Сатурн

Маса Сатурна складає 95 мас Землі, тобто 5,68.1026 кг. Діаметр екватора планети майже в 9 з половиною разів більше Земної - 120420 км. Відстань від Сонця = 1427000000км (9,54 а.о.). Сатурн робить один оборот навколо Сонця за 29 з половиною років.

Кільця Сатурна видимі з Землі в невеликий телескоп. Вони складаються з тисяч і тисяч невеликих твердих частинок з каменів і льоду, які обертаються навколо планети. Існує 3 основних кільця, названих A, B і C. Вони помітні без особливих проблем із Землі. Є і більш слабкі кільця D, E, F. При найближчому розгляді, кілець виявляється безліч. Між кільцями існують щілини, де немає часток. Та з щілин, яку
можна побачити в середній телескоп із Землі (між кільцями А і В), названа щілиною Кассіні. У ясні ночі можна навіть побачити менш помітні щілини.

Сатурн має одну цікаву особливість: він - єдина планета в Сонячній системі, чия щільність менше щільності води (710 кг на кубічний метр). Якби було можливим створити величезний океан, Сатурн зміг би в ньому плавати!

Вояджери 1 і 2 відвідали Сатурн з різницею в часі в дев'ять місяців в листопаді 1980-го і в серпні 1981-го років. Дві зустрічі з Сатурном поповнили наші знання і поглибили розуміння Сатурна і його системи. Розширені спостереження з невеликої відстані дозволили отримати найякісніші зображення Сатурна і його системи. Багато що з того, що ми знаємо про Сатурні - підсумок двох досліджень Вояджеров.

будова планети

Атмосфера Сатурна - майже повністю водень і гелій. Вояджер 1 з'ясував, що близько 7 відсотків обсягу верхньої атмосфери Сатурна - гелій (в порівнянні з 11-ма відсотками в атмосфері Юпітера), в той час як майже все інше - водень. Оскільки очікується, що кількість гелію на Сатурні той же, що на Юпітері і Сонце, недолік цього елементу у верхній атмосфері може мати на увазі, що більш важкий гелій, можливо, повільно опускається до ядра Сатурна, при цьому виділяється теплова енергія; цим можна пояснити надлишкову теплоту, що випромінює Сатурн, в порівнянні з енергією, що отримується від Сонця.

Невисока контрастність кольорів на видимому диску Сатурна могла б бути результатом більш сильного змішування газів в напрямку, перпендикулярному екватора, чого не відбувається в атмосфері Юпітера, на якому смуги хмар помітні навіть в 65-мм телескоп зі збільшенням лише 60 крат. Така особливість в атмосфері Сатурна, мабуть, пов'язана з вітрами на ньому.

Вітру на Сатурні дуже сильні. Близько екватора, Вояджери виміряли їх швидкість - близько 500 метрів в секунду. Вітри дмуть, здебільшого, в східному напрямку (нагадаємо, що як і більшість планет, Сатурн обертається із заходу на схід). Сила вітрів слабшає при видаленні від екватора. Також, при видаленні від екватора, з'являється все більше західних течій. Переважання східних потоків (у напрямку осьового обертання) вказує на те, що вітри не обмежені шаром верхніх хмар, вони повинні поширюватися всередину, по крайней мере, на 2000 кілометрів. Крім того, вимірювання Вояджера 2 показали, що вітру в південному і північному півкулях симетричні щодо екватора! Є припущення, що симетричні потоки якось пов'язані під шаром видимої атмосфери.

Коли Вояджер 2 був по відношенню до Землі за Сатурном, радиолуч пройшов через верхню атмосферу, дозволивши виміряти її температуру і щільність. Мінімальна температура на Сатурні? 82 Кельвіна. Температура зростає при зануренні в атмосферу. Вояджери знайшли ультрафіолетове випромінювання водню в атмосфері середніх широт і полярні сяйва на широтах понад 65 градусів. Подібна активність може привести до утворення складних вуглеводневих молекул. Полярні сяйва середніх широт, які відбуваються тільки в освітлених Сонцем областях, виникають з тих же причин, що і полярні сяйва на Землі, з тією лише різницею, що на нашій планеті це явище притаманне виключно більш високих широт.

Обидва Вояджера виміряли швидкість обертання Сатурна. Добу на планеті виявилися рівними 10-ї години 39-ти хвилинах 24-м секундам.

кільця

Кільця Сатурна складаються з безлічі кам'яних і крижаних часток з розмірами від часток міліметра до декількох метрів. Кільце Сатурна настільки широко, що по ньому, будь таке можливо, міг би котитися Земну кулю. У той же час, кільце має в ширину всього кілька сот метрів (ця оцінка, за різними даними, змінюється від десятків метрів до декількох кілометрів). Якщо уявити собі Сатурн у вигляді футбольного м'яча, кільця б у такий планети були тонше паперу. Кільце Сатурна, через велику свою ширину і високою відбивної здатності складових його частинок, дуже яскраве. Світло, що йде від кільця, заважає астрономам шукати поблизу Сатурна маленькі його супутники. Але приблизно раз в 15 років Земля перетинає площину кілець Сатурна, і в цей не тривалий проміжок часу, коли кільця повернені до Землі ребром, їх майже неможливо розгледіти навіть в найбільші телескопи!

Це фотографія Сатурна (вгорі), зроблена телескопом ім. Хаббла, з ледь видимими кільцями: в момент зйомки цього кадра Земля перебувала в площині кілець. На цьому знімку помітно, як найбільший супутник Сатурна Титан, відкидає тінь на планету. Інші супутники видно білими через своїх яскравих, крижаних поверхонь. Чотири супутника (зліва направо) - Мімас, Тефія, Янус, і Енцелад - знаходяться всередині крайнього кільця (праворуч). Кільця відкидають тінь на диск планети, так як Сонце теж перебувало в площині кілець. Знімок внизу показує Сатурн з уже трохи розгорнутими кільцями. Супутник, названий Діоною, внизу праворуч, кидає довгу, тонку тінь через всю кільцеву систему. Супутник угорі ліворуч від Сатурна - Тефия. Кольорові зображення були складені складанням знімків від 6-го серпня (верху) і 17-го листопада (внизу) 1995 року.

Такими випадками і користуються астрономи, фотографуючи Сатурн, вивчаючи знімки, на яких немає перешкод від яскравого кільця. Так були відкриті супутники в 1966-му році, так само на фотографіях, зроблених на телескопі ім. Хаббла, були знайдені чотири нових супутника в 1995-му році.

Ця послідовність 4-х знімків (з інтервалом 30 хвилин) показує один з чотирьох нових супутників, виявлених телескопом ім. Хаббла 22 Мая 1995 року, коли кільця Сатурна перетинали своєю площиною Землю.

Поки позначений як S / 1995 S3, супутник був зображений у вигляді подовженого білої плями біля центру кожного знімка. Більш яскравий об'єкт зліва - супутник Епіметею, який, в свою чергу, виявив себе під час перетину Землею площині кілець в 1966-му році.

Сатурн - яскравий білий диск праворуч; знімки були оброблені, з метою видалення зайвого світла від кілець. Це робилося для того, щоб можна було розрізнити слабкі супутники, чиї орбіти лежать усередині або поблизу кілець.

Вояджер 1 дозволив докладніше розглянути структуру кілець. Безліч щілин, крім уже відомої щілини Кассіні, спонукали вчених висунути гіпотезу про наявність маленьких супутників, орбіти яких лежать всередині цих щілин, і, вважалося, що такі супутники, як би, збирають всі частинки на своєму шляху. Однак, Вояджер 2, який провів систематичний пошук таких супутників, нічого не виявив. Не дивлячись на те, що деякі з астрономів і раніше припускають знайти подібне співіснування супутника і щілини, численні дослідження, засновані в тому числі і на знімках Вояджеров, привели до висновку, що винуватцями освіти багатьох щілин дійсно є супутники, але ті, чиї орбіти лежать за межами кілець. Та й механізм утворення щілин зовсім інший.

І частки, і супутники обертаються навколо Сатурна, підкоряючись законам Кеплера, з яких, зокрема, випливає, що чим далі знаходиться тіло від центру, навколо якого воно звертається, тим більше період його звернення. Це означає, що і всередині кілець період обертання частинок навколо Сатурна залежить тільки від відстані до планети. І якщо який-небудь супутник має період обертання навколо Сатурна, який кратний періоду звернення частинок, що знаходяться в кільці на якомусь конкретному відстані від Сатурна (скажімо, період обертання супутника майже точно в три рази більше, ніж період обертання частинок), то цей супутник періодично змінює рух всіх таких частинок, і ті покидають, з часом, свою орбіту, утворюючи тонку щілину, майже вільну від частинок. Таким чином, за кожною щілиною варто вплив певного супутника, "особистість" якого легко з'ясовується. Астрономи говорять, що таку-то щілину пасе певний супутник. Тут слово "пасе" використовується як термін.

Середина 2004 р ознаменована новим піком досліджень планети - космічний апарат "Кассіні" досяг мети і провів серію досліджень .

Див. також: фото 1 , фото 2 , фото 3 , фото 4 , фото 5 , фото 6 , фото 7 , фото 8 , фото 9 , фото 10 , фото 11