Середа, 17.01.2018, 00:30    Ви увійшли як Гість | Група "Гости"Вітаю Вас Гість | RSS
Світ астрономії 
                                                                     

Сатурн

Сатурн — шоста за віддаленістю від Сонця і друга за розмірами планета Сонячної системи. Сатурн є величезною кулею, що швидко обертається навколо своєї осі (з періодом — 10,23 години), складається переважно з рідкого водню і гелію, має товстий шар атмосфери. Сатурн обертається навколо Сонця за 29,46 років на середній відстані 1427 млн км. Екваторіальний діаметр верхньої межі хмар - 120536 км, а полярний на кілька сотень кілометрів менший. В атмосфері Сатурна міститься 94 % водню і 6 % гелію (за об'ємом). Маса у 95 разів більша за масу Землі, магнітне поле потужніше в тисячу разів. Вважається, що Сатурн має невелике ядро з силікатів і заліза, покрите льодом і глибоким шаром рідкого водню. У нього відомо більше 50 природних супутників, найбільший з яких — Титан.

На відміну від Юпітера, смуги на Сатурні доходять до дуже високих широт — 78 градусів. Гігантське овальне утворення розміром із Землю, розташоване недалеко від північного полюса, назване Великою Білою плямою, так само виявлені кілька плям меншого розміру. Через більшу, ніж на Юпітері швидкість потоків, ці ураганні вихори швидко згасають і перемішуються зі смугами. Швидкості зональних вітрів у районі екватора сягають 400—500 м/с, а на широті 30 градусів — близько 100 м/с. Невисока контрастність кольорів на видимому диску Сатурна пов'язана з тим, що через низькі температури в надхмарній атмосфері Сатурна, де пари аміаку виморожуються, утворюється щільний шар туману, що ховає структуру поясів і зон, тому на Сатурні вони не так чітко видні, як на Юпітері.

Середня відстань між Сатурном і Сонцем складає понад 1.4×109 км.(9 а.о.). Сатурну потрібно близько 29,5 Земних років щоб закінчити один оберт навколо Сонця.
Внутрішня будова Сатурна

У глибині атмосфери Сатурна ростуть тиск і температура, і водень поступово переходить у рідкий стан, однак цей перехід є поступовим. На глибині близько 30 тис. км водень стає металевим (а тиск досягає близько 3 мільйонів атмосфер). Циркуляція електроструму в металевому водні створює магнітне поле (набагато менш потужний, ніж у Юпітера). У центрі планети знаходиться масивне ядро ​​з важких матеріалів - каменю, заліза і, імовірно, льоду. Його маса складає приблизно від 9 до 22 мас Землі. Температура ядра досягає 11 700 C, а енергія, яку воно випромінює в космос, в 2,5 рази більше енергії, яку Сатурн отримує від Сонця. Значна частина цієї енергії генерується за рахунок механізму Кельвіна - Геймгольц, який полягає в тому, що коли температура планети падає, то падає і тиск в ній. В результаті вона стискається, а потенційна енергія її речовини переходить в тепло. При цьому, однак, було показано, що цей механізм не може бути єдиним джерелом енергії планети. Передбачається, що додаткова частина тепла створюється за рахунок конденсації і подальшого падіння крапель гелію через шар водню (менш щільний, ніж краплі) углиб ядра. Результатом є перехід потенційної енергії цих крапель в теплову. За оцінками, район ядра має діаметр приблизно 25 000 км.

Кільця Сатурна

Візитною карткою Сатурна є його знамениті кільця, що оперізують планету навколо екватора і складаються з безлічі крижаних часток з розмірами від часток міліметра до декількох метрів. Вісь обертання Сатурна нахилена до площини його орбіти на 26° 44',тому при його русі по орбіті кільця змінюють свою орієнтацію стосовно Землі. Коли площина кільця перетинає Землю, навіть у середні телескопи розглянути його не виходить, тому що їхня товщина складає усього кілька десятків метрів, хоча ширина кільця досягає 137 000 км. Кільця обертаються навколо Сатурна. Причому, відповідно до законів Кеплера, швидкість обертання внутрішніх частин кільця, більша ніж зовнішніх.

Існує три основних кільця, названих A, B і C. Вони помітні без особливих проблем із Землі. Є імена й у більш слабких кілець — D, E, F. При ближчому розгляді, кілець виявляється безліч. Між кільцями існують щілини, де немає часток. Та зі щілин, яку можна побачити у середній телескоп із Землі (між кільцями А и В), названа щілиною Кассіні. У ясні ночі з більш потужними телескопами можна побачити і менш помітні щілини.

Кільця є залишками тієї протопланетної хмари, що породила всі тіла Сонячної системи. На тих відстанях від планети, на яких обертається велика частина часток кільця, виникнення супутників неможливо через гравітаційний вплив самої планети, що руйнує усі більш-менш великі тіла. Частки кілець багаторазово зіштовхуються, руйнуються і злипаються знову.

Фізика планети

Потік сонячної енергії, що досягає Сатурна, в 91 разів менше, ніж біля Землі. Температура на нижній межі хмар Сатурна становить 150 К. Однак, тепловий потік від Сатурна удвічі перевищує потік енергії, яку Сатурн отримує від Сонця. Джерелом цієї внутрішньої енергії може бути, відповідно до гіпотези, енергія, що виділяється за рахунок гравітаційної диференціації речовини, коли більш важкий гелій повільно занурюється в надра планети. «Вояджери» знайшли ультрафіолетове випромінювання водню в атмосфері середніх широт і полярні сяйва на широтах вище 65 градусів. Така активність може призвести до утворення складних вуглеводневих молекул. Полярні сяйва середніх широт, що відбуваються тільки в освітлених Сонцем областях, виникають з тих же причин, що і полярні сяйва на Землі. Різниця лише в тім, що на нашій планеті це явище характерне винятково для більш високих широт.

Магнітне поле Сатурна має унікальний характер. Вісь диполя збігається з віссю обертання планети на відміну від Землі, Меркурія і Юпітера. Магнітосфера Сатурна має симетричний вид. Радіаційні пояси мають правильну форму, причому в них виявлено порожнини, де заряджені частки вимітаються супутниками чи кільцями. Поблизу кілець концентрація часток незначна. За супутниками Сатурна тягнуться хвости з нейтральних і іонізованих молекул і атомів газу, що утворюють гігантські тори на орбітах. Одним із джерел такого тора є верхня атмосфера Титана, найбільшого супутника Сатурна.

Полярне сяйво на південному полюсі планети Сатурн
Знято космічним телескопом НАСА "Хаббл"
фото infuture.ru
 
 
Гексагональний шторм Сатурна

За час своєї роботи «Кассіні» вдалося отримати по-справжньому вражаючі зображення Сатурна, але, можливо, найбільш вражаючими і одночасно унікальними є фотографії полюсів планети. Нам вдалося в деталях розглянути шестикутний потік атмосферних течій, оточуючих потужний шторм, що вирує на північному полюсі Сатурна. Згідно NASA, площа цього урагану в 50 разів більша, ніж площа середньостатистичного урагану на Землі.
Анимированное фото

Супутники Сатурна

Сатурн має, принаймні, 56 супутників (до 2000 року було відомо 18) і 12 з них — більше 100 км у діаметрі.

Орбіта внутрішніх супутників, Пан і Атлас, лежить біля зовнішнього краю кільця А. Наступний супутник, Прометей, відповідає за щілину, що примикає до внутрішнього краю кільця F. Потім — Пандора, винна в утворенні іншої границі кільця F. Вони виявлені на знімках космічних апаратів. Наступні два супутники — Епіметій і Янус — виявлені з Землі, вони поділяють загальну орбіту. Різниця у віддаленні від Сатурна складає лише 30-50 кілометрів.

Мімас незвичайний тим, що на ньому знайшли один величезний кратер, що має розмір із третину супутника. Він покритий тріщинами, що, імовірно, викликано приливними деформаціями: Мімас — найближчий до планети з великих супутників. На фото можна побачити той самий величезний метеоритний кратер, названий Гершелем. Його розмір — 130 кілометрів. Гершель заглиблений у поверхню на 10 кілометрів, з центральною гіркою, майже такий же висотою, як і Еверест

Енцелад має найбільш активну поверхню з усіх супутників у системі (за можливим виключенням Титана, чия поверхня не фотографувалася). На ньому видні сліди потоків, що зруйнували колишній рельєф, тому передбачається, що надра цього супутника можуть бути активними і сьогодні. Крім того, хоча кратери можуть бути побачені там усюди, недолік їхній у деяких областях має на увазі невеликий вік цих областей у кілька сотень мільйонів років. Це повинно означати, що частини поверхні на Енцеладі як і раніше піддані змінам. Вважається, що активність його криється у впливі приливних сил Сатурна, що розігрівають Енцелад.

Тефія знаменита своєю величезною тріщиною-розламом, довжиною 2000 км — три чверті довжини екватора супутника! Фотографії Тефії, отримані від «Вояджера 2», показали великий гладкий кратер із третину діаметра самого супутника, названий Одисеєм. Він більше, ніж Гершель на Мімасі. Про походження щілини існують кілька гіпотез, у тому числі і та, яка передбачає такий період в історії Тефії, коли вона була рідкою. При замерзанні могла утворитися щелина. Температура поверхні Тефії ?86o С.

Наступні два супутники Каліпсо і Телесто в минулому прозвані Троянськими Тефіями, за аналогією з Троянцями, астероїдами, що рухаються навколо Сонця по орбіті Юпітера. Один з них відстає, а інший випереджає Тефію на її орбіті на 60 градусів. Ці 60 градусів невипадкові. Розрахунки показують, що у випадку обертання двох тіл навколо третього, така система стійка, коли всі три тіла розташовані в кутах рівностороннього трикутника, кут якого і дорівнює 60-ти градусам. Наприклад, один з таких трикутників складають Полідевк, Діона та Єлена.

Супутник Єлена, виявлений на наземних фотографіях, також рухається на 60 градусів перед свого більшого сусіда по орбіті — Діони. На поверхні Діони видні сліди викиду світлого матеріалу у вигляді інею, безліч кратерів і звивиста долина.

  Діона. Найбільший кратер має розміри близько 100 км в поперечнику

Є ще три непідтверджених відкриття супутників. Один з них близький до орбіти Діони, другий розташовується між орбітами Тефії і Діони, і третій — між Діоною і Реєю. Усі три минулі виявлені на фотографіях «Вояджера 2», але поки ніде більше.

Рея — має стару, суцільно посипану кратерами, поверхню. На ній, як і в Діони, виділяються яскраві тонкі смуги. Ці утворення — приблизно, складаються з льоду, що заповнює розлами в корі супутників

Частково освітлені м'яким світлом, сфери; тонка смуга кільця; легкі тіні на зображенні цієї магічної області навколо гігантської планети Сатурн. Перебуваючи практично «спиною» до Сонця, Космічний Апарат Кассіні-Гюйгенс, проходячи по орбіті Сатурна, відобразив Сатурн і його супутник Рею, в фазах росту. Фотографія - це кадр з 60-кадрового фільму, який зберіг для історії шлях проходження Реї перед її гігантом. Так як Кассіні знаходився безпосередньо в площині кілець, зазвичай - гігантські, тут вони постають тонкою смужкою в центрі знімка.

 

 

 

Найчіткіші на сьогоднішній день зображення другого за величиною супутника Сатурна Реї

Рея Місяць Земля

Мімас, Енцелад, Тефія, Діона і Рея приблизно сферичні за формою і, швидше за все, складаються, по більшій частині, з водяного льоду. Енцелад відбиває майже 100 відсотків сонячного світла, що підтверджує таке припущення. Мімас, Тефія, Діона і Рея повністю покриті кратерами.

Титан, діаметр якого 5150 км, — один з найцікавіших супутників Сатурна. Вважається, що склад і процеси, що відбуваються в атмосфері цього супутника схожі з тими, що мільярди років тому можна було б знайти в Земній атмосфері. Його поверхня нерозрізнена крізь щільну атмосферу, що складається на 85 % з азоту, близько 12 % аргону і менш 3 % метану. Також спостерігається невелика кількість етану, пропану, ацетилену, етилену, водню, кисню й інших складових. Тиск біля поверхні Титана 1.6 атмосфери. Температура верхніх шарів атмосфери цього супутника близька до ?150 °C, а поверхні — 94 °C. Поверхня Титана складається з льоду з домішкою силікатних порід. Середня густина речовини, що складає супутник — 1,9 г/см?. Передбачається, що в Титана може бути океан з етану, метану й азоту глибиною до 1 км, нижче якого знаходиться шар ацетилену товщиною до 300 м. Метан на Титані, під дією світла, перетворюється в етан, ацетилен, етилен, і (у з'єднанні з азотом) у солі ціаністої кислоти. Останні — особливо цікаві молекули: це будівельні цеглинки для амінокислот. Низька температура, безумовно, гальмує утворення більш складних органічних речовин. У Титана немає магнітного поля, однак він взаємодіє з полем Сатурна, що створює за ним магнітний хвіст.

Гіперіон — ніяк не підтверджує свою внутрішню діяльність. Неправильна форма супутника викликає незвичайне явище: щораз, коли гігантський Титан і Гіперіон зближаються, Титан гравітаційними силами змінює орієнтацію Гіперіона, що по блиску супутника, що змінюється, можна відстежити з Землі. Неправильна форма Гіперіона і сліди давнього бомбардування метеоритами дозволяють назвати Гіперіон найстаршим у системі Сатурна.

 

 

 

 

 

 

 

Орбіта Япета розташована в майже 4-х мільйонах кілометрів від Сатурна. Одна сторона Япета рясно посипана кратерами, у той час як інша сторона виявляється майже гладкою. Япет відомий неоднорідно яскравою поверхнею. Супутник, подібно Місяцю з Землею, повернутий завжди однією стороною до Сатурна, так, що і по орбіті він рухається тільки однією стороною вперед, що у 10 разів темніше, ніж сторона протилежна. Є версія, що у своєму русі супутник «підмітає» пил і дрібні частки, що також обертаються навколо Сатурна. З іншого боку, може бути, ця темна речовина породжена надрами супутника.

 

 

 

Феба обертається навколо планети в напрямку, зворотному до обертання всіх інших супутників і Сатурна навколо осі. Вона має, загалом, сферичну форму і відбиває близько 6 відсотків сонячного світла. Крім Гіперіона, це єдиний супутник, не повернений до Сатурна вічно однією стороною. Усі ці особливості дуже обґрунтовано дозволяють сказати, що Феба — захоплений у гравітаційні мережі астероїд.

Кратери на поверхні супутника

 

У 2009 році було відкрито найбільше, зовнішнє кільце в Сатурна, яке називають «кільцем Феби». Сатурн з часів Галілео Галілея і Християна Гюйгенса відомий, як «планета з кільцем» і до теперішнього часу кілець було відомо 25. Саме ж велике кільце було відкрито в 2009 році космічним інфрачервоним телескопом Spitzer. Цей телескоп здатний реєструвати частинки розміром близько 10 мкм (0,01 мм) і «кільце Фебы» складається саме з частинок подібного розміру.

Пошук
Хмаринка тегів
Календар
Годинник
Сонячна система

Зоряне небо
Місяць on-line
Земля та Місяць
Магнітні бурі
Карта світу
Гості сайту
Прогноз погоди
Міні-чат
Наше опитування
Ви, відвідувач сайту:
Всього відповідей: 345
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
Конкурси
конкурс сайтов
Друзі сайту
Час життя сайту
Форма входу
Популярні програми
Радіо on-line