Расстояние между землей и сатурном


Галилео Галилей первым направил маленький телескоп на Сатурн в 1610 году, и у него сложилось впечатление, что планета имеет две ручки. Он не знал, что это такое, и принял «ручки» за 2 больших спутника слева и справа. Иногда они исчезали на долгое время из поля наблюдения.

В 1655 году Кристиан Гюйгенс определил с помощью усовершенствованного телескопа, что планета окружена кольцом. Он также обнаружил, что кольцо бывает невидимым несколько недель каждые 15 лет. Позднее установили, что в период равноденствия объект поворачивается к Земле под углом, и тонкий край кольца наблюдать невозможно.

Расстояние между землей и сатурном‘ width=»>

С развитием оборудования Джованни Кассини обнаружил, что у шестой планеты не одно кольцо, а несколько. Необычное космическое тело вызывало острое любопытство исследователей космоса.

Космические миссии

Американская программа «Пионер»

С точки зрения вопроса, за сколько времени можно долететь до Сатурна (1,28 млрд.км), интересен аппарат «Пионер 11» Он был запущен с Земли в апреле 1973 года и 01.09.1979 года зонд пролетел около планеты на расстоянии 21 тыс. км. Он отправил а Центр управления полетом НАСА около 400 фотографий обнаруженных им лун и деталей колец.


В рамках этой же миссии через 4 года, в 1977 году, были запущены «Вояджер 1» и «Вояджер 2».

В 1980 году «Voyager 1» прошел Сатурн. Он собрал данные о кольцевой системе, атмосфере, самой большой луне Титане, обнаружил 3 новых спутника — Атлас, Прометея и Пандору.

Программа «Voyager 2» имела огромный список исследовательских работ. Космический зонд должен был пролететь мимо всех планет за поясом астероидов, исключая Плутон, сфотографировать их и сделать другие исследования. За это время зонд прислал на Землю бесчисленные сенсационные фотографии планет и некоторого количества их спутников.

«Кассини»

Подробный материал об АМК «Кассини» и его работе на орбите Сатурна см. в материале сайта «Энцелад»

«Новые горизонты»

Проект НАСА называется New Horizons, его основная цель – Плутон и его спутник Харон, а также пояс Койпера. Запуск был 19.01.2006 г., а 08.06 2008 г. зонд пересек орбиту Сатурна.

Подведем итоги

Итак, сколько нужно времени, чтобы долететь до Сатурна? Ответ на этот вопрос в таблице.

Таблица 1. Время полета различных зондов

Миссия Время полета
Пионер 11 6 лет 6 мес.
Вояджер 1 3 года 2 мес.
Вояджер 2 2 года 4 мес.
Новые Горизонты 2 года 3 мес.

Время полета до Сатурна зависит от многих условий. Он находится от Земли дальше, чем Солнце. Свет идет до него 71 минуту, а до Солнца – 8 минут. Полет идеально планировать, когда он и Земля находятся на одной стороне светила. Точно рассчитать траекторию полета и сколько лететь до Сатурна при конкретных технических возможностях, могут только ученые. Так как расстояние от Земли до Сатурна постоянно меняется от 1195 до 1660 млрд км.

Источник: spaceworlds.ru

Какой он — Сатурн?

Для начала нужно разобраться, что же это за планета такая и с чем ее «едят». Сатурн — это шестая планета от Солнца, названная в честь древнеримского бога Сатурна. Греки называли его Кроносом, отцом Зевса (Юпитера). В самой дальней точке орбиты (афелии) расстояние от светила составляет 1 513 млрд км.

Планетарные сутки составляют всего 10 часов и 34 минуты, однако планетарный год длится 29,5 земного. Атмосфера газового гиганта состоит в основном из водорода (на его долю приходится 92 %). Остальные 8 % приходятся на примеси гелия, метана, аммиака, этана и пр.


Запущенные в 1977 году аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» пару лет назад достигли орбиты Сатурна и предоставили ученым бесценные сведения об этой планете. На поверхности были замечены ветры, чья скорость достигала 500 м/с. К примеру, самый сильный ветер на Земле достигал лишь 103 м/с (Нью-Гемпшир, гора Вашингтон).

Подобно Большому Красному пятну на Юпитере существует Большой белый овал на Сатурне. Но второй появляется лишь каждые 30 лет, а последнее его появление было в 1990 году. Через пару лет мы сможем вновь за ним понаблюдать.

Соотношение размеров Сатурна и Земли

Во сколько раз Сатурн больше Земли? По некоторым данным, только в диаметре Сатурн превосходит нашу планету в 10 раз. По объему в 764 раза, т. е. Сатурн может вместить в себя именно такое количество наших планет. Ширина колец Сатурна превосходит диаметр нашей голубой планеты в 6 раз. Настолько он гигантский.

Расстояние от Земли до Сатурна

Для начала нужно учитывать тот факт, что все планеты Солнечной системы двигаются не по кругу, а по эллипсам (овалам). Наступают моменты, когда происходит смена расстояния от Солнца. Оно может становиться ближе, может удаляться. На Земле это хорошо заметно. Это называется сменой времен года. Но здесь играет роль вращение и наклон нашей планеты относительно орбиты.

Следовательно, расстояние от Земли до Сатурна будет значительно варьироваться. Сейчас вы узнаете насколько. С помощью научных измерений было подсчитано, что минимальное расстояние от Земли до Сатурна в километрах составляет 1195 млн, в то время как максимальное составляет 1660 млн.

Сколько лететь до Сатурна от Земли


Как известно, скорость света (по теории относительности Эйнштейна) — непреодолимый предел во Вселенной. Он кажется нам недосягаемым. Но в космических масштабах она ничтожно мала. За 8 минут свет преодолевает расстояние до Земли, а это 150 млн км (1 а. е.). Расстояние до Сатурна приходится преодолевать за 1 час и 20 минут. Это не так долго, скажете вы, но только вдумайтесь, что скорость света составляет 300 000 м/с!

Если же за средство передвижения взять ракету, на преодоление расстояния уйдут годы. Космическим аппаратам, направленным на изучение планет-гигантов, потребовалось от 2,5 до 3 лет. На данный момент они находятся за пределами Солнечной системы. Многие ученые полагают, что расстояние от Земли до Сатурна возможно преодолеть за 6 лет и 9 месяцев.

Что ждет человека у Сатурна?

Зачем нам вообще нужна эта водородная планета, где никогда бы не зародилась жизнь? Сатурн интересует ученых своей луной под названием Титан. Самый крупный спутник Сатурна и второй по величине в Солнечной системе (после Ганимеда у Юпитера). Ученых он заинтересовал ничуть не меньше Марса. Титан по размерам превосходит Меркурий, и на его поверхности даже есть реки. Правда, реки из жидкого метана и этана.


Сила притяжения на спутнике меньше, чем на Земле. Основной элемент, присуствующий в атмосфере, — это углеводород. Если нам удастся добраться до Титана, это станет для нас весьма острой проблемой. Зато не нужны будут плотные скафандры. Лишь очень теплая одежда и баллон с кислородом. Учитывая плотность и силу притяжения Титана, можно с большой уверенностью сказать, что человек сможет летать. Дело в том, что в таких условиях наше тело свободно может парить в воздухе, не имея сильного сопротивления со стороны гравитации. Нам понядобятся лишь обычные модельные крылья. И даже в случае их поломки человек без проблем сможет мягко «оседлать» твердую поверхность спутника.

Для благополучного заселения Титана потребуется возводить целые города под полусферическими куполами. Только тогда представится возможным воссоздание климата, подобного земному, для более комфортного проживания и выращивания необходимых продуктов питания, а также добычи ценных минеральных ресурсов из недр планеты.

Острой проблемой окажется и нехватка солнечного света, ведь Солнце возле Сатурна кажется небольшой желтой звездой. Заменой солнечным батареям станет углеводород, в изобилии покрывающий планету целыми морями. Из него первые колонизаторы будут получать энергию. Вода находится глубоко под поверхностью спутника в виде льда.

Источник: FB.ru

Краткая характеристика


Сатурн – вторая планета в Солнечной системе по величине после Юпитера, его масса составляет примерно 95 масс Земли. Сатурн вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 1430 миллионов километров. Расстояние до Земли составляет 1280 млн. км. Период его обращения – 29,5 лет, а сутки на планете длятся десять с половиной часов. Состав Сатурна практически не отличается от солнечного: основные элементы – водород и гелий, а также многочисленные примеси аммиака, метана, этана, ацетилена и воды. По внутреннему же составу он больше напоминает Юпитер: ядро из железа, воды и никеля, покрытое тонкой оболочкой из металлического водорода. Атмосфера из огромного количества газообразного гелия и водорода толстым слоем обволакивает ядро. Поскольку планета состоит главным образом из газа, а твердая поверхность отсутствует, Сатурн причисляют к газовым гигантам. По той же причине его средняя плотность невероятно мала – 0,687 г/см3 , что меньше плотности воды. Это делает его наименее плотной планетой в системе. Однако степень сжатия у Сатурна наоборот самая высокая. Это означает, что его экваториальный и полярный радиусы сильно различаются по величине – 60 300 км и 54 400 км соответственно. Из этого также следует большая разница в скоростях для различных частей атмосферы в зависимости от широты. Средняя скорость вращения вокруг оси – 9,87 км/с, а орбитальная скорость – 9,69 км/с.


saturn_kol

Величественное зрелище представляет собой система колец Сатурна. Они состоят из обломков льда и камней, пыли, остатков бывших спутников, разрушенных его гравитационным
полем. Они расположены очень высоко над экватором планеты, примерно в 6 – 120 тысячах километров. Однако сами кольца очень тонкие: каждый из них толщиной порядка километра.  Всю систему делят на четыре кольца – три основных и одно более тонкое. Первые три принято обозначать латинскими буквами. Среднее кольцо В, самое яркое и широкое, отделено от кольца А пространством, называемым щелью Кассини, в котором расположились самые тонкие и практически прозрачные кольца. Малоизвестно, что на самом деле кольца имеются у всех четырех планет-гигантов, но у всех, кроме Сатурна, они почти не заметны.

В настоящее время известно 62 спутника Сатурна. Крупнейшие из них – Титан, Энцелад, Мимас, Тефия, Диона, Япет и Рея. Титан – самый крупный из спутников – во многом похож на Землю. Он имеет атмосферу, разделенную на слои, а также жидкость на поверхности, что уже сейчас является доказанным фактом. Более мелкие объекты предположительно являются обломками астероидов, и их размер может составлять менее километра.

Образование планеты

Существует две гипотезы происхождения Сатурна:


Первая – гипотеза «контракции» – гласит, что Солнце и планеты сформировались одинаково. На начальных этапах своего развития Солнечная система представляла собой диск из газа и пыли, в котором постепенно образовывались отдельные участки, более плотные и массивные, чем окружавшее их вещество. В результате эти «сгущения» дали начало Солнцу и известным нам планетам.  Этим объясняется схожесть состава у Сатурна и Солнца и его малая плотность.

Согласно второй гипотезе «аккреции», образование Сатурна шло в два этапа. Первый – формирование в газопылевом диске плотных тел наподобие твердых планет земной группы. В это время часть газов в области Юпитера и Сатурна рассеялась в космическое пространство, чем объясняется небольшая разница в составе у этих планет с Солнцем. На втором этапе более крупные тела притягивали на себя газ из окружавшего их облака.

Внутреннее строение

Stroenie-Saturna

Внутренняя область Сатурна разделяется на три слоя. В центре находится небольшое по сравнению с общим объемом, но массивное ядро из силикатов, металлов и льда. Его радиус составляет примерно четверть радиуса планеты, а масса – от 9 до 22 земных масс. Температура в ядре – около 12 000 °C. Энергия, излучаемая газовым гигантом, в 2,5 раза превышает энергию, получаемую ей от Солнца.
ичин этому несколько. Во-первых, источником внутреннего тепла могут быть запасы энергии, накопленные при гравитационном сжатии Сатурна: при формировании планеты из протопланетного диска гравитационная энергия пыли и газа переходила в кинетическую, а затем в тепловую. Во-вторых, часть тепла создается за счет механизма Кельвина-Гельмгольца: при падении температуры падает и давление, из-за чего вещество планеты сжимается, и потенциальная энергия переходит в тепло. В-третьих, в результате конденсации капель гелия и их последующего падения сквозь слой водорода внутрь ядра также может происходить генерация теплоты.

Ядро Сатурна окружает слой водорода в металлическом состоянии: он находится в жидкой фазе, но обладает свойствами металла. Такой водород обладает очень высокой электропроводностью, следовательно, циркуляция токов в нем создает мощное магнитное поле. Здесь, на глубине около 30 тыс. км, давление достигает 3 миллионов атмосфер. Выше этого уровня находится слой жидкого молекулярного водорода, который с высотой постепенно становится газом, соприкасаясь с атмосферой.

Атмосфераsaturn_storm

Поскольку газовые планеты не имеют твердой поверхности, сложно определить точно, где именно начинается атмосфера. Для Сатурна за такой нулевой уровень принята высота, на которой происходит кипение метана. Основные компоненты атмосферы – водород (96,3 %) и гелий (3,25 %). Также спектроскопические исследования обнаружили в ее составе воду, метан, ацетилен, этан, фосфин, аммиак. Давление у верхней границы атмосферы составляет около 0,5 атм. На этом уровне конденсируется аммиак и образуются облака белого цвета. В нижней части облака состоят из кристаллов льда и капелек воды.


Газы в атмосфере постоянно движутся, вследствие чего они принимают вид полос, параллельных диаметру планеты. Такие же полосы есть и на Юпитере, однако на Сатурне они гораздо более тусклые. Из-за конвекции и быстрого вращения образуются невероятно сильные ветра, самые мощные в Солнечной системе. Ветра в основном дуют по направлению вращения, на восток. На экваторе воздушные потоки самые сильные, их скорость может достигать 1800 км/ч. С удалением от экватора ветра ослабевают, появляются западные потоки. Движение газов происходит во всех слоях атмосферы.

Крупные циклоны могут быть очень устойчивы и длиться годами. Раз в 30 лет на Сатурне возникает «Большой белый овал» – сверхмощный ураган, размеры которого каждый раз становятся больше. Во время последнего наблюдения в 2010 году он составлял четвертую часть от всего диска планеты. Также межпланетными станциями было обнаружено необычное образование в виде правильного шестиугольника на северном полюсе. Его форма стабильна вот уже в течение 20 лет после первого наблюдения.  Каждая его сторона составляет 13 800 км – больше диаметра Земли. Для астрономов до сих пор остается загадкой причина образования именно такой формы облаков.

Камеры «Вояджеров» и «Кассини» зафиксировали светящиеся области на Сатурне. Ими оказались полярные сияния. Они располагаются на широте 70-80° и имеют вид очень ярких колец овальной (реже спиральной) формы. Считается, что сияния на Сатурне образуются в результате перестраивания силовых линий магнитного поля. В результате магнитная энергия нагревает окружающие области атмосферы и разгоняет заряженные частицы до высоких скоростей. Кроме того, во время сильных бурь наблюдаются разряды молний.

Кольцаkol

saturn-6

Когда мы говорим о Сатурне, первое, что приходит на ум, – это его удивительные кольца. Наблюдения космических аппаратов показали, что все газовые планеты имеют кольца, но только у Сатурна они отчетливо видны и ярко выражены. Кольца состоят из мельчайших частиц льда, камней, пыли, обломков метеоритов, втянутых гравитацией системы из космического пространства. Они обладают большей отражательной способностью, чем диск самого Сатурна. Система колец состоит из трех основных и более тонкого четвертого. Их диаметр – примерно 250 000 км, а толщина – менее 1 км. Кольца названы буквами латинского алфавита по порядку, от периферии к центру. Кольца А и В между собой разделяются пространством шириной в 4000 км, называемым щелью Кассини. Внутри внешнего кольца А также есть щель – разделительная полоса Энке. Кольцо В – самое яркое и широкое, а С практически прозрачно. Более тусклые и самые близкие к внешней части атмосферы Сатурна кольца D, E, F, G были открыты позже. После того, как космическими станциями были получены снимки планеты, стало ясно, что на самом деле все крупные кольца состоят из множества более тонких колец.

Существует несколько теорий происхождения и образования колец Сатурна. Согласно одной из них, кольца образовались в результате «захвата» планетой некоторых своих спутников. Они разрушались, а их осколки равномерно распределялись по орбите.  Вторая гласит, что кольца сформировались вместе с самой планетой из первоначального облака пыли и газа. Частицы, из которых состоят кольца, не могут образовать более крупные объекты наподобие спутников из-за слишком малых размеров, беспорядочного движения и соударений между собой. Стоит заметить, что система колец Сатурна не считается абсолютно стабильной: часть вещества утрачивается, поглощаясь планетой или рассеиваясь в околопланетное пространство, а часть, наоборот, возмещается при взаимодействии комет и астероидов с гравитационным полем.

Интересные факты

По своей структуре и составу Сатурн из всех газовых гигантов больше всего сходств имеет с Юпитером. Значительную часть обеих планет составляет атмосфера из смеси водорода и гелия, а также некоторых других примесей. Такой элементный состав практически не отличается от солнечного. Под толстым слоем газов находится ядро изо льда, железа и никеля, покрытое тонкой оболочкой из металлического водорода. Сатурн и Юпитер выделяют большее количество теплоты, чем получают от Солнца, поскольку около половины излучаемой ими энергии обусловлено внутренними тепловыми потоками. Таким образом, Сатурн мог стать второй звездой, но ему не хватило вещества для создания достаточной гравитационной силы, способствующей термоядерному синтезу.

Современные космические наблюдения показали, что облака на северном полюсе Сатурна образуют гигантский правильный шестиугольник, длина каждой из сторон которого 12,5 тысяч км. Структура вращается вместе с планетой и не теряет своей формы уже в течение 20 лет со времени её первого обнаружения. Подобное явление не наблюдается больше нигде в Солнечной системе, и ученым до сих пор так и не удалось его объяснить.

Космические аппараты «Вояджер» обнаружили сильные ветра на Сатурне. Скорости воздушных потоков достигают 500 м/с. Ветра дуют в основном в восточном направлении, хотя при удалении от экватора их сила ослабевает и появляются потоки, направленные на запад. Некоторые данные говорят о том, что циркуляция газов происходит не только в верхних слоях атмосферы, но и на глубине. Также в атмосфере Сатурне периодически появляются ураганы колоссальной мощности. Крупнейший из них – «Большой белый овал» – появляется раз в 30 лет.

Сейчас на орбите Сатурна находится межпланетная станция «Кассини», управляемая с Земли. Она была запущена в 1997 году и достигла планеты в 2004 году. Ее цель – изучение колец, атмосферы и магнитного поля Сатурна и его спутников. Благодаря «Кассини» получено множество высококачественных снимков, обнаружены полярные сияния, упомянутый выше шестиугольник, горы и острова на Титане, следы воды на Энцеладе, ранее неизвестные кольца, которые невозможно было разглядеть с помощью наземных инструментов.

Кольца Сатурна в виде отростков по бокам можно разглядеть даже в небольшой бинокль с диаметром объективов от 15 мм. В телескоп диаметром 60-70 мм уже видно небольшой диск планеты без деталей, окруженный кольцами. В более крупные инструменты (100-150 мм) видны облачные пояса Сатурна, шапки полюсов, тень от колец и некоторые другие детали. В телескопы размером более 200 мм можно прекрасно рассмотреть темные и светлые пятна на поверхности, пояса, зоны, детали строения колец.

Источник: cosmoseye.ru

Происхождение Сатурна

Стоит отметить, что происхождение Сатурна объясняют две главные гипотезы (точно так же, как и с Юпитером). Согласно гипотезе «концентрации», похожий состав Сатурна и Солнца заключается в том, что у этих небесных тел есть большая часть водорода. В результате малая плотность объясняется тем, что на изначальных стадиях развития Солнечной системы в газопылевом диске сформировались массивные «сгущения», которые дали начало планетам. Получается, что планеты и Солнце формировались схожим образом. Но как бы там ни было, эта гипотеза не объясняет различия состава Солнца и Сатурна.

Расстояние между землей и сатурном

Гипотеза «аккреции» говорит, что процесс образования Сатурна состоял из двух этапов. Сперва в течение двухсот миллионов лет шел процесс образования твердых плотных тел, которые напоминали планеты земной группы. В период этого этапа из области Сатурна и Юпитера диссипировалась некоторая часть газа, что в будущем сказалось на различии химических составов Солнца и Сатурна. После чего начался 2 этап, во время которого самые крупные тела смогли достигнуть удвоенной массы Земли. В течение нескольких сотен тысяч лет проходил процесс аккреции газа на эти тела из первичного протопланетного облака. Температура на втором этапе наружных слоев планеты достигала 2000 °C.

Сатурн среди прочих планет

Как уже было сказано выше, Сатурн относится к числу газовых планет: он не имеет твердой поверхности и в основном состоит из газов. Полярный радиус планеты – 54 400 км, экваториальный – 60 300 км. Среди остальных планет Сатурн отличается наибольшим сжатием. Вес планеты превышает массу Земли в 95,2 раза, но ее средняя плотность меньше плотности воды. Хотя массы Сатурна и Юпитера отличаются более чем в три раза, их экваториальный диаметр отличается только на 19%. Что касается плотности остальных газовых планет, то она существенно больше и составляет 1,27—1,64 г/см3 . Ускорение свободного падения вдоль экватора – 10,44 м/с2 , что сопоставимо с показателями Нептуна и Земли, но гораздо меньше, чем у Юпитера.

Расстояние между землей и сатурном

Вращение и орбитальные характеристики Сатурна

Среднее расстояние между Солнцем и Сатурном – 1430 млн км. Двигаясь со скоростью 9,69 км/с, планета обращается вокруг Солнца за 29,5 года (10 759 суток). Расстояние от Сатурна до нашей планеты меняется в пределах от 8,0 а. е. (119 млн км) до 11,1 а. е. (1660 млн км), среднее расстояние в период их противостояния примерно 1280 млн км. Юпитер и Сатурн находятся почти в точном резонансе 2:5 до Солнца в афелии и перигелии составляет 162 млн км.

Расстояние между землей и сатурном

Дифференциальное вращение атмосферы планеты подобно вращению атмосфер Венеры и Юпитера, а также Солнца. А. Вилльямс первым обнаружил, что скорость вращения Сатурна может меняться не только по глубине и широте, но и по времени. Анализ переменности вращения экваториальной зоны за 200 лет показал, что главный вклад в эту переменность вносит годовой и полугодовой циклы.

Атмосфера и строение Сатурна

Верхние слои атмосферы на 96,3% состоят из водорода и на 3,25% из гелия. Есть примеси аммиака, метана, этана, фосфина и некоторых других газов. В верхней части атмосферы аммиачные облака мощнее юпитерианских, в то время как облака нижней части состоят из воды или гидросульфида аммония.

Расстояние между землей и сатурном

Согласно с данными «Вояджеров», на планете дуют сильные ветра. Аппаратам удалось зарегистрировать скорость ветров в 500 м/с. В основном они дуют в восточном направлении. Их сила ослабевает одновременно с отдалением от экватора (могут появляться западные атмосферные течения). Исследования показали, что циркуляция атмосферы может проходить в слое верхних облаков, но и на глубине до 2000 км. Более того, по измерениям «Вояджера-2» стало известно, что ветры в северном и южном полушарии симметричны относительно экватора. Существует предположение, что симметричные потоки имеют связь под слоем видимой атмосферы.

Иногда в атмосфере Сатурна появляются устойчивые образования, которые представляют собой сверхмощные ураганы. Точно такие же объекты прослеживаются и на остальных газовых планетах Солнечной системы. Примерно 1 раз в 30 лет на Сатурне появляется «Большой Белый овал», который в последний раз видели в 2010 году (не такие крупные ураганы формируются чаще).

Расстояние между землей и сатурном

Во время штормов и бурь на Сатурне наблюдаются сильные разряды молнии. Вызванная ими электромагнитная активность колеблется с годами от практически полного отсутствия до сверхмощных электрических бурь.

Аппарат «Кассини» 28 декабря 2010 года сфотографировал шторм, который напоминал сигаретный дым. Очередной сильный шторм был зафиксирован астрономами 20 мая 2011 года.

Расстояние между землей и сатурном

Внутреннее строение

В глубине атмосферы планеты растут температура и давление, а водород переходит в жидкое состояние, но этот переход постепенный. На глубине в 30 тыс. км водород становится металлическим (3 млн атмосфер – давление). Магнитное поле создается циркуляцией электрических токов в металлическом водороде. Оно не настолько мощное, как у Юпитера. В центральной части планеты находится мощное ядро из тяжелых и твердых материалов – металлов, силикатов и предположительно льда. Его вес примерно составляет от 9 до 22 масс нашей планеты. Температура ядра – 11 700°C. Нельзя не отметить и тот факт, что энергия, излучаемая Сатурном в космос, в два с половиной раза больше энергии, которую он получает от Солнца. Существенная часть этой энергии генерируется благодаря механизму Кельвина – Гельмгольца. В то время, когда температура падает, соответственно уменьшается давление в ней, она понижается, а энергия переходит в тепло. Но такой механизм не может выступать единственным источником энергии Сатурна. Ученые предполагают, что дополнительная часть тепла появляется благодаря конденсации и последующему падению капель гелия через слой водорода вглубь ядра. Как следствие, потенциальная энергия капель переходит в тепловую. Область ядра, по оценкам ученых, имеет диаметр примерно 25 тыс. км.

Расстояние между землей и сатурном

Спутники Сатурна

Крупнейшие спутники Сатурна – Энцелад, Мимас, Диона, Тефия, Титан, Рея и Япет. Впервые они были открыты в 1789 году, но и по сей день остаются главными объектами исследования. Их диаметры варьируются от 397 до 5150 км. Распределение по массам отвечает распределению по диаметрам. Наименьшими эксцентриситетами орбиты обладают Тефия и Диона, наибольшим – Титан. Все спутники с известными параметрами располагаются выше синхронной орбиты, что приводит к их медленному удалению.

Расстояние между землей и сатурном

По состоянию на 2010 год известно 62 спутника Сатурна. Причем 12 из них открыты посредством космических аппаратов: «Кассини», «Вояджер-1», «Вояджер-2». Большинство спутников, кроме Фебы и Гипериона, характеризуются синхронным собственным вращением — каждый из них всегда повернут одной стороной к Сатурну. Информации о вращении мелких спутников нет. Дионе и Тефии сопутствуют по два спутника в точках Лагранжа L4 и L5.

Расстояние между землей и сатурном

На протяжении 2006 года команда ученых под чутким руководством Дэвида Джуитта, работающая на Гавайях, выявила с помощью телескопа Субару девять спутников Сатурна. Они отнесли их к нерегулярным спутникам, отличающимся ретроградной орбитой. Время их вращения вокруг Сатурна варьируется от 862 до 1300 дней.

Первые снимки высокого качества были получены с изображением одного из спутников Тефии только в 2015 году. 

Источник: kvant.space

Сатурн, как и все планеты Солнечной системы, кроме Урана и Венеры, вращается против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса.

Течения в океане жидкого металлического водорода в глубинах Сатурна приводят к возникновения там больших магнитных сил. Эти силы создают гигантский магнитный пузырь вокруг планеты, названный магнитосферой, которая оказывает сильное влияние на частицы, которые движутся возле планеты.
Подобным же образом магнитное поле нашей Земли создает намного меньшую магнитосферу (по своим размерам), которая защищает нас от космических лучей и от потока заряженных частиц высоких энергий, летящих от Солнца.

За пределами магнитосферы Сатурна поток из множества частиц, выброшенных Солнцем в результате происходящих на нём бурь, распространяется через Солнечную систему и называется солнечным ветром. Когда он сталкивается с магнитосферой Сатурна, то течёт вокруг неё, как поток воды вокруг скалы. Вне магнитосферы планеты, преобладают магнитные силы Солнца, в то время как внутри защищающей планету магнитосфере, правят магнитные силы Сатурна.

У магнитного поля Сатурна есть северный и южный полюса, как на стержневом магните, и эти область вращаются с планетой. На Юпитере и Земле оси, проходящие через магнитные полюса, немного смещены от осей вращения планет. Это смещение является причиной того, что стрелка компаса указывает на "магнитный северный полюс", а не на истинную точку северного полюса, вокруг которой вращается планета.

Образование магнитосферы Сатурна

Магнитное поле Сатурна интересно тем, что ось магнитного диполя с точностью до 1° совпадает с осью вращения планеты (на картинке наклон оси увеличен специально), а центр диполя совпадает с центром масс Сатурна с точностью до 0,01 радиуса. Напряженность магнитного поля на экваторе на уровне верхушек облаков составляет 0,2 гаусс (57% от земного).

Одной из важнейших научных задач КА "Cassini" является детальное изучение магнитосферы Сатурна. Неожиданности начались ещё до выхода на орбиту вокруг Сатурна. 27 июня 2004 года КА "Cassini" в первый раз пересёк ударную волну, которую образует солнечный ветер, "налетая" на магнитосферу планеты. Радиоспектрометр RPWS обнаружил её по резкому росту напряженности электрического поля. На этот момент аппарат находился от Сатурна на расстоянии 49,2 его радиусов (около 3 млн. км) — в 1,5 раза дальше, чем "Pioneer-11" и оба "Вояджера" в 1979-1981 гг.

Известно, что ударная волна то удаляется от планеты, то приближается, в зависимости от активности Солнца на данный момент. И за время приближения "Cassini" к планете эта "граница" прошла через него семь раз: четырежды внутрь и трижды наружу.
А 21 июня 2004 года картирующий спектрометр MIMI получил первый снимок магнитосферы Сатурна — точнее, уходящих из неё атомов водорода (поэтому на изображении мы видим красный цвет). До этого, шутили ученые, они знакомились с магнитосферой, как слепой со слоном: вот нога, вот хобот, вот хвост… Теперь же "слон" попал в кадр целиком.

Первый снимок полной магнитосферы Сатурна
Первый снимок полной магнитосферы Сатурна.
Её границы простираются за пределы орбиты Титана.

1 июля 2004 года (в день выхода "Cassini" на орбиту) с расстояния в 24 000 км от облаков Сатурна MIMI [инструмент отображения магнитосферы] сделал очень важное открытие: был обнаружен новый радиационный пояс (new radiation belt), простирающийся вокруг планеты над вершинами облаков вплоть до внутреннего края кольца D и имеющий толщину до 6 000 км. Новый пояс намного меньше и намного менее энергичен, чем главные радиационные пояса.

Расстояние между землей и сатурном
Новый радиационный пояс (new radiation belt) Сатурна. На изображении цвета от синего до красного указывают увеличивающуюся интенсивность радиации. Местоположение спутника Титана на изображении показывает, что эмиссия, связанная с самим Титаном, слишком слаба, чтобы выделиться в интенсивной эмиссии от главного радиационного пояса. Сиреневым цветом обозначены линии магнитного поля, которые пересекают экватор только по внутреннему краю
D-кольца, где расположен новый радиационный пояс.

Он «выдал себя» по эмиссии быстрых нейтральных атомов в результате взаимодействия энергичных ионов, захваченных магнитным полем планеты, с газовыми облаками. Частицы в нём имеют энергию до 150 кэВ. Главный пояс, обнаруженный ранее, находится вне системы колец, на расстоянии от 139 000 до 362 000 км от центра Сатурна, и энергия его частиц достигает десятков МэВ.

В радиационных поясах Сатурна есть многочисленные "отверстия", созданные пойманными в магнитную ловушку ионами, которые сталкиваются со спутниками, с материалом колец, и газом. Открытие нового радиационного пояса показало, что он расположен намного ближе к планете, чем ранее известная внутренняя граница магнитосферы, которая, как считалось, находилась на внешнем краю главной кольцевой системы.

Полярные сияния Сатурна — ещё одно проявление его магнитного поля.

Полярные сияния Сатурна — ещё одно проявление его магнитного поля

Здесь показана динамика полярного сияния на южном полюсе Сатурна.
Астрономы объединили ультрафиолетовые изображения южной полярной области Сатурна с видимыми изображениями планеты. Ультрафиолетовые изображения были получены 24, 26, и 28 января 2004 года спектрографом высокого разрешения КТХ. Для получения видимых изображений Сатурна астроном Эрих Каркошка (Erich Karkoschka) из Университета Аризоны использовал широкоугольную планетарную камеру телескопа 22 марта 2004 года.

Космический Телескоп им. Хаббла (КТХ) НАСА (NASA’s Hubble Space Telescope), рассматривал южную полярную область Сатурна в течение нескольких дней. Это позволило учёным получить ряд замечательных фотографий танцующих полярных сияний в небе планеты.

Снимки показывают, что полярные сияния Сатурна отличается по характеру изо дня в день. По сравнению с Землей, где интенсивность полярных сияний изменяются приблизительно через 10 минут и они могут продлиться в течение нескольких часов, полярные сияния Сатурна всегда кажутся яркими и могут длиться в течение нескольких дней.

Наблюдения, сделанные (КТХ) и КА Cassini, во время его полёта к планете, показали, что полярные сияния Сатурна создаются главным образом давлением солнечного ветра — потоком заряженных частиц от Солнца, а не магнитным полем Солнца.

Сильное свечение полярного сияния 28 января 2004 создано недавно возникшем большим волнением  солнечного ветра. Изображение показывает, что, когда полярное сияние Сатурна становится более ярким (и таким образом более сильным), кольцо света, окружающего полюс, сжимается в диаметре.

Обнаруженное полярное сияние появляется как кольцо пылающих газов, окружающих южную полярную область планеты. Полярные сияния начинаются в верхних слоях атмосферы, где поток заряженных частиц сталкиваются с магнитным полем планеты. Столкновения с молекулами газов в атмосфере планеты и производят вспышки в видимом, ультрафиолетовом, и инфракрасном диапазонах ЭМ-волн.

Цвет полярного сияния — синий из-за сильного ультрафиолетового свечения. В действительности же наблюдателю в Сатурне, полярные сияния казалась бы красными из-за присутствия светящегося водорода в его атмосфере. На Земле заряженные частицы, летящие от Солнца, сталкиваются с азотом и кислородом в верхней части атмосферы, создавая полярные сияния, окрашенные главным образом зелеными и синими цветами.

январь 2010

Источник: osiktakan.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.