pålitelig han er beskyttet. Du kan bli blåst bort av en orkan eller truffet av lynet, desto mer, ikke glem at dette er en gassformig planet, med alle de påfølgende konsekvenser.

• Saturn er den mest utladede planeten i. Tettheten er mindre enn tettheten til vann. Og rotasjonen til planeten er så stor at den blir flatet ut mot polene.
• Saturn har et fenomen som kalles Giant Hexagon. Ingen andre planeter i solsystemet har dette. Hva det er? Dette er en ganske stabil formasjon, som er en vanlig sekskant som omgir planetens nordpol. Dette atmosfæriske fenomenet kan fortsatt ingen forklare. Det antas at dette er hodedelen av virvelen, hvis hovedmasse ligger i dypet av hydrogenatmosfæren. Dens dimensjoner er enorme og utgjør 25 tusen kilometer.
• Hvis solen var i form av en dør, ville planeten Jorden vært på størrelse med en mynt sammenlignet med den, og Saturn ville vært som en basketball. Dette er deres størrelser i sammenligning.
• Saturn er en gigantisk gassplanet uten fast overflate. Det vil si at det vi kan se ikke er solid, men bare skyer.
• Gjennomsnittlig radius til planeten er 58,232 km. Men til tross for en så stor størrelse, roterer den ganske raskt.
• På Saturn varer et døgn i 10,7 timer, som er tiden det tar planeten å fullføre én omdreining rundt sin akse. Lengden på et år er 29,5 jordår.
• Solvinden, som krasjer inn i atmosfæren til Saturn, skaper en slags "lyder". Hvis du oversetter dem til området som er hørbart for en person lydbølger, får du en skummel melodi:

De som fløy til Saturn

Det aller første romfartøyet som nådde Saturn ville ha vært Pioneer 11, og denne hendelsen skjedde i 1979. Han landet ikke på selve planeten, men fløy bare relativt nærme, i en avstand på 22 000 km. Det ble tatt bilder som åpnet lyset for astronomer på noen spørsmål til romgiganten. Litt senere klarte Cassini å sende en sonde til satellitten hans - Titan. Han landet vellykket og tok mer detaljerte bilder av både Saturn selv og Titan. Og i 2009 ble et helt hav av is oppdaget under den iskalde overflaten til Enceladus.

Nylig har astronomer oppdaget en ny type nordlys i planetens atmosfære, som danner en ring rundt en av polene.

Planeten er fortsatt full av mange hemmeligheter og mysterier som astronomer og forskere vil måtte avdekke i fremtiden.

En av de vakreste astronomiske objektene å observere er utvilsomt planeten med ringer - Saturn. Det er vanskelig å være uenig i dette utsagnet hvis det i det minste en gang var mulig å se på den ringmerkede kjempen gjennom teleskoplinsen. Imidlertid er dette objektet for solsystemet interessant ikke bare fra et estetisk synspunkt.

Hvorfor har den sjette planeten fra solen et ringsystem, og hvorfor fikk hun en så lys egenskap? Astrofysikere og astronomer prøver fortsatt å svare på disse og mange spørsmål.

Kort beskrivelse av planeten Saturn

Som andre gassgiganter i vårt nære rom, er Saturn av interesse for det vitenskapelige samfunnet. Avstanden fra jorden til den varierer i området 1,20-1,66 milliarder kilometer. For å overvinne denne enorme og lange banen, vil romfartøyer som lanseres fra planeten vår trenge litt mer enn to år. Den nyeste automatiske sonden "New Horizons" nådde den sjette planeten i to år og fire måneder. I dette tilfellet bør det huskes at bevegelsen til planeten rundt solen ligner jordens banebevegelse. Saturns bane er med andre ord en perfekt ellipse. Den har den tredje største eksentrisiteten i bane, etter Merkur og Mars. Avstanden fra Solen ved perihel er 1 353 572 956 km, mens ved aphelion beveger gasskjempen seg litt bort, og er i en avstand på 1 513 325 783 km.

Selv i en så betydelig avstand fra den sentrale stjernen oppfører den sjette planeten seg ganske raskt, og roterer rundt sin egen akse med en enorm hastighet på 9,69 km / s. Saturns rotasjonsperiode er 10 timer og 39 minutter. I følge denne indikatoren er den nest etter Jupiter. En så høy rotasjonshastighet får planeten til å se flat ut fra polene. Visuelt ligner Saturn på en snurrevad, som snurrer i en svimlende hastighet, suser gjennom verdensrommet med en hastighet på 9,89 km/s, og gjør en full omdreining rundt solen på nesten 30 jordår. Siden det øyeblikket Saturn ble oppdaget av Galileo i 1610, har himmellegemet bare 13 ganger snudd rundt hovedstjernen i solsystemet.

Planeten ser ut på nattehimmelen som et ganske lyst punkt, hvis tilsynelatende størrelse varierer i området fra +1,47 til -0,24. Spesielt synlig er ringene til Saturn, som har en høy albedo.

Plasseringen av Saturn i verdensrommet er også nysgjerrig. Rotasjonsaksen til denne planeten har nesten samme helning til ekliptikkens akse som jordens. I denne forbindelse har gassgiganten årstider.

Saturn er ikke den største planeten i solsystemet, men bare den nest største himmelobjektet i vårt nærmeste rom etter Jupiter. Gjennomsnittlig radius på planeten er 58,232 km, mot 69 911 km. ved Jupiter. I dette tilfellet er planetens polare diameter mindre enn ekvatorialverdien. Massen til planeten er 5,6846 10²⁶ kg, som er 96 ganger jordens masse.

De nærmeste planetene til Saturn er brødrene i planetgruppen - Jupiter og Uranus. Førstnevnte refererer til gassgigantene, mens Uranus er klassifisert som en iskjempe. De to gassgigantene Jupiter og Saturn er preget av en enorm masse kombinert med lav tetthet. Dette skyldes det faktum at begge planetene er gigantiske sfæriske klumper av flytende gass. Tettheten til Saturn er 0,687 g / cm³, og gir i denne indikatoren for alle planetene i solsystemet.

Til sammenligning er tettheten til de terrestriske planetene Mars, Jorden, Venus og Merkur henholdsvis 3,94 g/cm³, 5,515 g/cm³, 5,25 g/cm³ og 5,42 g/cm³.

Beskrivelse og sammensetning av atmosfæren til Saturn

Planetens overflate er et betinget konsept, den sjette planeten har ikke jordens himmelhvelving. Det er sannsynlig at overflaten er bunnen av hydrogen-heliumhavet, hvor under påvirkning av monstrøst trykk gassblanding endres til en halvflytende og flytende tilstand. Til dags dato er det ingen tekniske midler for å utforske overflaten av planeten, så alle antakelser om strukturen til gassgiganten ser rent teoretisk ut. Studieobjektet er atmosfæren til Saturn, som omslutter planeten i et tett teppe.

Planetens luftkappe består hovedsakelig av hydrogen. Det er hydrogen og helium som er de kjemiske grunnstoffene som atmosfæren er i konstant bevegelse på grunn av. Dette er bevist av store skyformasjoner bestående av ammoniakk. På grunn av det faktum at de minste partiklene av svovel er tilstede i sammensetningen av luft-gassblandingen, har Saturn en oransje farge fra siden. Den overskyede sonen begynner ved den nedre grensen av troposfæren, i en høyde av 100 km. fra planetens imaginære overflate. Temperaturen i dette området varierer i området 200-250⁰ Celsius under null.

Mer nøyaktige data om sammensetningen av atmosfæren er som følger:

• hydrogen 96%;
• helium 3%;
• metan er bare 0,4 %;
• ammoniakk utgjør 0,01%;
• molekylært hydrogen 0,01%;
• 0,0007 % er etan.

Når det gjelder dens tetthet og massivitet, ser uklarhet på Saturn kraftigere ut enn på Jupiter. I den nedre delen av atmosfæren er hovedkomponentene i Saturnske skyer ammoniumhydrosulfitt eller vann, i forskjellige variasjoner. Tilstedeværelsen av vanndamp i de nedre delene av Saturns atmosfære, i høyder mindre enn 100 km, tillater også en temperatur som i dette området er innenfor absolutt null. Atmosfærisk trykk i de nedre delene av atmosfæren er 140 kPa. Når du nærmer deg overflaten til et himmellegeme, begynner temperaturen og trykket å stige. Gassformige forbindelser omdannes og danner nye former. på grunn av høytrykk hydrogen inntar en halvflytende tilstand. Omtrent gjennomsnittstemperaturen på overflaten av hydrogen-heliumhavet er 143K.

Denne tilstanden til luft-gass-skallet var grunnen til at Saturn er den eneste planeten i solsystemet som avgir mer varme til det omkringliggende ytre rom enn den mottar fra vår sol.

Saturn, som er i en avstand på halvannen milliard kilometer fra solen, mottar 100 ganger mindre solvarme enn jorden.

Saturns komfyr forklares med driften av Kelvin-Helmholtz-mekanismen. Når temperaturen synker, synker også trykket i lagene av planetens atmosfære. Himmellegemet begynner ufrivillig å trekke seg sammen, og konverterer den potensielle kompresjonsenergien til varme. En annen antakelse som forklarer den intense frigjøringen av varme fra Saturn er kjemisk reaksjon. Som et resultat av konveksjon i lagene i atmosfæren kondenserer heliummolekyler i hydrogenlag, ledsaget av varmefrigjøring.

Tette skymasser, temperaturforskjeller i lagene i atmosfæren, bidrar til at Saturn er et av de mest vindfulle områdene i solsystemet. Stormer og orkaner her er en størrelsesorden sterkere og kraftigere enn på Jupiter. Hastigheten på luftstrømmen når i noen tilfeller hele 1800 km/t. Dessuten dannes Saturniske stormer raskt. Opprinnelsen til en orkan på planetens overflate kan observeres visuelt ved å observere Saturn gjennom et teleskop i flere timer. Etter den raske fødselen begynner imidlertid en lang periode med vold av det kosmiske elementet.

Planetens struktur og beskrivelsen av kjernen

Med økende temperatur og trykk forvandles hydrogen gradvis til flytende tilstand. Omtrent på en dybde på 20-30 tusen km er trykket 300 GPa. Under slike forhold begynner hydrogen å metallisere. Når vi går dypere inn i planetens tarm, begynner andelen forbindelser av oksider med hydrogen å øke. Metallisk hydrogen utgjør det ytre skallet av kjernen. Denne tilstanden av hydrogen bidrar til fremveksten av elektriske strømmer med høy intensitet, og danner et sterkt magnetfelt.

I motsetning til de ytre lagene av Saturn, er den indre delen av kjernen en massiv formasjon med en diameter på 25 tusen kilometer, bestående av forbindelser av silisium og metaller. Antagelig når temperaturen i dette området 11 tusen grader Celsius. Massen til kjernen varierer i området 9-22 masser av planeten vår.

Saturns satellittsystem og ringer

Saturn har 62 måner, og de fleste av dem har en solid overflate og har til og med sin egen atmosfære. Av deres størrelse kan noen av dem kreve tittelen planeten. Hva er dimensjonene til Titan alene, som er en av de største satellittene i solsystemet og større enn planeten Merkur. Dette himmellegemet som roterer rundt Saturn har en diameter på 5150 km. Satellitten har sin egen atmosfære, som i sin sammensetning minner sterkt om luftskallet til planeten vår tidlig stadie formasjoner.

Forskere mener at Saturn har det mest utviklede systemet av satellitter i hele solsystemet. I følge informasjon mottatt fra den automatiske interplanetære stasjonen Cassini, er Saturn kanskje det eneste stedet i solsystemet hvor flytende vann kan eksistere på satellittene. Til dags dato har bare noen av satellittene til den ringmerkede kjempen blitt utforsket, men selv den informasjonen som er tilgjengelig gir all grunn til å vurdere denne fjerneste delen av det nære rommet som egnet for eksistensen av visse livsformer. I denne forbindelse er den femte satellitten, Enceladus, av stor interesse for astrofysikere.

Hoveddekorasjonen til planeten er selvfølgelig dens ringer. Det er vanlig å skille fire hovedringer i systemet, som har de tilsvarende navnene A, B, C og D. Bredden på den største ringen B er 25 500 km. Ringene er adskilt av hull, blant hvilke den største er Cassini-divisjonen, som avgrenser ringene A og B. I deres sammensetning er Saturn-ringene ansamlinger av små og store partikler av vannis. På grunn av isstrukturen har Saturns glorier en høy albedo, og er derfor godt synlige gjennom et teleskop.

Til slutt

Fremskritt innen vitenskap og teknologi de siste 30 årene har gjort det mulig for forskere å utforske den fjerne planeten mer intensivt ved hjelp av tekniske midler. Etter den første informasjonen som ble innhentet som følge av flyvningen til det amerikanske romfartøyet «Pioneer 11», som først fløy nær gassgiganten i 1979, kom Saturn inn i.

Pioneer-oppdraget ble videreført på begynnelsen av 1980-tallet av to Voyagers, den første og den andre. Vekten i forskningen ble lagt på Saturns satellitter. I 1997, for første gang, mottok jordboere en tilstrekkelig mengde informasjon om Saturn og systemet til denne planeten takket være Cassini-Huygens-oppdraget. Flyprogrammet inkluderte landingen av Huygens-sonden på overflaten av Titan, som ble vellykket utført 14. januar 2005.