Особенности планеты сатурн

Открытие спутников

Первым открытым самым крупным спутником Сатурна является Титан. История его обнаружения датируется 1655 годом. Первооткрывателем был Христиан Гюйгенс.

В дальнейшем открыты Япет, Диона, Тефия и Рея в промежутке с 1671 по 1684 год. Эти луны открыты величайшим астрономом Джованни Доменико Кассини.

Следующими открытыми лунами оказались Гиперион и Феба (1848 и 1898 года соответственно). Затем произошел перерыв в исследованиях, так как разрешающая способность телескопов не позволяла проводить наблюдения на должном уровне.

Следующие открытия произошли после технического прорыва в астрономии и датируются 1966 годом (открытие Эпиметея и Януса).

С отправкой в космос в 1997 году аппарата Кассини, произошел прорыв в изучении планеты и за короткий промежуток времени открыты все крупнейшие спутники Сатурна.

Спутники

Спутники Сатурна являются главными помощниками исследователей в изучении этой планеты. Мощная магнитосфера и радиационное излучение не позволяют космическим зондам максимально близко подобраться к их планетарному хозяину, поэтому главной посадочной посадкой для межпланетных станций стала крупнейший спутник планеты – Титан.

По размерам эта
сатурнианская луна превышает Луну земную в 1,5 раза. Его масса практически
равна массе всех остальных спутников планеты. Атмосфера Титана преимущественно
азотная с небольшими примесями простых углеводородных соединений. Поверхность
же почти полностью состоит изо льда.

Из остальных крупных
спутников больше всего интересует исследователей Энцелад. Его диаметр составляет 500 км, а масса
составляет 1,1*1020 кг. Этот сатурнианский спутник на данный момент
считается потенциально пригодным для жизни внеземным объектом.

Такую характеристику
Энцелад получил благодаря подповерхностному океану жидкой воды, занявшему более
10% его площади. Он спрятан под ледяным панцирем и в нем постоянно происходят
активные гидротермальные процессы. Это может послужить источником энергии для
образования первых живых организмов.

Строение планеты и описание ядра

С ростом температуры и давления водород постепенно трансформируется в жидкое состояние. Примерно на глубине 20-30 тыс. км давление составляет 300ГПа. В таких условиях водород начинается металлизироваться. По мере углубления в недра планеты начинает увеличиваться доля соединений оксидов с водородом. Металлический водород составляет внешнюю оболочку ядра. Такое состояние водорода способствует возникновению электрических токов высокой интенсивности, образуя сильнейшее магнитное поле.

В отличие от внешних слоев Сатурна, внутренняя часть ядра представляет собой массивное образование диаметром 25 тыс. километров, состоящее из соединений кремния и металлов. Предположительно в этой области температуры достигают отметки в 11 тыс. градусов Цельсия. Масса ядра варьируется в диапазоне 9-22 масс нашей планеты.

Время возвращения планеты

Полный цикл Сатурна составляет примерно 29-29,5 лет, из которых он 7-8 лет находится в одном знаке зодиака. Весь цикл делится на 4 фазы, каждая из которых вносит свои коррективы в жизнь. Обычно человек успевает прожить 3 цикла Сатурна.

Первый цикл:

1 фаза (от момента рождения до 7 лет);
2 фаза (от 7 до 14 лет);
3 фаза (от 14 до 21 года);
4 фаза (от 21 до 28 лет).

Первый цикл характеризуется формированием жизненных устоев и принципов, человек избавляется от опыта прошлых жизней. В этот момент влияние планеты наиболее велико.

Второй цикл:

1 фаза (от 28 до 35 лет);
2 фаза (от 35 до 42 лет);
3 фаза (от 42 до 49 лет);
4 фаза (от 49 до 56 лет).

Во время второго цикла человек начинает приобретать опыт, который непосредственно относится к его текущему воплощению. К этому моменту влияние небесного тела ослабевает.

Третий цикл:

1 фаза (от 56 до 63 лет);
2 фаза (от 63 до 70 лет);
3 фаза (от 70 до 77 лет);
4 фаза (от 77 лет до 84 лет).

В период третьего цикла происходит обретение мудрости и переосмысление текущего воплощения, фокус жизненных интересов смещается с материальных на духовные ценности.

Сатурн в астрологии символизирует тяжесть судьбы. Накладывает обязательства, ответственность, долг. Формирует выносливость, терпение, выдержку. Планета испытывает человека на прочность. Если урок успешно пройден, то личность растет в плане развития души, а также в простых житейских сферах.

Расскажите о своем Сатурне: как и в чем он проявляется в вашей жизни? С какими неприятностями столкнулись и как удалось выправить ситуацию? Ваши комментарии и репосты в соцсети помогают другим людям узнавать подробности своей судьбы.

Статья помогла8Не нашел(а) ответ1

Состав и поверхность

Вы уже знаете, какая планета Сатурн. Это газовый гигант, представленный водородом и газом. Удивляет средняя плотность в 0.687 г/см3. То есть, если поместить Сатурн в огромный водоем, то планета останется на плаву. У него нет поверхности, но обладает плотным ядром. Дело в том, что нагрев, плотность и давление возрастают при приближенности к ядру. Детально строение объясняется на нижнем фото Сатурна.

Внутреннее строение Сатурна

Ученые считают, что Сатурн по структуре напоминает Юпитер: скалистое ядро, вокруг которого сосредоточен водород и гелий с небольшой примесью летучих веществ. Ядро по составу может напоминать земное, но с повышенной плотностью из-за присутствия металлического водорода.

Внутри планеты отметка температуры поднимается к 11700°C, а количество излучаемой энергии в 2.5 раз превышает то, что получает от Солнца. В некотором смысле это связано с медленным гравитационным сжатием Кельвина-Гельмгольца. Или же все дело в поднимающихся капельках гелия с глубины в водородный слой. При этом выделяется тепло и отнимается гелий у внешних слоев.

Подсчеты 2004 года говорят, что ядро должно быть больше земной массы в 9-22 раз, а диаметр – 25000 км. Оно окружено плотным слоем металлического водорода в жидком состоянии, за которым идет насыщенный гелием молекулярный водород. Наиболее внешний слой простирается на 1000 км и представлен газом.

Какая она планета Сатурн

По оценке учёных, экваториальный радиус 60300 км, а вот на полюсах составляет 54400 км. При этом масса более чем на 85% больше земной, но его плотность всего лишь 0,687 г/см3, что является самым меньшим показателем среди других газовых гигантов. Между тем, структура планеты, как и у других газовых гигантов. Если говорить точнее, то:

Во-первых, в центре располагается твёрдое массивное ядро, которое состоит из силикатов, металлов, и по некоторым предположениям, льда. Его масса составляет примерно 22 масс Земли, а температура 11700 градусов по Цельсию. При этом Сатурн излучает энергии в разы больше получаемой им солнечной.
Во-вторых, посередине находится мантия, образованная металлическим водородом и плавно переходящая во внешнюю часть.
И наконец, довольно плотная газовая оболочка покрывает все недра и не имеет определённой границы с мантией. Собственно говоря, твёрдой поверхности на планете также как у собратьев нет.

Атмосфера и температура

Как у всех газовых гигантов, в составе атмосферы преобладают водород (96,3%) и гелий (3,25%). Также имеются следы метана, аммиака, фосфина, этана и других газов.

По данным астрономов, сильные ветра дуют в восточном направлении, то есть аналогично осевому вращению. Их скорость может достигать 500 м/с, но чем дальше от экватора, тем они слабее. К тому же, в южном и северном полушарии ветряные потоки пропорциональны по отношению к экватору. Возможно, они каким-то образом взаимосвязаны.

Иногда образуются очень мощные ураганы и полярные сияние, несравнимые ни с какими в Солнечной системе. Более того, случаются бури и штормы, сопровождаемые сильнейшими молниями.

К удивлению, на северном полюсе обнаружили необычное огромное облачное образование, названное шестиугольником гексагон (правильный многоугольник, имеющий шесть сторон). Причём он намного больше Земли по размеру. А его продолжительность вращения 10 часов 39 минут, что соответствует периоду изменения интенсивности радиоизлучения и времени вращения внутренней части планеты. Пока учёные не смогли точно объяснить это явление.

Причём средняя температура этого газового гиганта равна -185 градусов по Цельсию. Для сравнения на земной поверхности была самая зафиксирована самая минимальная температура -89,2 градуса. Другими словами, Сатурн намного холоднее нашего дома.

Орбита и вращение

В первую очередь, была рассчитана удалённость от главной звезды, которая в среднем равна 1430 млн км. При этом оборот вокруг Солнца занимает 29,5 лет, а средняя скорость движения 9,69 км/с. Затем, само собой, определили расстояние между Сатурном и Землёй- оно колеблется от 1195 до 1660 млн км.

В то же время, полный оборот вокруг своей оси Сатурн совершает за 10 часов 34 минуты и 13 секунд. Между прочим, на экваторе скорость вращения выше, чем на орбите. По наблюдениям радиоизлучения обнаружилось, что продолжительность оборота на планете в разных областях различается. Например, внутренние части проделывают его быстрее примерно на 30 секунд в сравнении с поясами. Вероятнее всего, на это влияет эксцентриситет орбиты, который равен 0,056.

Сколько длится день на Сатурне?

Сатурн совершает один оборот вокруг своей оси всего за 10 часов 32 минуты — это второй самый короткий день среди планет нашей Солнечной системы. Только Юпитер вращается быстрее. Из-за высокой скорости вращения Сатурн сплюснут на полюсах и расширяется к экватору.

Сколько длится год на Сатурне?

Подобно Юпитеру, Сатурн очень быстро вращается вокруг своей оси, однако ему требуется немало времени, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Скорость, с которой Сатурн вращается вокруг звезды, мала: один год на планете длится 29,4571 земных лет или 10 759 земных дней.

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.

На данный момент, правда, позволить себе такой телескоп из-за высокой цены может не каждый.

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

Нежелательны телескопы центральным экранированием – диаметр объектива хоть и большой, но контраст цветов нарушен.

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.

Как увидеть Сатурн в телескоп

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).

Кольца у экзопланет

Все чаще ученые выдвигают версии, что многие экзопланеты могут быть окружены кольцами, похожими на те, что астрономы наблюдают в нашей Солнечной системе.

Пока что такие кольца открыты только у одной экзопланеты — у Супер-сатурна 1SWASP J1407 b. Это газовый гигант, который может быть вовсе не экзопланетой, а коричневым карликом. Он имеет массу равную почти 26 массам Юпитера* и вращается вокруг гигантской звезды J1407 на расстоянии 434 световых лет от Земли.

Фото: NASA / Вид на экзопланету с кольцами в представлении художника

У 1SWASP J1407 b ученые насчитали 30 колец, каждое имеет радиус в десятки миллионов километров; для сравнения, радиус самого большого кольца Сатурна всего лишь около 480 000. км. Если бы у Сатурна были такие же большие кольца, мы наблюдали бы их в нашем ночном небе так же близко, как и Луну.

Так почему же ученые нашли кольца пока что только у одной экзопланеты? Возможно, у большинства экзопланет эти структуры слишком тусклые, чтобы их можно было легко обнаружить, а у 1SWASP J1407 b кольца оказались гораздо ярче. Специалисты продолжают улучшать методы обнаружения колец, и, вероятно, совсем скоро мы узнаем и о других экзокольцах.

*массу экзопланет измеряют массой Юпитера, потому что это самая крупная планета нашей системы

Смотрите нас на youtube, читайте в Telegram. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости

Кольца Сатурна

Любое описание данного небесного тела начинается с информации о наличии колец. За всю историю астрономии, астрологии и других наук, изучающих космос, было выдвинуто множество гипотез их происхождения.

Причины возникновения могут быть в следующем:

Гравитация Сатурна не позволила сформироваться небольшому космическому объекту рядом с ним.
Столкновение с другим космическим телом, в результате которого тело разлетелось вокруг планеты.
Гравитация поглотила молодые первичные спутники.

Тема о возникновении колец до сих пор волнует умы ученых, так как не имеется доказательств их образования. Ясно одно, что они моложе самой планеты. Лед в составе колец чистый. Не выглядит, что он образовался одновременно с планетой примерно 4 млрд. лет назад.

Интересно, что кольца «терялись» в 1995 г., этот же случай повторился в 2009 г. Оказывается, они не исчезали, а планета смотрела ребром в земную сторону.

Кольца Сатурна

Сатурн и его кольца. Фото: NASA

Замечательные, яркие и широкие кольца являются главным украшением Сатурна. Впервые заметил их еще Галилео Галилей в 1610 году, наблюдая за планетой в первый телескоп. Но великий ученый не понял до конца, что именно он наблюдает. Телескоп Галилея имел несовершенную оптику и давал увеличение всего лишь 32×, поэтому вместо колец астроном наблюдал необычные вытянутости, отростки по бокам от планеты. Галилей решил, что наблюдает спутники Сатурна.

То, что Сатурн окружен именно кольцом, открыл голландский ученый Христиан Гюйгенс в 1655 году. Позже итальянский астроном Доменико Кассини рассмотрел в кольце зазор, щель, названную впоследствии его именем.

Хотя ширина колец больше диаметра Земли, средняя толщина их составляет не более 150 метров! Состоят кольца из пыли, льдинок и загрязненных частичек снега, летящих каждая по своей орбите вокруг Сатурна в плоскости экватора планеты. В полете они, конечно, сталкиваются друг с другом, разрушаются, и переходят с орбиты на орбиту. Средний размер частичек составляет всего лишь несколько сантиметров. Но встречаются и глыбы диаметром до 10 метров.

Внутреннее строение

Внутренние области Сатурна делятся на три слоя. В центре находится небольшое, но массивное по сравнению с общим объемом ядро, состоящее из силикатов, металлов и льда. Его радиус составляет около четверти радиуса планеты, а масса — от 9 до 22 масс Земли. Температура ядра составляет около 12 000°C. Энергия, выделяемая газовым гигантом, в 2,5 раза превышает энергию, получаемую от Солнца. На это есть несколько причин. Во-первых, источником внутреннего тепла может быть энергия, накопленная во время гравитационного сжатия Сатурна. Во время формирования планеты из протопланетного диска гравитационная энергия пыли и газа была преобразована в кинетическую энергию, а затем в тепло. Во-вторых, часть тепла выделяется по механизму Кельвина-Гельмгольца. По мере снижения температуры падает и давление, материал планеты сжимается, и потенциальная энергия преобразуется в тепло. В-третьих, конденсация капель гелия и их последующее падение через слой водорода в ядро также может генерировать тепло.

Ядро Сатурна окружено слоем водорода в металлическом состоянии. Он находится в жидкой фазе, но обладает металлическими свойствами. Этот водород обладает очень высокой электропроводностью, поэтому циркулирующие по нему токи создают сильное магнитное поле. Здесь, на глубине около 30 000 километров, давление достигает 300 ГПа. Над этим уровнем находится слой жидкого молекулярного водорода, который, поднимаясь, постепенно превращается в газ в контакте с атмосферой.

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.

Время в пути напрямую зависит от целей и средств, исходя из которых был запущен аппарат.

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 Сатурна

Впервые наблюдая Сатурн в телескоп в 1609 – 1610 годах, Галилео Галилей заметил, что планета выглядит как три тела, почти касающиеся друг друга, и предположил, что это два крупных «компаньона» Сатурна, однако 2 года спустя не нашел тому подтверждение.
В 1659 году Христиан Гюйгенс с помощью более мощного телескопа выяснил, что «компаньоны» – это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся ее.
В 1979 году автоматическая межпланетная станция «Pioneer 11» впервые в истории пролетела вблизи Сатурна, получив изображения планеты и некоторых ее спутников и открыв кольцо F.
В 1980 – 1981 годах систему Сатурна также посетили «Voyager-1» и «Voyager-2». Во время сближения с планетой был сделан ряд фотографий в высоком разрешении и получены данные о температуре и плотности атмосферы Сатурна, а также физических характеристиках его спутников, в том числе Титана.
С 1990-х Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом «Hubble».
В 1997 году к Сатурну была запущена миссия «Cassini-Huygens», которая после 7 лет полета 1 июля 2004 года достигла системы Сатурна и вышла на орбиту вокруг планеты. Зонд «Huygens» отделился от аппарата и на парашюте 14 января 2005 года спустился на поверхность Титана, отобрав пробы атмосферы. За 13 лет научной деятельности космический аппарат «Cassini» перевернул представление ученых о системе газового гиганта. Миссия «Cassini» завершена 15 сентября 2017 года путем погружения космического аппарата в атмосферу Сатурна.

Самая большая планета — Юпитер

Юпитер представляет собой крупнейшую по размеру газовую планету. По удаленности от Солнца он выступает пятой планетой, а его орбита расположилась сразу за астероидным поясом Марса.

По своему составу он напоминает Солнце: 89% его атмосферы занимает водород, а 11% — гелий.

Согласно предположениям ученых, у Юпитера есть твердое ядро, которое составляет в объеме 1,5 диаметра Земли. Тем не менее, оно как минимум в 20 раз плотнее. Даже если бы на Юпитере существовала твердая поверхность, опуститься на нее было бы невозможно из-за давления атмосферы.

Скорость ветра на нем может превышать 600 км/ч. Ими в большей степени управляет внутреннее тепло, а не солнечное, как на Земле.

Благодаря своей сильной магнитосфере Юпитер имеет множество спутников, из которых были открыты только 70. Все они имеют разные размеры.

Самые крупные из них:

Европа;
Ио;
Ганимед;
Каллисто.

Всех их открыл Галилео Галилей в 1610 г.

Расстояние между Землей и Юпитером меняется от 588 до 967 млн км.

На нем не наблюдается смены времен года, т. к. ось его вращения перпендикулярна орбите. Он отличается самым быстрым вращением вокруг своей оси, период которого у экватора составляет почти 10 часов.

Крупнейшая газовая планета. Credit: sciencepop.ru.

Поражающие габариты

Его диаметр по экватору — 143 000 км (земной — 12 742 км). Вторая по величине планета, Сатурн, также является газовым гигантом. Ее диаметр составляет 120 000 км.

Масса Юпитера составляет 1,9×10^27 кг. Эта третья по величине и весу планета из всех изученных во Вселенной. Самой крупной планетой считается НАТР-Р-32b, которая была открыта в 2011 г. Она расположена в созвездии Андромеды, как и Tres-4b, — вторая по величине после НАТР-Р-32b.

Юпитер составляет 318 масс Земли. Для сравнения, Солнце весит как 1050 Юпитеров.

Площадь этого газового гиганта в 122 раза превышает земную. При этом нужно учитывать, что ее поверхность состоит из газов, которые при приближении к ядру уплотняются, переходя в жидкое состояние, а затем в металл.

Эфемерная поверхность

Юпитер имеет самую мощную атмосферу и магнитосферу, которая в 20 000 раз превышает земную.

Атмосфера его состоит из гелия и водорода.

В ней в малых количествах присутствуют такие элементы, как:

метан;
аммиак;
вода;
сероводород.

У этой планеты отсутствует твердая поверхность. Вглубь этого газового шара можно спускаться долго, при этом давление будет постоянно нарастать.

Газ постепенно переходит из одного состояния в другое:

превращается в туман;
переходит в промежуточное полужидкое состояние;
становится жидким водородом;
уплотняется до металлического состояния.

Но четкие границы перехода из одного состояния в другое отсутствуют, т. к. между ними существует много промежуточных стадий. Атмосфера Юпитера простирается в высоту на 5 000 км (отсчет ведется от условной поверхности, где водород имеет жидкую консистенцию).

Состав Юпитера. Credit: v-kosmose.com.

Облака и пятна

Полосы, которые видны на нем из космоса, созданы благодаря скоплениям облаков. Они закручиваются в спирали под воздействием мощных ветров (поясов), движущихся в различных направлениях.

В состав облаков входят такие химические компоненты:

сульфид аммония;
вода;
кристаллизованный аммиак.

Благодаря такому составу они приобретают различные оттенки. Кроме того, они располагаются на различной высоте в атмосфере. Между этих облаков проходят удары мощных молний, которые не могут сравниться по силе с земными.

Главная особенность Юпитера

Кроме того, атмосфера этого гиганта достаточно агрессивная: на ней буйствуют вихри и ураганы разных масштабов. Крупнейший ураган во всей Солнечной системе называется Глаз Юпитера, или Большое Красное Пятно. Его размеры позволяют разглядеть его даже в телескоп средней мощности (любительский). Он активен на протяжении нескольких столетий, но в последний период наблюдается небольшой спад его активности. Размер его составляет 15×30 тыс. км, что в 2 раза превышает размер Земли.

Красновато-оранжевый оттенок этого пятна ученые объясняют наличием в нем фосфора и других химических соединений.

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.

Юпитер

Фото: NASA, ESA, CSA / Система Юпитера (кольца и спутники). Снимок инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб», сделанный в 2022 году

Когда открыли: Ученые предполагали, что у Юпитера есть система колец, еще в 1960-х годах. Первыми такую гипотезу выдвинули советские астрономы во главе с Сергеем Всехсвятским. Ученые исследовали дальние точки орбит некоторых комет и высказали предположение, что эти кометы, скорее всего, происходят из кольца Юпитера. Само же кольцо, по их мнению, могло образоваться в результате вулканической деятельности спутников газового гиганта.

Пройдут десятилетия, и к Юпитеру отправят космические зонды, которые подтвердят гипотезу советских астрономов. Ученые получат неопровержимые доказательства наличия у газового гиганта системы колец в 1979 году, во время пролета мимо планеты аппарата «Вояджер-1».

Телевизионная камера зонда сделает снимок с 11-минутной экспозицией, на котором астрономы увидят широкую светлую полосу, пересекающую центр фотографии. Это и будет юпитерианское кольцо.

Фото: NASA / Первое свидетельство существования кольца Юпитера. Снимок сделан 4 марта 1979 года. Кольцо Юпитера на снимках запечатлено в виде широкой светлой полосы, пересекающей центр снимка. Во время съемки расстояние между Вояджером-2 и кольцом составляло 1 212 000 км, а само кольцо расположено в 57 000 км над облаками Юпитера

Этот снимок — первое свидетельство существования колец у Юпитера. В момент съемки «Вояджер-1» и кольцо разделяли 1,2 млн. км.

Чуть позже, в 1990-х — начале 2000-х, другой зонд — «Галилео», более подробно исследует систему колец газового гиганта. Аппарат выявит источник и природу их образования.

Структура: Юпитер окружают четыре кольца, по крайней мере, пока именно столько известно ученым:

— кольцо-гало — самое близкое к планете;

— тонкое и относительно яркое Главное кольцо;

— два широких и слабых внешних кольца, которые известны как «паутинные кольца» — Амальтея и Фивы;

Фото: Wiki / Схема колец и внутренних спутников Юпитера

Состав и происхождение: «Галилео» выяснил, что система колец Юпитера в основном из льда и крошечных частиц пыли, выбитой межпланетными метеороидами с поверхности четырех малых внутренних спутников газового гиганта. Благодаря данным аппарата ученые узнали, что из-за электромагнитных сил юпитерианской магнитосферы пыль покидает кольца, а льды быстро испаряются. Среднее время «жизни» частиц в кольце от 500 до 1000 лет. Поэтому материал колец должен постоянно пополняться. Основные поставщики материала — малые спутники Юпитера — Адрастея, Метида, Амальтея и Фива. Ученые предполагают, что возраст колец — менее 1 млн. лет.

Фото: NASA / Кольцо и неосвещенное Солнцем полушарие Юпитера. Снимок зонда Галилео

Размер: Главное кольцо расположено на расстоянии около 125 тыс. км от центра планеты, его ширина составляет 7 тыс. км; оно окружено орбитами двух малых спутников Юпитера — Адрастеи и Метиды. Постепенно с внутренней стороны Главное кольцо перетекает в кольцо-гало, которое представляет собой широкий слабый тор материала толщиной 12 тыс. — 20 тыс. км. Оно находится на расстоянии около 100 тыс. км от центра Юпитера. С внешней стороны Главного кольца начинается широкое и чрезвычайно слабое паутинное кольцо Амальтея.

Фото: NASA / Паутинное кольцо Амальтеи. Фото сделал зонд Галилео

Внутреннее паутинное кольцо простирается до орбиты спутника Амальтеи, его толщина составляет почти 2 тыс. км, ширина 53 тыс. км. Внешнее паутинное кольцо Фива более широкое, его ширина 97 тыс. км, оно, в основном, лежит внутри орбиты одноименного спутника. Толщина паутинного кольца Фивы чуть более 8 тыс. км.

Интересные факты о Сатурне

Спутник Сатурна Титан является вторым по величине спутником в Солнечной системе, после спутника Юпитера под названием Ганимед. Титан имеет сложную и плотную атмосферу, состоящую в основном из азота, водяного льда и камня. Замороженная поверхность Титана имеет жидкие озера из метана и рельеф, покрытый жидким азотом. Из за этого исследователи считают, что если Титан и является гаванью для жизни, то эта жизнь будет в корне отличаться от земной. • Сатурн является самой плоской из восьми планет. Его полярный диаметр составляет 90% от его экваториального диаметра. Это происходит из-за того, что планета с низкой плотностью обладает высокой скоростью вращения – оборот вокруг своей оси занимает у Сатурна 10 часов и 34 минуты. • На Сатурне возникают бури овальной формы, которые по своей структуре подобны тем, что происходят на Юпитере. Ученые считают, что такой рисунок облаков вокруг северного полюса Сатурна может быть настоящим образцом существования атмосферных волн в верхних облаках. Также над южным полюсом Сатурна существует вихрь, который по своей форме очень похож на ураганные бури, происходящие на Земле. • В объективы телескопов Сатурн, как правило, виден в бледно-желтом цвете. Это происходит потому, что его верхние слои атмосферы содержит кристаллы аммиака. Ниже этого верхнего слоя находятся облака, которые в основном состоят из водяного льда. Еще ниже, слои ледяной серы и холодные смеси водорода.

Сатурн в сравнении с другими планетами Солнечной системы

• К Сатурну подлетали четыре космических аппарата: Pioneer 11, Voyager 1 и 2, а также «Кассини». Последний вышел на орбиту Сатурна 1 июля 2004 года и по сегодняшний день продолжает посылать на Землю информацию о газовом гиганте, его спутниках и кольцах. • Магнитное поле Сатурна несколько слабее магнитного поля Земли. Напряженность магнитного поля Сатурна равна одной двадцатой напряженности Юпитера. • Сатурн известен как газовый гигант, но ученые полагают, что у него есть твердое скалистое ядро, окруженное водородом и гелием. • На Сатурн и Юпитер в сочетании приходится 92% всей массы планет в Солнечной системе. • Сатурн находится в 1,424,600,000 километрах от Солнца

Структура Сатурна

Сатурн по своей структуре похож на Юпитер и разделен на три слоя. Внутренний слой — это каменистое ядро, которое в 10-20 раз более каменистое, чем планета Земля. Считается, что ядро «встроено» в слой жидкого металлического водорода. Внешний слой состоит из молекулярного водорода (H2)

Единственное важное различие между структурой Сатурна и Юпитера — это толщина двух внешних слоев. У Зевса толщина слоя молекулярного водорода составляет 46 000 км и 12 200 км, в то время как у Сатурна — 14 500 км и 18 500 км соответственно

Подобно Зевсу, Сатурн излучает примерно в 2,5 раза больше радиации, чем получает от Солнца. Это происходит благодаря так называемому механизму Кельвина-Гельмгольца, за счет энергии, выделяемой гравитационным сжатием планеты и ее огромной массы. Однако, в отличие от Юпитера, общее количество переданной энергии не может быть объяснено этим процессом. Напротив, ученые предполагают, что планета генерирует дополнительное тепло за счет солнечного трения.

Уникальная особенность Сатурна заключается в том, что он является самой плотной планетой Солнечной системы. Хотя Сатурн имеет плотное твердое ядро, большой внешний слой газа повышает среднюю плотность планеты всего до 687 кг/м3. В результате плотность Сатурна меньше плотности воды, и при размере спичечного коробка он легко плавает в потоке.

Внешние планеты Солнечной системы

Между тем за пределами «линии замерзания» разыгрывался совершенно иной сценарий. Поскольку там было так много нетронутого материала, планетезимали росли быстрее и до большего размера по сравнению с планетами земной группы. Благодаря своим огромным массам эти тела смогли захватывать имевшиеся поблизости в большом количестве водород и гелий. Это газовые гиганты — крупнейшие планеты Солнечной системы.

Последующая эволюция внешних планет несколько сложнее, чем у планет земного типа. Газовые гиганты Юпитер и Сатурн образовались быстро, как описано выше, а вот расположенные за ними Уран и Нептун, по-видимому, сформировались позже и гораздо ближе к Солнцу, чем они находятся сейчас. К тому же они образовались, когда Солнце испускало в космос интенсивные потоки частиц, которые выдули большую часть первичного водорода и гелия из Солнечной системы. В результате эти две планеты оказались меньше по размеру. Более того, по своему химическому составу они отличаются от Юпитера и Сатурна. Их часто называют ледяными, а не газовыми гигантами, чтобы подчеркнуть эту разницу.

Четыре планеты-гиганта, а также все оставшиеся планетезимали вместе с прочими объектами продолжали двигаться по своим орбитам, гравитационно взаимодействуя друг с другом. Согласно модельным расчетам, Юпитер сформировался на внешнем крае того образования, которое принято сейчас называть поясом астероидов. Последовательность сложных гравитационных взаимодействий Юпитера, Сатурна и оставшегося вещества в протопланетном диске запускает цепь событий, которые астрономы называют Большим галсом (по названию маневра парусного судна при движении против ветра).

На этой иллюстрации изображен бурный процесс формирования Земли в самом начале существования Солнечной системы, когда внутренние планеты подвергались бомбардировке бесчисленными планетезималями и в результате нагревались.

Большой галс начался с того, что Юпитер сместился к Солнцу и расположился между нынешними орбитами Марса и Земли. В ходе этого дрейфа зарождающаяся планета рассеивала вещество протопланетного диска, частично вышибая его за пределы Солнечной системы, а частично закидывая на Солнце. В этот момент гравитационное взаимодействие Юпитера и Сатурна (чья орбита также сместилась внутрь) привело к изменению направления дрейфа планет-гигантов на противоположное и перемещению их наружу, на современные орбиты.

Другим результатом этих маневров было то, что орбита Нептуна оказалась вытеснена наружу, так что она влетела в остатки протопланетного диска, словно шар для боулинга в кегли. К этому времени диск расширился примерно до размеров нынешней орбиты Урана, а ко времени окончания планетных миграций система уже вышла далеко за пределы нынешней орбиты Плутона.

Большой галс позволяет объяснить ряд особенностей внутренней Солнечной системы. Например, потеря столь большого количества вещества протопланетного диска объясняет, почему Марс намного меньше Земли и Венеры, — предназначенный для него запас строительных материалов был попросту выброшен из Солнечной системы. Это же соображение позволяет объяснить, почему в поясе астероидов осталось так мало вещества.

Результатом всех этих дрейфов стал период длительностью несколько сотен миллионов лет, который отличался высокой интенсивностью столкновений, затронувших все тела во внутренней Солнечной системе. Этот период получил название Поздней тяжелой бомбардировки. Оставленные им шрамы видны в кратерах, которые дожили до наших дней на поверхности безвоздушных тел, таких как Меркурий и Луна.

За последние несколько десятилетий астрономы поняли, что ранняя эволюция Солнечной системы была весьма непохожа на спокойный, упорядоченный коллапс, который представлял Лаплас в XVIII веке. Но после окончания первоначальных фейерверков Солнечная система стала гораздо более упорядоченным и предсказуемым местом — как раз то, что нужно для начала путешествия по первой из наших вселенных.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить