Где находится сатурн


Сатурн

 

Планета Сатурн – шестая по счету по удаленности от Солнца и едва ли не самая узнаваемая из всех. Вторая по величине после Юпитера, эта планета по праву считается одной из красивейших в небе – и все благодаря ее удивительным кольцам.

Газовый гигант, окруженный ледяными камнями, размером от миллиметра до нескольких метров, вот уже не один десяток лет будоражит умы ученых и простых обывателей. Исследования, начавшиеся более 400 лет назад, не прекращаются и по сей день, открывая миру все больше удивительных фактов о Сатурне.

Кто и когда открыл планету

Первым, кто открыл Сатурн, и кому посчастливилось увидеть его в телескоп, был Галилео Галилей.

История открытия Сатурна такова: в начале XVII века, наблюдая за планетой в телескоп, Галилей обнаружил, что небесное тело представляет собой не одно, а будто три, каким-то образом, скрепленных между собой тела. Когда через несколько лет он повторил наблюдение, то двух тел уже не обнаружил.


В 1659 исследователь из Нидерланд Христиан Гюйгенс, используя более точный телескоп, установил, что “два тела”, обнаруженные Галилеем – это кольцо вокруг планеты, а также открыл Титан – самый крупный из спутников. Продолжил исследование планеты итальянец Джованни Кассини – именно он в 1675 году установил, что Сатурн окружают несколько колец, разделенных зазором, названным позже “щелью Кассини”. Чуть позже он открыл и некоторые из спутников планеты: Диону, Япет, Рею и Тефию.

Почти полторы сотни лет после исследований Кассини никаких существенных данных о Сатурне не было собрано.

Однако, к концу XVIII века англичанин Уильям Гершель открыл еще два крупных спутника – Энцелад и Мимас. Позднее были открыты Гиперион и Феба – единственный нерегулярный спутник, вращающийся к тому же в обратном направлении.

Происхождение названия планеты

Именем планета обязана древним римлянам. В те времена все планеты называли в честь богов, и Сатурн не стал исключением.

В честь кого назвали планету Сатурн?

Древние римляне, изучая небо, заметили звезды, которые меняли свое положение в небе. Такие небесные тела стали называться астерами – блуждающими звездами. Из-за того, что идентифицировать кольца вокруг планеты техника тех времен не позволяла, Сатурн виделся им как крупное небесное тело с двумя “шариками” – а, согласно мифологии, бог Кронос в одной руке держал серп, а в другой – колосья пшеницы.

Где находится Сатурн в Солнечной системе


Расстояние от Сатурна до Солнца исчисляется 1430 млн км, а время, за которое гигант совершает полный оборот вокруг светила, составляет приблизительно 29,5 земных лет. Примечателен тот факт, что оборот вокруг оси планета совершает быстрее, чем вокруг орбиты.

Сатурн — шестая по счету от Солнца планета, а его ближние соседи — Юпитер (пятый от Солнца) и Уран (седьмой от Солнца)

Как увидеть планету в телескоп

Кольца Сатурна можно увидеть в бинокль – они напоминают маленькие отростки. Через 60-70 мм телескоп четко видно кольца вокруг диска планеты, а в периоды умеренного или максимального раскрытия колец можно увидеть даже щель Кассини.

Для того, чтобы наблюдать облачные пояса гиганта,  потребуется телескоп диаметром не менее 100-125 мм, а вот для более серьезных исследований нужен уже 200-мм аппарат.

В наше время телескопы с такими характеристиками встречаются даже у астрономов-любителей, поскольку они позволяют рассмотреть все пояса, зоны, пятна планеты и даже мельчайшие детали колец.По возможности, предпочтение стоит отдавать апохроматическим рефракторам – они дают контрастные и потрясающие по качеству изображения.

Для наблюдения за Сатурном подойдет телескоп “АПО киллер” системы Максутова-Кассегрена, которые были сконструированы специально в целях наблюдения планет.

Ручное ведение телескопа из-за наличия большого количество деталей в системе Сатурна также не способствует его подробному изучению, поэтому лучше запастись монтировкой с системой Go-To либо часовым механизмом.

Чтобы выделить тело планеты из общего фона и создать большую контрастность рекомендуется применение следующих фильтров:


  • темно-желтый (15) и оранжевый (21) подходят для выделения поясов, зон и их деталей (для 200-мм телескопов альтернативой может выступить темно-красный (25);
  • желтый (11) – для выделения зеленых и красноватых элементов;
  • зеленый (58) – для лучшей видимости пятен и полярных областей;
  • голубой (80А) – для большей детализации колец (для больших объективов имеет смысл использовать синий (38А) либо фиолетово-синий (47).

Как найти планету в небе

Чтобы найти Сатурн в небе, нужно изучить карту звездного неба: он находится в постоянном движении и не всегда бывает виден ночью. Далее нужно найти место, где свет огней города не будет мешать задуманному.

С помощью карты нужно определить нахождение экликтика – воображаемой линии, проходящей через зодиакальные созвездия и помогающей определить расположение планет. На участке неба, где должен быть Сатурн, нужно искать звезду (а планеты похожи на звезды, если смотреть невооруженным глазом), что светит ярко и не мигает – это и будет искомая планета.

Минимальное расстояние до Сатурна от Земли в 2019 году будет 9 июля – эта фаза называется противостоянием и именно в этот период планету можно рассмотреть наиболее четко. Кольца планеты обладают высокой отражательной способностью, а сама планета находится в постоянном движении, поэтому его звездная величина – блеск — колеблется в течение года.


Дата

Видимый размер

Звездная величина

02 июня 2016

18»

0

15 июня 2017

18»

0

27 июня 2018

18»

0

09 июля 2019

18»

0

20 июля 2020

18»

0.1

Удаленность от Земли

Расстояние постоянно меняется из-за того, что планеты в солнечной системе движутся по орбите, которая имеет форму эллипса – вытянутого круга. По данным исследователей, наименьшее зафиксированное расстояние от Земли до Сатурна — 1 195 000 000 км, а наибольшее — 1 600 000 000 км. В качестве среднего значения обычно называют цифру в 1 280 000 000 км.

Удаленность от Солнца


Средняя удаленность Сатурна от Солнца – 1,4 млрд км. Так же, как и в случае с Землей, цифры эти в течение года меняются.

Производить расчеты с такими большими цифрами неудобно, поэтому ученые используют единицу, называемую астрономической. Одна такая единица составляет 149 600 000 км, следовательно, среднее расстояние от Солнца до Сатурна – 9 а.е.

Сколько времени лететь до Сатурна от Земли

Среднее расстояние от Сатурна до Земли – 8,5 а.е. Имея аппарат, способный развить скорость до 300 000 км в секунду, до туда можно было бы добраться за полтора часа, однако современным космическим аппаратам для этого требуется в среднем 6-7 лет: Пионер-11 летел 6 с половиной лет, Вояджер-2 – 4 года, Кассини потребовалось долгих 6 лет и 9 месяцев, а Новые Горизонты долетел за рекордные 2 года и 4 месяца.

Вояджер-1 и Вояджер-2 летели к Сатурну напрямую, а Пионер-11 и Кассини подлетали к другим планетам, используя их силу притяжения, чтобы приблизиться к цели.

Исследование планеты

Общие сведения

Сатурн – шестая по счету от Солнца и пятая по яркости планета Солнечной системы.

Юпитер, Сатурн и следующие за ним Уран и Нептун относят к газовым гигантам, поскольку состоят они в основном из этого вещества.


У Сатурна нет твердой поверхности,  а масса его превышает земную в 95 раз.

Примечательно, что плотность его составляет всего лишь 0, 687 грамма на кубический сантиметр – это даже меньше, чем плотность воды. Строение Сатурна представляет собой газовые слои, ближе к центру водород приобретает форму металла, в середине планеты – раскаленное вещество. Кольца состоят из углеродистой пыли и осколков льда.

Единственный спутник планеты, наделенный атмосферой – Титан; на нем можно найти озера метана и холмы мерзлого азота. Титан представляет огромный интерес для ученых, поскольку обладает потенциально пригодной для жизни средой. Из 150 спутников имена есть только у 53 (это, в основном, имена греческих божеств).

Физические характеристики Сатурна

Физические характеристики

Полеты на планету

Космические аппараты начали отправлять на Сатурн ближе к концу XX века, всего их было четыре: Пионер-11 полетел в 1979 году и сделал самые первые фотографии Сатурна и его спутников с расстояния в 20 000 км, а также определил температуру Титана (-179 °C).

Через год свое путешествие начал Вояджер-1, а еще через 9 месяцев – Вояджер – 2, сделавший первые высококачественные снимки планеты, ее колец и спутников.


Благодаря этим полетам было открыто еще пять спутников газового гиганта, а также установлено точное количество колец — 7.

В июле 2004 к Сатурну приблизился исследовательский аппарат Кассини-Гюйгенс.

Миссия Кассини

В проекте принимали участие НАСА, Европейское и Итальянское космические агентства.

Космическая станция, оснащенная камерами и спутниковыми антеннами и предназначенная непосредственно для исследования называлась “Кассини”, а прикрепленный к ней зонд, который должен был осуществить высадку на Титан – “Гюйгенсом”.  Львиную долю расходов – более двух с половиной миллиардов долларов — взяло на себя США, оно же занималось разработкой и созданием станции. Зонд взяло на себя ЕКА, а антенны и высотометр разрабатывали итальянцы. Зонд  назвали в честь Христиана Гюйгенса, обнаружившего Титан и наличие у Сатурна кольца, а станцию – в честь Джованни Кассини, который обозначил множественность колец и открыл четыре крупных спутника планеты.

Экспедиция на Сатурн в рамках миссии Кассини-Гюйгенса обошлась в 3 миллиарда долларов, но сведения, полученные за те 20 лет, что работала станция, явно того стоили.

Половину от веса станции на старте составляло топливо. “Кассини” потребовалось два года, чтобы разогнаться: станция использовала естественную гравитацию планет по пути следования. Устройство было запрограммировано таким образом, чтобы до прибытия на точку назначения, вся его система работала лишь на 2% от всей мощности.


Зимой 2000 года, когда “Кассини” пролетал Юпитер, система активизировалась и сделала фотографии, которые были переданы на Землю. Из-за долгого времени в пути в NASA предположили, что датчики сбились (предположительно, из-за космического мусора), однако вскоре все наладилось.

30 июня 2004 года космическая станция достигла пункта назначения и начала свой путь по орбите планеты, став ее первым искусственным спутником, а 14 января 2005 зонд опустился на Титан.

26 апреля 2017 года “Кассини” приступил к своей последней миссии, совершив более 20 пролетов между внутренним кольцом и самой планетой, предоставив первые фотографии с такого близкого расстояния.

Такая участь постигла станцию неслучайно: нельзя было допустить загрязнение спутников Сатурна, которые, основываясь на данных исследования, вполне могут быть обитаемы. На счету станции – 20 лет службы, десятки оборотов вокруг Сатурна и  огромное количество уникальнейших сведений о системе планеты.

Источник: oplanetah.ru

Краткая справка
Сатурн — планета-гигант, состоящая преимущественно из жидкого водорода и гелия.
турн превосходит Землю по объему в 800 раз, а по массе в 95. Полный оборот вокруг Солнца занимает 29,5 лет. Сатурн находится в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает в 91 раз меньше солнечной энергии. Поэтому температура на границе облаков составляет -120°С.

Когда наблюдать Сатурн?
Как и все внешние планеты, Сатурн доступен для наблюдения в течение всей ночи в период противостояния. Противостояния Сатурна происходят ежегодно, с небольшим смещением в две недели относительно прошлогодней даты. 

Таблица. Ближайшие противостояния Сатурна 

Дата Видимый размер Звездная величина
2 июня 2016 18″ 0
15 июня 2017 18″ 0
27 июня 2018 18″ 0
9 июля 2019 18″ 0
20 июля 2020 18» 0,1


Видимый блеск Сатурна колеблется от противостояния к противостоянию немного больше, чем у Юпитера. Это вызвано тем, что кольца Сатурна также участвуют в отражении солнечного света, и в период, когда кольца находятся в максимальном раскрытии, видимый блеск планеты больше, чем когда они повернуты ребром. 

Детали на поверхности Сатурна в зависимости от размера телескопа
Каждая планета солнечной системы в чем-то уникальна и интересна, но Сатурн уникален по-своему благодаря окружающим его кольцам. У любого, даже самого равнодушного к астрономии человека, вид Сатурна в телескоп вызывает неподдельный интерес. Внимательный наблюдатель способен различить кольца уже в небольшой бинокль, в виде маленьких отростков по бокам планеты. 
60–70-миллиметровый телескоп четко показывает небольшой диск Сатурна без явных деталей, окруженный кольцами, на которых достаточно уверенно видна тень от планеты. Если кольца пребывают в состоянии умеренного или максимального раскрытия, в такой телескоп можно разглядеть щель Кассини. 

Для наблюдений облачных поясов Сатурна рекомендуется иметь телескоп с диаметром объектива минимум 100–125 мм. Однако для более-менее серьезных наблюдений лучше всего увеличить размер апертуры до 200 мм и более. В телескоп такого размера (который по нынешним временам не редкость даже среди начинающих любителей) можно наблюдать пояса, зоны, темные и светлые пятна на поверхности планеты, также становятся доступны удивительные детали строения колец Сатурна. 

Необходимое оборудование
Какой телескоп и окуляры лучше всего иметь для наблюдений Сатурна? По сути рекомендации не отличаются от уже данных в статье «Юпитер и как его наблюдать». Стоит лишь отдельно поговорить о наборе цветных фильтров, которые необходимо иметь для повышения контраста и выделения из фона различных образований в облачном покрове Сатурна. 

Итак, темно-желтый (№ 15) и оранжевый (№ 21) фильтры рекомендуется использовать для выделения поясов и зон Сатурна, а также небольших, малоконтрастных деталей в них. 

Если вы владелец телескопа с диаметром объектива более 200 мм, стоит попробовать темно-красный фильтр (№ 25) как альтернативу фильтрам № 15 и № 21. 

Желтый (№11) фильтр хорошо выделяет зеленые и красноватые детали атмосферы

Зеленый (№ 58) заметно выделяет полярные области и улучшает их детализацию. Фильтр будет полезен и при наблюдении поясов и зон, значительно улучшая видимость ярких пятен.

Голубой (№ 80А) улучшает детализацию в кольцах Сатурна. На телескопах с большим диаметром объектива имеет смысл заменить голубой фильтр на синий (№ 38А) или фиолетово-синий (№ 47)

Что наблюдать на Сатурне
Как и Юпитер, Сатурн — газовый гигант, поэтому говоря о его наблюдении, мы подразумеваем рассматривание атмосферы планеты, которая внешне схожа с юпитерианской. Однако количество видимых деталей и их контраст у Сатурна значительно меньше. Вызвано это двумя причинами — значительно большей удаленностью Сатурна от нас и особенностями планеты, где пары аммиака поднимаются из теплых недр и, вымораживаясь в верхних слоях атмосферы, образуют плотный слой тумана, скрывающий тонкую структуру поясов и зон.

Скорее всего, первое, что вы увидите, направив телескоп на планету, — это невыразительный диск, окруженный кольцами. Наберитесь немного терпения и продолжайте всматриваться. Как только ваши глаза адаптируются, на диске Сатурна станут заметны темные (пояса) и светлые (зоны) полосы.

Пояса и зоны Сатурна



Классификация зон и поясов Сатурна
ЮПШ
 — Южная полярная шапка
СПШ — Северная полярная шапка
ЮЮУП — Юго-южный умеренный пояс
ЮУП — Южный умеренный пояс
ЮЭП — Южный экваториальный пояс
ЭП — Экваториальная полоса 
СЭП — Северный экваториальный пояс
СУП — Северный умеренный пояс
ССУП — Северо-северный умеренный пояс
ЮЮУЗ — Юго-южная умеренная зона
ЮУЗ — Южная умеренная зона
ЮТЗ — Южная тропическая зона
ЭЗ — Экваториальная зона
СТЗ — Северная тропическая зона
СУЗ — Северная умеренная зона
ССУЗ — Северо-северная умеренная зона

Южная полярная шапка (ЮПШ) и Северная полярная шапка (СПШ), как правило, имеют желтовато-серый цвет. Иногда наблюдаются незначительные изменения в блеске. Отдельно стоит отметить, что периодически можно наблюдать дополнительную небольшую полярную шапку у самого северного или южного полюса планеты, имеющую темно-серый цвет. 

Северо-северная умеренная зона (ССУЗ) и Юго-южная умеренная зона (ЮЮУЗ) видны в телескоп с диаметром объектива 300 мм, имеют бледный желто-серый цвет. Крайне редко можно зафиксировать образование недолго живущих белых овалов. 

Южная умеренная зона (ЮУЗ) и Северная умеренная Зона (СУЗ) — желтовато-белого цвета. Практически всегда имеют стабильный блеск. Очень редко ЮУЗ сравнивается в блеске с соседней ЮТЗ.

Южная тропическая зона (ЮТЗ) видна в 100-мм телескоп и окрашена в желтовато-белый цвет. Редко можно заметить небольшие, едва заметные белые пятна, сохраняющие свою устойчивость от нескольких часов до нескольких дней. 

Северная тропическая зона (СТЗ) — самая яркая и заметная зона Сатурна, имеет желтовато-белый цвет. Иногда в СТЗ наблюдаются белые области и фестоны. 

Юго-южный умеренный пояс (ЮЮУП) и Северо-северный умеренный пояс (ССУП) являются сложными объектами для наблюдения. Чтобы разглядеть узкую светло-серую полоску, опоясывающую диск планеты, необходим телескоп с диаметром объектива от 300 мм и устойчивая атмосфера. 

Южный умеренный пояс (ЮУП) — один из самых заметных поясов Сатурна. В 200 мм телескоп выглядит как отчетливая, тускло-серая полоса. Опытные наблюдатели отмечают периодическое наличие в поясе небольших темных пятен.

Северный умеренный пояс (СУП). Обычно светло-серого цвета, СУП является малоконтрастным, едва заметным объектом, почти сливающимся с окружающими его зонами. 

Южный экваториальный пояс (ЮЭП) серовато-коричневого цвета. ЮЭП — наиболее заметный пояс южного полушария. Состоит из двух поясов — южного (ЮЭПю) и более тёмного северного (ЮЭПс). Возле северной границы пояса, нередко наблюдаются темные пятна и шипы.

Северный экваториальный пояс (СЭП) серовато-коричневого цвета — наиболее яркий и заметный пояс северного полушария. Состоит из двух поясов — северного (СЭПс) и южного (СЭПю), которые можно уверенно рассмотреть по отдельности в 200 мм телескоп. При хороших условиях наблюдения на поясе можно увидеть темные наросты и уплотнения. 

Экваториальная зона (ЭЗ) — самая интересная зона Сатурна, так как именно в ней периодически наблюдается появление огромных белых пятен, которые представляют собой атмосферный шторм. Например, в 1990 году в ЭЗ появилась большая группа пятен, которые были настолько яркими, что легко наблюдались в небольшие телескопы. В течение нескольких недель астрономы наблюдали, как этот шторм постепенно вытягивался и в конце концов превратился в узкую полосу, которая сначала растянулась вдоль всей Экваториальной зоны, а затем исчезла. 

Появление таких пятен вызвано выделением тепла из внутренностей планеты, которое вместе с аммиаком (NH3) поднимается в верхние, холодные слои атмосферы, где конденсируется в яркие ледяные облака, которые видны как отчетливые белые пятна. Наблюдение за каждым таким образованием позволяет получить дополнительные научные данные и пролить свет на процессы, протекающие в недрах планеты.

Зарисовка Сатурна

Красивая зарисовка Сатурна сделанная Sol Robbins. Наблюдения велись при очень стабильной атмосфере в 150 мм рефрактор с увеличением 350х

Наблюдение колец Сатурна
Широкую известность Сатурн получил благодаря окружающим его кольцам, без которых ему грозило стать всего-навсего бледной копией Юпитера. Бесспорно, кольца Сатурна — это жемчужина звездного неба, поэтому каждый наблюдатель, направляя телескоп на планету, в первую очередь рассматривает именно их. А там есть на что посмотреть!

Обычно выделяют три главных или классических компонента колец — внешнее кольцо Асреднее B и внутреннее С, которые доступны для наблюдения в любительские телескопы. В дополнение к основным кольцам можно выделить самое внутреннее кольцо D, которое не видно в любительские телескопы (по крайней мере, не существует достоверных данных на этот счёт). Также имеются неуловимые для земного наблюдателя внешние кольца E, F и G.
Между кольцами Сатурна существуют множество промежутков (щели), из которых самые известные — Щель Кассини и Деление Энке (Комплекс Энке).

Строение колец Сатурна



Кольцо С (кольцо Крепа, Креповое кольцо) — внутреннее кольцо серовато-чёрного цвета, уверенно видно в телескоп с диаметром объектива 80 мм. В периоды раскрытия колец, в той части, где кольца проходят перед диском Сатурна, Группа Крепа имеет темно-желто-серый цвет. 

Кольцо B визуально можно разделить на две части — внешнюю и внутреннюю. Внешняя часть кольца B, как на диске Сатурна, так и в кольцах, является самой яркой деталью планеты. В подавляющем большинстве наблюдений внешняя часть имеет белый цвет, а внутренняя желтовато-белый. Некоторые наблюдатели сообщают о периодическом потемнении некоторых участков внутреннего кольца и появлении темных тонких радиальных полосок — «спиц». 

Щель Кассини в периоды максимального раскрытия колец без труда видна в 60-мм телескоп как темно-серая полоска. При хороших атмосферных условиях Щель Кассини видна и при минимальном раскрытии колец, в виде дугообразных черточек с обеих сторон «ушек». 

Кольцо A — желтовато-белого цвета, чуть менее яркое, чем кольцо B. В телескоп с диаметром объектива 200 мм и при хороших атмосферных условиях видно, что кольцо А делится на внешнюю (слегка более яркую) и внутреннюю часть Комплексом Энке. Иногда наблюдатели, имеющие в своем распоряжении 300-мм телескоп, отмечают появление на внешнем крае кольца А «деления Килера», имеющего стальной цвет. 

Исчезновение колец Сатурна
Период обращения Сатурна вокруг Солнца составляет 29,5 лет, и дважды за этот время – через 13,75 и 15,75 лет – кольца планеты поворачиваются к нам ребром (как в 2009 году), превращаясь в едва заметную узкую полоску, а затем и вовсе исчезая. Это очень интересное и редкое явление. Владельцы достаточно больших телескопов (от 300 мм) имеют возможность проследить за исчезновением колец во всех подробностях. Например, интересно увидеть неравномерное исчезновение колец, когда появляются небольшие темные провалы и т.д(см. рисунок ниже).

Исчезновение колец Сатурна



Тень Сатурна на кольцах 
В небольшие телескопы без проблем можно наблюдать серовато-черную тень от планеты, падающую на кольца. Как мы уже говорили, Сатурн лучше всего наблюдать в момент противостояния, когда расстояние между Землей и планетой минимально. Однако в эти дни солнечные лучи идут параллельно взгляду наблюдателя, отбрасываемая Сатурном тень оказывается за диском планеты и становится скрытой от наших глаз. Поэтому наблюдения тени лучше всего закачивать за месяц до противостояния и начинать через месяц после него. 

Тень колец на диске Сатурна
Тень от колец видна в виде тонкой темно-серой линии в том месте, где кольца пересекают диск планеты. В зависимости от наклона колец их тень располагается с северной или южной стороны от них. 

Белое пятно на кольцах Сатурна
Иногда можно наблюдать временное осветление части колец Сатурна. Образовавшееся пятно становится одной из самых ярких деталей на планете, хотя по своей природе не является каким-либо образованием — это всего лишь оптическая иллюзия.

Белое пятно на кольцах Сатурна

Белое пятно на кольцах Сатурна. Рисунок Phil Plante сделан на 200 мм телескопе при увеличении 333х

Наблюдение спутников Сатурна
На данный момент известно 56 спутников Сатурна, 8 из которых доступны для наблюдения в любительские телескопы. Самый яркий из них — Титан, его можно разглядеть в 7х50 бинокль. 

Таблица. 8 самых ярких спутников Сатурна

Название Видимый диаметр(«) Зв. величина Необходимый инструмент
Мимас 0,15 12,1 250 мм телескоп
Энцелад 0,13 11,77 100 мм телескоп
Тефия 0,28 10,27 100 мм телескоп
Диона 0,27 10,44 100 мм телескоп
Рея 0,35 9,76 70 мм телескоп
Титан 0,70 9,39 60 мм телескоп
Гиперион 0,10 14,16 250 -300 мм телескоп
Япет 0,28 9,5 -11,0 100 — 150 мм телескоп


Обратите внимание на изменение блеска Япета. Это вызвано тем, что вращаясь, спутник поворачивается к нам разными сторонами, одна и которых покрыта большим количеством льда, который лучше отражает солнечный свет. Другая сторона также покрыта льдом, но вперемешку с большими залежами углерода. 

Когда кольца Сатурна наклонены к наблюдателю под небольшим углом (± 4 градуса), можно наблюдать прохождение тениТитана по диску планеты. Для этого потребуется телескоп с диаметром объектива 250–300 мм и устойчивая атмосфера.

Источник: www.realsky.ru

Сатурн (планета)

Сатурн  
Сатурн
Снимок Сатурна со станции Кассини
Орбитальные характеристики
Афелий 1 513 325 783 км
Перигелий 1 353 572 956 км
Большая полуось 1 433 449 370 км
Орбитальный эксцентриситет 0,055 723 219
Сидерический период 10 832,327 дней (29,46 лет)
Синодический период 378,09 дней
Орбитальная скорость 9,69 км/с (средн.)
Наклонение 2,485 240°
5,51° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла 113,642 811°
Аргумент перицентра 336,013 862°
Число спутников 62
Физические характеристики
Сжатие 0,097 96 ± 0,000 18
Экваториальный радиус 60 268 ± 4 км
Полярный радиус 54 364 ± 10 км
Площадь поверхности 4,27×1010 км²
Объём 8,2713×1014 км³
Масса 5,6846×1026 кг
Средняя плотность 0,687 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе 10,44 м/с²
Вторая космическая скорость 35,5 км/с
Скорость вращения (на экваторе) 9,87 км/c
Период вращения 10 часов 34 минуты 13 секунд плюс-минус 2 секунды[1]
Наклон оси вращения 26,73°
Склонение на северном полюсе 83,537°
Альбедо 0,342 (Бонд)
0,47 (геом.альбедо)
Температура поверхности мин сред макс
уровень 1 бара 134 K
0,1 бара 84 K
Атмосфера
Состав атмосферы
~96 % Водород (H2)
~3 % Гелий
~0,4 % Метан
~0,01 % Аммиак
~0,01 % Дейтерид водорода (HD)
0,000 7 % Этан
Льды:
Аммиачные
Водяные
Гидросульфид аммония(NH4SH)

Сату́рн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн, а также Юпитер, Уран и Нептун, классифицируются как газовые гиганты. Сатурн назван в честь римского бога Сатурна, аналога греческого Кроноса (Титана, отца Зевса) и вавилонского Нинурты. Символ Сатурна — серп (Юникод: ♄).

В основном Сатурн состоит из водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и «горных пород». Внутренняя область представляет собой небольшое ядро из горных пород и льда, покрытого тонким слоем металлического водорода и газообразным внешним слоем. Внешняя атмосфера планеты кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно больше, чем, например, на Юпитере. У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное звено по мощности между магнитным полем Земли и мощным полем Юпитера. Магнитное поле Сатурна простирается на 1 млн км в направлении Солнца. Ударная волна была зафиксирована Вояджером-1 на расстоянии в 26,2 радиуса Сатурна от самой планеты, магнитопауза расположена на расстоянии в 22,9 радиуса.

Сатурн обладает заметной кольцевой системой, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества горных пород и пыли. Вокруг планеты обращается 62 известных на данный момент спутника. Титан — самый крупный из них, а также второй по размерам спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера, Ганимеда), который превосходит по своим размерам планету Меркурий и обладает единственной среди множества спутников Солнечной системы плотной атмосферой.

  • 1 Физические характеристики
    • 1.1 Орбитальные характеристики
    • 1.2 Общие сведения
    • 1.3 Атмосфера
    • 1.4 Внутреннее строение
  • 2 Исследования Сатурна
  • 3 Спутники
  • 4 Кольца
  • 5 Интересные факты
  • 6 Примечания
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки

Физические характеристики

Орбитальные характеристики

Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем составляет 1 433 531 000 километров (9,58 а.е)[2]. Двигаясь со средней скоростью 9,69 км/с, Сатурн обращается вокруг Солнца за 10 759 дней (примерно 29,5 лет). Сатурн и Юпитер находятся почти в точном резонансе 2:5. Поскольку эксцентриситет орбиты Сатурна 0,056, то разность расстояния до Солнца в перигелии и афелии составляет 162 миллиона километров.[2]

Общие сведения

Сатурн относится к типу газовых планет: он состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности.

Экваториальный радиус планеты равен 60 300 км, полярный радиус — 54 000 км; из всех планет Солнечной системы Сатурн обладает наибольшим сжатием. Масса планеты в 95 раз превышает массу Земли, однако средняя плотность Сатурна составляет всего 0,69 г/см³, что делает его единственной планетой Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды.

Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов, 34 минуты и 13 секунд[3].

Атмосфера

Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 93 % из водорода (по объёму) и на 7 % — из гелия (по сравнению с 18 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, водяного пара, аммиака и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских.

По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветра, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют, в основном, в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения. Ряд данных указывают, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 тыс. км. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (см. Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне). Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году (менее крупные ураганы образуются чаще).

Не до конца понятным на сегодняшний день остаётся такой атмосферный феномен Сатурна, как «Гигантский гексагон». Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна.

В атмосфере обнаружены мощные грозовые разряды, полярные сияния, ультрафиолетовое излучение водорода. В частности, 5 августа 2005 космический аппарат Кассини зафиксировал радиоволны, вызванные молнией.

Внутреннее строение

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, и водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (а давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов — камня, железа и, предположительно, льда. См. схему внутреннего строения Сатурна.

Исследования Сатурна

Сатурн — одна из пяти планет Солнечной системы, легко видимых невооружённым глазом с Земли. В максимуме блеск Сатурна превышает первую звёздную величину.

Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных

«компаньона» (спутника) Сатурна. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил спутников.

В 1659 году Гюйгенс, с помощью более мощного телескопа, выяснил, что «компаньоны» — это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся её. Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. Начиная с 1675 года изучением планеты занимался Кассини. Он заметил, что кольцо состоит из двух колец, разделённых чётко видимым зазором — щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна.

В 1979 году космический аппарат «Пионер-11» впервые пролетел вблизи Сатурна, а в 1980 и 1981 годах за ним последовали аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти аппараты впервые обнаружили магнитное поле Сатурна и исследовали его магнитосферу, наблюдали штормы в атмосфере Сатурна, получили детальные снимки структуры колец и выяснили их состав.

В 1990-х годах Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом Хаббл. Долговременные наблюдения дали немало новой информации, которая была недоступна для «Пионера-11» и «Вояджеров» при их однократном пролёте мимо планеты.

В 1997 году к Сатурну был запущен аппарат Кассини-Гюйгенс и, после семи лет полёта, 1 июля 2004 года он достиг системы Сатурна и вышел на орбиту вокруг планеты. Основными задачами этой миссии, рассчитанной минимум на 4 года, является изучение структуры и динамики колец и спутников, а также изучение динамики атмосферы и магнитосферы Сатурна. Кроме того, специальный зонд «Гюйгенс» отделился от аппарата и на парашюте спустился на поверхность спутника Сатурна Титана.

Спутники

По состоянию на февраль 2010 г. известно 62 спутника Сатурна. 12 из них открыты при помощи космических аппаратов: Вояджер-1 (1980), Вояджер-2 (1981), Кассини (2004—2007). Большинство спутников, кроме Гипериона и Фебы, имеет синхронное собственное вращение — они повёрнуты к Сатурну всегда одной стороной. Информации о вращении самых мелких спутников нет.

В течение 2006 г. команда учёных под руководством Дэвида Джуитта из Гавайского университета, работающих на японском телескопе Субару на Гавайях, объявляла об открытии 9 спутников Сатурна.

Все они относятся к так называемым нерегулярным спутникам, которые отличаются вытянутыми эллиптическими орбитами, и, как полагают, сформировались не вместе с планетами, а захвачены их гравитационным полем.

Всего с 2004 года команда Джуитта обнаружила 21 спутник Сатурна.

Крупнейший из спутников — Титан. Учёные предполагают, что условия на этом спутнике схожи с теми, которые существовали на нашей планете 4 миллиарда лет назад, когда на Земле только зарождалась жизнь.

Кольца

Сегодня известно, что у всех четырёх газообразных гигантов есть кольца, но у Сатурна они самые красивые и заметные. Кольца расположены под углом приблизительно 28° к плоскости эклиптики. Поэтому с Земли в зависимости от взаимного расположения планет они выглядят по-разному: их можно увидеть и в виде колец, и «с ребра».

Как предполагал ещё Гюйгенс, кольца не являются сплошным твёрдым телом, а состоят из миллиардов мельчайших частиц, находящихся на околопланетной орбите.

Существует три основных кольца и четвёртое — более тонкое. Все вместе они отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Три основных кольца принято обозначать первыми буквами латинского алфавита. Кольцо В — центральное, самое широкое и яркое, оно отделяется от большего внешнего кольца А щелью Кассини шириной почти 4000 км, в которой находятся тончайшие, почти прозрачные кольца. Внутри кольца А есть тонкая щель, которая называется разделительной полосой Энке. Кольцо С, находящееся ещё ближе к планете, чем В, почти прозрачно.

Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра (хотя существуют на поверхности колец и своеобразные горы[4]). Несмотря на свой внушительный вид, количество вещества, составляющего кольца, крайне незначительно. Если его собрать в один монолит, его диаметр не превысил бы 100 км.

На изображениях, полученных зондами, видно, что на самом деле кольца образованы из тысяч колец, чередующихся со щелями; картина напоминает дорожки грампластинок. Частички, из которых состоят кольца, в большинстве своём имеют размер в несколько сантиметров, но изредка попадаются тела в несколько метров. Совсем редко — до 1—2 км. Похоже, что частицы почти полностью состоят изо льда или каменистого вещества, покрытого льдом.

Существует полная согласованность между кольцами и спутниками планеты. И действительно, некоторые из них, так называемые «спутники-пастухи», играют роль в удержании колец на их местах. Мимас, например, «отвечает» за отсутствие вещества в щели Кассини, а Пан находится внутри разделительной полосы Энке.

Происхождение колец Сатурна ещё не совсем ясно. Возможно, они сформировались одновременно с планетой. Тем не менее, это нестабильная система, а материал, из которого они состоят, периодически замещается, вероятно, из-за разрушения некоторых мелких спутников.

Интересные факты

  • На Сатурне нет твёрдой поверхности. Средняя плотность планеты — самая низкая в Солнечной системе. Планета состоит, в основном, из водорода и гелия, 2-х самых лёгких элементов в мировом пространстве. Плотность планеты составляет всего лишь 0,69 плотности воды. Это означает, что если бы существовал океан соответствующих размеров, Сатурн бы плыл по его поверхности.
  • Автоматический космический аппарат Кассини, который в настоящее время (октябрь 2008 г.) обращается вокруг Сатурна, передал изображения северного полушария планеты. С 2004 года, когда Кассини подлетел к ней, произошли заметные изменения, и теперь оно окрашено в необычные цвета. Причины этого пока непонятны. Хотя пока неизвестно, почему возникла окраска Сатурна, предполагается, что недавнее изменение цветов связано со сменой времён года.


  • Облака на Сатурне образуют шестиугольник — гигантский гексагон. Впервые это обнаружено во время пролётов Вояджера около Сатурна в 1980-х годах, подобное явление никогда не наблюдалось ни в одном другом месте Солнечной системы. Если южный полюс Сатурна с его вращающимся ураганом не кажется странным, то северный полюс можно считать гораздо более необычным. Странная структура облаков показана на инфракрасном изображении, полученном обращающимся вокруг Сатурна космическим аппаратом Кассини в октябре 2006 года. Изображения показывают, что шестиугольник оставался стабильным за 20 лет после полёта Вояджера. Фильмы, показывающие северный полюс Сатурна, демонстрируют сохранение шестиугольной структуры облаков во время их вращения. Отдельные облака на Земле могут иметь форму шестиугольника, но, в отличие от них, у облачной системы на Сатурне есть шесть хорошо выраженных сторон почти равной длины. Внутри этого шестиугольника могут поместиться четыре Земли. Полного объяснения этого явления пока нет.


  • 12 Ноября 2008 года камеры автоматического корабля Кассини получили изображения северного полюса Сатурна в инфракрасном диапазоне. На этих кадрах исследователи обнаружили полярные сияния, каких не наблюдали ещё ни разу в Солнечной системе. На изображении эти уникальные сияния окрашены в голубой цвет, а лежащие внизу облака — в красный. На изображении прямо под сияниями видно обнаруженное ранее шестиугольное облако. Полярные сияния на Сатурне могут покрывать весь полюс, тогда как на Земле и на Юпитере кольца полярных сияний, будучи управляемыми магнитным полем, только окружают магнитные полюса. На Сатурне наблюдали и привычные нам кольцевые полярные сияния. Недавно заснятые необычные полярные сияния над северным полюсом Сатурна значительно видоизменялись в течение нескольких минут. Изменчивая сущность этих сияний свидетельствует о том, что переменный поток заряженных частиц от Солнца испытывает на себе действие каких-то магнитных сил, о которых ранее и не подозревали.


См. также

  • Кассини (КА)

Источник: biograf.academic.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.