Содержание

Планета Сатурн — презентация онлайн

1. Презентация.

по астрономии на тему: планета
Сатурн.
.
Выполнила: Еркина
Татьяна
Планета Сатурн
— шестая планета от Солнца и
вторая по размерам планета в Солнечной системе после
Юпитера.
Долгое время, почти
до конца 18 века,
Сатурн считался
последней планетой
Солнечной системы.
От других планет
Сатурн отличается
ярким кольцом,
открытым в 1655 году
нидерландским
физиком
Х.Гюйгенсом

4. Сатурн- самая удивительная планета в солнечной системе.

• Широкое,
совершенно
плоское кольцо
окружает экватор
планеты, как шляпу
— ее поля. Оно
расположено
наклонно к тому
кругу, по которому
Сатурн обходит
Солнце за 29,5 лет.
По отношению к
планете кольца всегда
расположены в
плоскости экватора. Но
через каждые 14,7 года
кольца бывают
повёрнуты к Земле
ребром, поэтому в
телескоп не видны:
только их тело тонкой
узкой полоской
перечёркивает диск
планеты. Планета, так
же как и Юпитер,
сплющенная у полюсов,
так как очень быстро
вращается вокруг своей
оси(с периодом всего в
Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее
в телескоп или изучать снимки «Вояджеров». Сказочные кольца
Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной
системы.
Планета известна с самых
древних времен.
Максимальная видимая
звездная величина Сатурна
+0,7m. Эта планета – один
из самых ярких объектов на
нашем звездном небе. Ее
тусклый белый свет создал
планете недобрую славу:
рождение под знаком
Сатурна издревле считалось
плохим предзнаменованием.
Кольца Сатурна видимы с
Земли в небольшой телескоп.
Они состоят из тысяч и тысяч
небольших твердых обломков
камней и льда, которые
вращаются вокруг планеты.

7. Широта колец Сатурна.

• С Земли в лучшие
телескопы видно
несколько колец,
разделенных
промежутками. Но на
фотографиях,
переданных с АМС,
видно множество колец.
Кольца очень
широкие: они
простираются над
облачным слоем планеты
на 60 000 км. Каждое
состоит из частиц и
глыб, движущихся по
своим орбитам вокруг
Сатурна.

8. Толщина колец Сатурна.

• Толщина же колец не
более 1 км. Поэтому,
когда Земля при своем
движении вокруг
Солнца оказывается в
плоскости колец
Сатурна (это случается
через 14-15 лет, так
было в 1994 г.), кольца
перестают быть
видимыми: нам
кажется, что они
исчезают.

9. Кто открыл кольца Сатурна.


Первым кольца Сатурна
открыл в XVII веке
Галилей, Гюйгенс. В
XIX в. английский физик
Дж. Максвелл (18311879), изучавший
устойчивость движения
колец Сатурна, а также
русский астрофизик А.А.
Белопольский (18541934) доказали, что
кольца Сатурна не могут
быть сплошными.
Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем составляет 1 433 531 000 километров.
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 миллионов километров. 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 её самой разрежённой планетой
Солнечной системы и единственной планетой, чья средняя плотность меньше плотности воды.
Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов, 34 минуты и 13 секунд. Сатурн назван в
честь римского бога Сатурна.
Газообразная структура
Сатурна.
Как и Юпитер,
Сатурн имеет
газообразную
структуру.
Исследования
показали, что
средняя
плотность в
восемь раз
меньше земной
и в два с лишнем
раза меньше,
чем у Солнца.
Что внутри Сатурна
В основном планета 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
Сатурн кажется спокойной и безмятежной, хотя
иногда на ней появляются некоторые
долговечные особенности. Скорость ветра на
Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что
значительно быстрее, чем, к примеру, на
Юпитере. У Сатурна имеется планетарное
магнитное поле, занимающее промежуточное
звено по мощности между магнитным полем
Земли и более мощным полем Юпитера.
Магнитное поле планеты Сатурн 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. Большинство спутников, кроме
Гипериона и Фебы, имеет синхронное
собственное вращение — они повёрнуты к
планете Сатурн всегда одной стороной.
Строение Сатурна
Ниже атмосферы
простирается океан
жидкого молекулярного
водорода. На глубине
около 30 000 км водород
становится
металлическим
(давление достигает
около 3 миллионов
атмосфер). Движение
металла создает мощное
магнитное поле. В
центре планеты
находится массивное
железо-каменное ядро.

14. Не много о температуре Сатурна.

• Если бы он не имел горячего ядра, то
температура поверхности была бы ещё
ниже, Так как от Солнца он получает
теплоты в 32 раза меньше, чем Земля, да
вдобавок почти половина её отражается.

15. Магнитное поле Сатурна.

• «Пионер-11», который в 1979 году пролетел
вблизи Сатурна, обнаружил у него
радиоизлучение. Это говорит о наличие
магнитного поля. Все спутники Этой планеты,
как и Луна, обращены к своей планете одной
и той же стороной.
Конец.

Один из спутников Сатурна оказался мертвым «зародышем» планеты

Группа астрономов под руководством Джонатана Люнина (Jonathan Lunine) из Корнеллского университета в городе Итака (США) изучала снимки Фебы, полученные зондом Кассини с 2004 года по настоящее время.

Ученые проанализировали структуру спутника Сатурна и попытались определить минеральный состав Фебы. По их словам, «картошкообразная» форма планеты и ее богатые водой породы не могли возникнуть в условиях, типичных для формирования комет и небольших астероидов.

Исследователи использовали полученные данные для моделирования условий, господствовавших в окрестностях Фебы во время ее рождения.

«Соединив данные с Кассини с методикой моделирования, которая ранее применялась для других тел Солнечной системы, мы смогли «вернуться» в прошлое и выяснить, почему Феба так сильно отличается от других спутников Сатурна», — пояснил Люнин.

Моделирование показало, что Феба сформировалась в первые три миллиона лет после возникновения Солнечной системы. Она появилась достаточно далеко от своей современной позиции, в поясе Койпера, на современной «свалке строительных материалов» Солнечной системы.

Жизнь и смерть нерожденной планеты

В первые мгновения существования «зародыша» его структура была очень пористой, похожей на сыр с большими дырками. По мере гравитационного сжатия и последующего разогрева недра Фебы стали более плотными и планетезималь достигла современной плотности, превышающей типичные значения для спутников Сатурна на 40%. Аналогичная плотность характерна для другого койперовского объекта — Плутона и его «двойника» Харона.

«Изучив снимки Кассини и промоделировав историю появления Кратеров, мы поняли, что Феба была изначально шарообразной, а не неправильной формы, которую потом «скруглили» падения астероидов», — добавил другой участник группы Питер Томас (Peter Thomas) из Корнеллского университета.

По словам планетологов, Феба оставалась «горячей» еще в течение нескольких десятков миллионов лет после ее формирования. Основой для этого мог служить распад радиоактивных элементов в ядре «зародыша». После своей геологической «смерти» планетезималь мигрировал в сторону планет-гигантов, где и был захвачен притяжением Сатурна.

Миссия «Кассини-Гюйгенс» — совместный проект космических агентств США, Европы и Италии по изучению Сатурна. Космический зонд «Кассини» со спускаемым аппаратом «Гюйгенс» был запущен в 1997 году и достиг орбиты планеты 1 июля 2004 года. «Гюйгенс» изучил атмосферу и поверхность Титана, спутника Сатурна, а «Кассини» после отделения аппарата продолжил изучение планеты и ее спутников.

В конце сентября 2010 года «Кассини» начал новый этап своей миссии, получивший название «Солнцестояние» (Solstice): срок работы аппарата продлен до 2017 года, а сам зонд даст ученым возможность впервые детально изучить весь сезонный период Сатурна.

Что такое планета сатурн.

Сообщение о планете сатурн

Планета Сатурн, пожалуй, имеет самый необычный вид среди всех планет Солнечной системы. Даже мало знакомый с астрономией человек легко узнает Сатурн по огромным кольцам, которые его опоясывают. Однако кольца являются не единственной интересной деталью, которые человечеству удалось узнать о гигантской загадочной планете.

Две теории возникновения Сатурна

Как возник и сформировался Сатурн доподлинно неизвестно. Однако существуют две теории, с помощью которых это пытаются объяснить.

  1. Теория аккреции (то есть, прироста). Согласно этой теории, образование планеты проходило в два этапа: сначала Сатурн сформировался по принципу твёрдых планет, а затем в его атмосферу стало попадать всё больше газообразных веществ из зоны Юпитера, что в конце концов повлияло на состав Сатурна.
  2. Теория контракции (то есть, притяжения). Теория притяжения гласит, что Сатурн образовался в ранний этап формирования нашей Солнечной системы из огромных сгустков космического вещества.

История названия

Название «Сатурн» имеет древнеримское происхождение. Изначально Сатурн был римским богом-земледельцем и покровителем строительства, и поэтому пользовался в народе огромным уважением. Именно в его честь в декабре римляне устраивали грандиозные празднества, которые назывались Сатурналии. Однако потом популярность Сатурна уменьшилась, так как его стали отождествлять с древнегреческим Кроносом — богом времени, титаном и отцом главных олимпийских богов, который пожирал своих детей и затем был свергнут своим сыном Зевсом.

О параметрах

Сатурн расположен между Юпитером с одной стороны, и Ураном — с другой. Относительно Солнца Сатурн находится на шестом месте. Данная планета считается «газовым гигантом», это делает её схожей с Ураном, Юпитером и Нептуном. Сатурн, как и все планеты этой группы, практически полностью состоит из газообразных веществ и поэтому на нём отсутствует твёрдая поверхность.

Сатурн — вторая по величине планета, уступает лишь Юпитеру — своему «соседу слева». Масса Сатурна больше массы нашей планеты практически в 90 раз, а диаметр его экватора составляет 120536 км, что больше экватора Земли почти в 10 раз. Однако по плотности Земля остаётся впереди (в 8 раз), а плотность Сатурна уступает не только всем остальным планетам Солнечной системы, но даже воде.

На полный оборот вокруг собственной оси окольцованный гигант тратит всего 10 с половиной часов, однако, на полное обращение вокруг Солнца он тратит чуть меньше 30 лет. Для сравнения, у Земли это занимает 24 часа и 1 год. Интересен тот факт, что Сатурн обращается вокруг своей оси быстрее, чем вокруг орбиты, это делает «кольцевую планету» по-настоящему уникальной.

Знаменитые кольца

Как известно, кольцами обладают все планеты газовой группы. Однако именно кольца Сатурна являются самыми заметными и выделяют его среди прочих планет. Ещё голландский исследователь Христиан Гюйгенс предполагал, что кольца Сатурна состоят из огромного количества мелких частиц и не являются сплошными.

Более поздние исследования подтвердили его догадку.

Всего существует 4 кольца Сатурна. Три из них являются главными, а четвёртое является более тонким, и поэтому менее заметным. Главные кольца принято обозначать тремя литерами латинского алфавита — A, B и C.

  1. Кольцо А. Расстояние до Сатурна: от 122 200 до 136 800 км. Ширина: 14 600 км.
  2. Кольцо В. Расстояние до Сатурна: от 92 000 до 117 500 км. Ширина: 25 500 км.
  3. Кольцо С. Расстояние до Сатурна: от 74 500 до 92 000 км. Ширина: 17 500 км.

При близком рассмотрении становится заметно, что главные кольца Сатурна на самом деле состоят из более мелких колец, отделённых друг от друга «щелями». Частицы, из которых образуются кольца, почти полностью состоят изо льда. Интересен следующий факт: имея колоссальный диаметр, кольца Сатурна являются крайне тонкими, их толщина даже не превышает 1 км.

Некоторая информация о спутниках

На сегодняшний день науке известны 62 естественных спутника Сатурна, 53 из которых названы собственными именами. В целом они делятся на регулярные (24 штуки) и нерегулярные (38 штук). По большей части они имеют малый размер и состоят изо льда и камней.

Крупнейшим спутником Сатурна считается Титан, который по величине является вторым в системе, уступая только Ганимеду.

Любопытен следующий факт: «Кассини» — знаменитый космический аппарат, обнаружил ещё один вид спутников Сатурна, которые находятся прямо в кольцах планеты. Учёные предполагают, что их количество составляет несколько миллионов.

Атмосфера кольцевого гиганта

Как правило, атмосфера Сатурна условно делится на два главных слоя: нижний и верхний.

Нижний слой атмосферы состоит из воды и гидросульфита аммония.

Верхний слой атмосферы планеты практически полностью состоит из водорода (более, чем на 96%). Помимо этого, в его составе присутствуют гелий (менее 4%) и примеси других веществ: этана, аммиака, метана, фосфина и прочих газов.

Наука располагает данными, согласно которым на Сатурне периодически появляются ураганы огромной мощности. Кроме того, в атмосфере Сатурна наблюдаются ветра, при том очень сильные (500 метров в секунду!). Как правило, они дуют на восток, то есть по осевому вращению и наиболее сильно проявляются ближе к экватору.

Особенно интересен следующий факт — на одном из полюсов планеты можно обнаружить новый вид полярного сияния в виде овальных колец. Впервые этот феномен был обнаружен английскими астрономами, а в дальнейшем с помощью полученных инфракрасных и ультрафиолетовых фотоснимков Сатурна, учёные смогли предположить, что, вероятно, это связано с колебаниями магнитосферы планеты из-за «солнечного ветра».

Сатурн может «похвастаться» ещё одним явлением, знакомым каждому землянину. Шторма и ураганы на планете очень сильно влияют на электромагнитную активность Сатурна, что вызывает мощные молнии в его атмосфере.

Каков Сатурн изнутри?

Внутренний состав Сатурна довольно сильно схож с составом Юпитера. Основным компонентом внутреннего строения планеты, как и её атмосферы, является водород.

Структура Сатурна:

  • Поверхностный слой. Предположительно, состоит из гелия и жидкого (молекулярного) водорода.
  • Внутренний слой. Состоит из тех же элементов, что и верхний слой. Однако в данном случае водород под действием давления превратился в из жидкого в металлический. Судя по всему, именно металлический водородный слой создаёт магнитосферу Сатурна.
  • Ядро. Расположено в самом центре планеты, и состоит изо льда, силикатных и металлических элементов.

Загадочный шестиугольник

Во время выполнения своей миссии космические зонды «Вояджер», а затем и космическая станция «Кассини» передали на Земли несколько снимков Сатурна, на которых учёные обнаружили «шестиугольник» — непонятное атмосферное явление на северном полюсе планеты в виде шестиугольника правильной формы. Его поперечная длина — 25 000 км.

Объяснения этого феномена не существует до сих пор, однако учёные делают предположение, что «шестиугольник» является очень мощным и устойчивых атмосферным вихрем.

  • Сатурн сформировался более чем 4 миллиардов лет назад.
  • Планета хорошо видна с Земли даже через простой телескоп.
  • В зависимости от времени года планета меняет свою окраску.
  • На планете происходит смена времён года.
  • Сам Сатурн отражает свет гораздо меньше, чем его кольца.
  • Индусы сопоставляли Сатурн со своим богом Шани — воплощением злого рока.
  • Астрология называет Сатурн недобрым куратором, который символизирует неизбежную судьбу.
  • Алхимики связывали Сатурн со свинцом — одним из главных химических элементов.
  • Самая низкая температура во всей Солнечной системе была замечена именно на Сатурне.

По величине она вторая после Юпитера, обладает огромной массой и плотным слоем колец, которые ее окружают. Атмосфера Сатурна — явление, которое долгие годы было предметом споров ученых. Но сегодня достоверно установлено, что именно газы составляют основу всего воздушного тела, которое не имеет твердой поверхности.

История великого открытия

Длительное время ученые полагали, что наша система замыкается именно этой огромной планетой, и за ее орбитой уже ничего нет. Ее изучением занимались с далекого 1610 года, после того как Галилей рассмотрел Сатурн в телескоп, а также выделил в своих записях наличие у него колец. В те годы никто и подумать не мог, что данное небесное тело настолько отличается от Земли, Венеры или Марса: даже не имеет поверхности и состоит полностью из газов, разогретых до немыслимых температур. Наличие атмосферы Сатурна подтвердилось только в ХХ веке. Более того, только современные ученые смогли сделать вывод, что планета — газовый шар.

Ее исследовал спутник «Вояджер-1», который смог выпустить зонд во внешние Были получены снимки, которые указали на содержание в основном водорода в составе облаков Сатурна, а также многих других газов. С тех пор исследования ведутся лишь на основе теорий и расчетов. И тут справедливо будет отметить, что одной из самых загадочных и неизведанных планет вплоть до настоящего момента является именно Сатурн.

Наличие атмосферы, ее состав

Мы знаем, что планеты земной группы, которые находятся в непосредственной близости к Солнцу, не имеют атмосферы. Но это твердые тела, которые состоят из камня и металла, имеют определенную массу и соответствующие ей параметры. С газовыми шарами дела обстоят совсем иначе. Атмосфера Сатурна — это основа его самого. Бесконечные газовые пары, туманы и облака собираются в невероятном количестве и образуют форму шара благодаря магнитному полю ядра.

Основу атмосферы планеты составляет водород: его свыше 96 процентов. В качестве примесей присутствуют другие газы, пропорции которых зависят от глубины. Стоит отметить, что кристаллов воды, различных модификаций льда и прочих органических веществ на Сатурне нет.

Два слоя атмосферы и их состав

Итак, атмосфера Сатурна делится на две части: внешний слой и внутренний. Первый состоит на 96,3 процента из молекулярного водорода, на 3 процента — из гелия. К этим основным газам примешаны такие компоненты, как фосфин, аммиак, метан и этан. Тут случаются сильные поверхностные которых достигает 500 м/с. Что касается нижнего слоя атмосферы, то здесь преобладает металлический водород — около 91 процента, а также гелий. В этой среде находятся облака из гидросульфида аммония. Нижний атмосферный слой всегда нагрет до предела. По мере приближения к ядру температура достигает тысячи Кельвинов, потому пока что исследовать планету с помощью зондов, изготовленных в земных условиях, невозможно.

Атмосферные явления

Самыми распространенными явлениями на этой планете являются ветра и ураганы. Большинство потоков дуют с запада на восток относительно осевого вращения. В районе экватора наблюдается небольшое затишье, а по мере удаления от него возникают западные потоки. Существуют на Сатурне и места, где с постоянной периодичностью случаются определенные К примеру, Большой белый овал возникает в южном полушарии раз в тридцать лет. Во время подобных «непогод» атмосфера Сатурна, состав которой еще больше способствует этому явлению, вся буквально пронизана молниями. Разряды возникают преимущественно в серединных широтах, между экватором и полюсами. Что касается последних, то тут главным явлением считается Более сильные вспышки случаются на севере, так как там магнитное поле сильнее, чем на юге. Сияние проступает в виде овальных колец или спиралей.

Давление и температура

Как выяснилось, атмосфера Сатурна делает эту планету достаточно прохладной в сравнении с Юпитером, но, конечно же, не такой ледяной, как Уран и Нептун. В верхних слоях температура составляет около -178 градусов по Цельсию с учетом постоянных ветров и ураганов. Чем ближе мы продвигаемся к ядру, тем больше усиливается давление, следовательно, поднимается и температура. В средних слоях она составляет -88 градусов, а давление — около тысячи атмосфер. Крайней точкой, которой достиг зонд, была температурная зона в -3. По расчетам в районе ядра планеты давление достигает 3 миллионов атмосфер. При этом температура равна 11 700

Послесловие

Кратко мы рассмотрели, какова по своей структуре атмосфера Сатурна. Состав ее можно сравнить с юпитерианской, также имеются сходства с ледяными гигантами — Ураном и Нептуном. Но, как и каждый газовый шар, Сатурн уникален по своему строению. Тут дуют очень сильные ветра, давление достигает невероятных показателей, а температура при этом остается прохладной (по астрономическим меркам).

Сатурн – вторая по размерам планета в нашей Солнечной системе и шестая планета от Солнца. Сатурн, точно так же как и Уран, Юпитер и Нептун, относятся к газовым гигантам. Свое название планета получила в честь бога земледелия.

В большей степени планета состоит из водорода, с незначительными примесями гелия и следами метана, воды, аммиака и тяжелых элементов. Что касается внутренней части, то она представляет собой незначительное ядро, включающее никель, железо и лед, покрытое газообразным внешним слоем и небольшим слоем металлического водорода. Внешняя атмосфера кажется при наблюдении из космоса однородной и спокойной, хотя иногда прослеживаются долговременные образования. У Сатурна есть планетарное магнитное поле, которое занимает промежуточное положение по напряженности между мощным полем Юпитера и магнитным полем Земли. Скорость ветра на планете может достигать до 1800 км/час, что намного больше чем на Юпитере.

Сатурн имеет заметную систему колец, которая главным образом состоит из частичек льда, имеющих меньшее количество пыли и тяжелых элементов. На данный момент вокруг Сатурна обращается 62 известных спутника. Самым крупным из них является Титан. Среди всех спутников он второй по размерам (после Ганимеда).

На орбите Сатурна располагается автоматическая межпланетная станция под названием «Кассини». Ученые запустили ее еще в 1997 году. А в 2004 году она достигла системы Сатурна, к задачам которой относятся изучение структуры колек и динамики магнитосферы и атмосферы.

Название планеты

Планета Сатурн была названа в честь римского бога земледелия. Позже он был отождествлен с предводителем титанов – Кроносом. Поскольку титан Кронос пожирал своих детей, он не пользовался популярностью среди греков. У римлян же бог Сатурн был в почете и уважении. Согласно древней легенде, он научил человечество обрабатывать землю, строить дома и выращивать растения. О временах его предполагаемого правления говорят «золотой век человечества», в его честь организовывались празднования, которые получили название Сатурналии. Рабы во время этих торжеств на незначительное время получали свободу. В индийской мифологии планете соответствует Шани.

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.

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.

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.

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.


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).

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.

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.

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.

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.

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.

Характеристики планеты:

  • Расстояние от Солнца: 1 427 млн км
  • Диаметр планеты: ~ 120 000 км *
  • Сутки на планете: 10ч 13мин 23с **
  • Год на планете: 29,46 лет ***
  • t° на поверхности: -180°C
  • Атмосфера: 96% водород; 3% гелий; 0,4% метан и следы других элементов
  • Спутники: 18

* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)

Сатурн является шестой по счету планетой от Солнца — среднее расстояние до светила составляет почти 9,6 а. е. (≈780 млн. км).

Презентация: планета Сатурн

Период обращения планеты по орбите составляет 29,46 лет, а время оборота вокруг своей оси — почти 10 ч 40 мин. Экваториальный радиус Сатурна составляет 60268 км, а его масса — более 568 тысяч миллиардов мегатонн (при средней плотности планетарного вещества ≈0,69 г/куб. см). Таким образом, Сатурн является второй по размеру и массе планетой Солнечной системы после Юпитера. На уровне атмосферного давления 1 бар температура атмосферы равна 134 К.

Внутреннее строение

Основными химическими элементами, составляющими Сатурн, являются водород и гелий. Эти газы переходят при высоком давлении внутри планеты сначала в жидкое состояние, а затем (на глубине 30 тыс. км) в твердое, поскольку в существующих там физических условиях (давление ≈3 млн. атм.) водород приобретает металлическую структуру. В этой металлической структуре создается сильное магнитное поле, его напряженность на верхней границе облаков в районе экватора равна 0,2 Гс. Ниже слоя металлического водорода располагается твердое ядро из более тяжелых элементов, например, железа.

Атмосфера и поверхность

Помимо водорода и гелия атмосфера планеты содержит небольшие количества метана, этана, ацетилена, аммиака, фосфина, арсина, германа и других веществ. Средняя молекулярная масса составляет 2,135 г/моль. Основная характеристика атмосферы — однородность, которая не позволяет различить на поверхности мелкие детали. Скорость ветров на Сатурне высокая — на экваторе достигает 480 м/с. Температура верхней границы атмосферы равна 85 К (-188°C). В верхних слоях атмосферы много метановых облаков — несколько десятков поясов и ряд отдельных вихрей. Кроме того, здесь довольно часто наблюдаются мощные грозы и полярные сияния.

Спутники планеты Сатурн

Сатурн уникальная планета, которая имеет систему колец с миллиардами маленьких объектов частиц льда, железных и каменных пород, а также много спутников — все они вращаются вокруг планеты. Некоторые спутники имеют крупные размеры. Например, Титан, один из крупных спутников планет в Солнечной системе, уступающий по размерам лишь спутнику Юпитера Ганимеду. Титан единственный спутник во всей Солнечной системе, который имеет атмосферу, причем имеющую сходство с земной, где давление всего в полтора раза выше, чем у поверхности планеты Земля. Всего спутников у Сатурна из уже открытых 62, у них есть собственные орбиты вокруг планеты, остальные частицы и мелкие астероиды входят в так называемую систему колец. Все новые спутники начинают открываться исследователям, так на 2013 год последними подтвержденными спутниками стали Эгеон и S/2009 S 1.

Главной особенностью Сатурна, отличающей его от других планет, является огромная система колец — ее ширина составляет почти 115 тыс. км при толщине порядка 5 км. Составными элементами этих образований являются частицы (их размер доходит до нескольких десятков метров), состоящие изо льда, оксида железа и каменных пород. Кроме системы колец эта планета имеет большое количество естественных спутников — около 60. Самым большим является Титан (этот спутник второй по величин в Солнечной системе), радиус которого превышает 2,5 тыс. км.

С помощью межпланетного аппарата Cassini было запечатлено уникальное явление на планете гроза. Оказывается, на Сатурне также, как и на нашей планете Земля, случаются грозы, только происходят они во много раз реже, а вот продолжительность грозы длится в течении нескольких месяцев. Данная гроза на видео длилась на Сатурне с января по октябрь в 2009 году и была самым настоящим штормом на планете. На видео также слышны радиочастотные потрескивания (характеризующие вспышки молний), как сказал об этом необыкновенном явлении Georg Fischer (ученый Института космических исследований в Австрии) — «Впервые мы одновременно наблюдаем молнии и слышим радиоданные»

Изучение планеты

Первым наблюдал Сатурн в 1610 году Галилей в свой телескоп с 20-кратным увеличением. Кольцо было открыто Гюйгенсом 1658 году. Наибольший же вклад в изучение этой планеты внес Кассини, открывший несколько спутников и разрывы в структуре кольца, самый широкий из которых носит его имя. С развитием космонавтики изучение Сатурна было продолжено с применением автоматических космических аппаратов, первым из которых был Пионер-11 (экспедиция состоялась в 1979 году). Продолжены космические исследования были аппаратами из серии Вояджер и Кассини-Гюйгенс.

На шестой позиции орбите от Солнца располагается Сатурн, вторая по величине планета в Солнечной системе. Вокруг не го кружится множество спутников, ветер в его атмосфере может достигать 1800 км/ч, однако самой знаменитой его особенностью, что делает одной из самых узнаваемых планет, являются система колец. Но обо всем по порядку.

История открытия планеты.

Планета Сатурн была известна еще во времена Древней Греции. Ввиду своей небольшой яркости, которая в максимуме может достигать всего -0,4 звездной величины, и относительно небольшой скорости передвижения по небосклону уже в те времена знали, что эта планета удалена дальше всего от Земли и Солнца.

Первые наблюдения за планетой в телескоп провел Галилео Галилей в 1610 году. Однако проведя наблюдения в свой телескоп с увеличением всего 20 крат, Галилей не увидел колец. То что он увидел было похоже три неподвижные почти касающихся звезды, при этом центральная была крупнее боковых, и все три были расположены на прямой линии.

10 вещей которые необходимо знать о Сатурне!

  1. Сатурн является шестой планетой от Солнца;
  2. В атмосфере Сатурна дуют самые сильные ветра в Солнечной системе;
  3. Сатурн является одной из самых наименее плотных планет в Солнечной системе;
  4. Вокруг планеты расположена самая большая система колец в Солнечной системе;
  5. Одни сутки на планете длятся практически один земной год и равны 378 земным суткам;
  6. Сатурн посетило 4 научно-исследовательских космических аппарата;
  7. Сатурн вместе с Юпитером составляют примерно 92% всей планетарной массы Солнечной системы;
  8. Один год на планете длится 29,5 земных лет;
  9. Вокруг планеты вращается 62 известных естественных спутника;
  10. В настоящее время, изучением Сатурна и его колец занимается автоматическая межпланетная станция Cassini;

Астрономические характеристики

Значение имени планеты Сатурн

Своему названию планета обязана своему неторопливому движению по небосклону. Древние Греки называли его Кроносом в честь бога — отца Зевса хранителя времени, ведающего тайнами жизни и смерти. Только в древнем Риме планета получила свое настоящее называние в честь бога земледелия — Сатурн.

Физические характеристики Сатурна

Кольца и спутники

Вокруг Сатурна находится полный комплект околопланетных объектов — спутники и кольца.


В настоящее время астрономам известно по крайней мере 62 естественных спутника газового гиганта. Поскольку свое название планета получила в честь Кроноса, главного титана в древнегреческой мифологии, луны Сатурна были названы в честь других титанов и их потомков, а также гигантов из галльских и норвежских мифов.

Самым большим спутником Сатурна является Титан. Он ненамного меньше чем Меркурий, и является вторым по величине спутником в Солнечной системе, после Ганимеда — луны Юпитера.

Спутники Сатурна могут как выглядеть очень причудливо так и иметь интересные характеристики. Пан и Атлас имеют форму летающих тарелок, Япет с одной стороны яркий и чистый как снег а с другой стороны темный как уголь. Энцелад способен извергать со своей южной полярной области ледяные гейзеры, которые ученые насчитали около 101 штуки.

Астрономы предполагают, что на орбите Сатурна вращается намного больше лун. Но из-за их небольших размеров и довольно хаотичности системы, которая заставляет их сталкиваться, создаваться, разрушаться, что приводит к трудностям к определению их точного количества.

Первым кто увидел кольца Сатурна стал Галилео Галилей в 1610 году, однако из-за недостаточной мощности своего телескопа, он не смог их распознать. То что он увидел было больше похоже на шар с двумя ушками или ручками. Плоские кольца Сатурна первым смог отчетливо увидеть Христиан Гюйгенс в распоряжении которого был более мощный телескоп.

Дальнейшее изучение колец в еще более мощные телескопы показали что Сатурн фактически окружает система из большого числа колец, состоящих из миллиардов частиц льда и камней размером от сахарного кристаллика до дома. Самое большое кольца имеет диаметр в 200 раз больше диаметра самой планеты.

Как полагают астрономы, кольца образовались из обломков комет, астероидов и разрушенных лун на орбите Сатурна.

Свое название кольца получали в алфавитном порядке в порядке их обнаружения. Кроме колец свои названия получают и щели между кольцами. Одна из щелей, около 4700 километров шириной, была обнаружена космическим аппарат Cassini в 2009 года. В последствии она получила название “Деление Кассини”.

Особенности планеты

Подобно Юпитеру, Сатурн в основном состоит из водорода и гелия. Его объем в 775 раз больше чем у Земли. В верхних слоях атмосферыв районе экватора, ветра могут достигать скорости до 500 метров в секунду. Эти сверхбыстрые ветра в сочетании с теплом исходящих из недр планеты, вызывают желтые и золотые полосы, которые отчетливо видны в атмосфере планеты

Кольцевая система Сатурна является самой большой и сложной в Солнечной системе, раскинувшись на сотни тысяч километров от планеты. В начале 1980 — х годов два космических аппарата серии Voyager, показали что кольца Сатурна состоят в основном из льда и камней размером от нескольких микрометров до нескольких десятком метров. Две небольшие луны Сатурна вращаются в пробелах основных колец.

Магнитное поле планеты не настолько велико как у Юпитера и в 578 раз слабее земного. Однако на изображениях космического телескопа Hubble отчетливо что в полярных областях планеты присутствуют полярные сияния.

В настоящее время на орбите Сатурна находиться исследовательский космический аппарат Cassini, который за четырех летний период работы облетит планету более 70 раз, изучив его спутники, кольца и магнитосферы. Для широкой общественности исследовательский зонд предоставляет огромное количество великолепных фотографий колец и лун Сатурна.

Космос — Планета- гигант- Сатурн

Планета- гигант- Сатурн

Планета- гигант- Сатурн

Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее в телескоп или изучать снимки «Вояджеров». Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы.

Сатурн. Снимок телескопа им. Хаббла.

Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета – один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Ее тусклый белый свет создал планете недобрую славу: рождение под знаком Сатурна издревле считалось плохим предзнаменованием. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

Большая полуось орбиты планеты составляет 9,584 а.е., а период обращения равен 29,666 лет. Эксцентриситет орбиты составляет е = 0,057, наклон к плоскости эклиптики 2°29′. Период вращения вокруг оси – звездные сутки – составляет 10 часов 14 минут (на широтах до 30°). Так как Сатурн – не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области: на полюсах один оборот совершается примерно на 26 минут медленнее. Средний период обращения вокруг оси – 10 часов 40 минут. Под действием центробежных сил Сатурн заметно сплющен. Его сжатие составляет порядка 10 %.

Сатурн мог бы плавать в воде.

Масса Сатурна равна М = 95,159 М = 5,6850•1026, радиус намного больше радиуса Земли: R = 9,45 R = 60 268 км. Сатурн имеет одну интересную особенность: он – единственная планета в Солнечной системе, чья плотность меньше плотности воды (700 кг на кубический метр). Если бы было возможно создать огромный океан, Сатурн смог бы в нем плавать! Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности составляет g = 9,44 м/с2. Альбедо 0,47. Атмосфера Сатурна состоит почти полностью из водорода, гелия и азота. АМС «Вояджер-1» выяснил, что около 7 % объема верхней атмосферы Сатурна – гелий (по сравнению с 11 % в атмосфере Юпитера), в то время как почти все остальное – водород. Поскольку предполагается, что условия формирования обеих планет одинаковы, то количество гелия на Сатурне должно быть примерно таким же, как и на Юпитере и Солнце. Недостаток этого элемента в верхней атмосфере может означать, что более тяжелый гелий, возможно, медленно опускается к ядру Сатурна. При этом выделяется тепловая энергия, которая излучается в космос. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских, поэтому Сатурн не настолько «полосатый». Минимальная температура на Сатурне – 82 К – измерена радиолучом «Вояджера-2». Температура возрастает при погружении в атмосферу. Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро.


Температура атмосферы (см. диаграмму слева). Химический состав атмосферы (см. изображ. справа).

На Сатурне очень сильные ветра. «Вояджер-2» измерил их скорость на экваторе – получилось около 500 м/с. Ветра дуют, большей частью, в восточном направлении (напомним, что как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток). Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2000 километров. 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.

Зависимость скорости ветров на Сатурне от широты (см. диаграмму слева). В атмосфере Сатурна часто наблюдаются штормы, хотя и не такие мощные, как знаменитое Красное Пятно. В частности, обнаружено пятно размером около 1250 км. Магнитосфера планеты. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером. Напряженность магнитного поля на уровне видимых облаков на экваторе 0,2 Гс (на поверхности Земли магнитное поле равно 0,35 Гс). Магнитосфера Сатурна отличается от юпитерианской (см. изображ. справа). У Сатурна ось вращения совпадает с осью диполя. Некоторые заряженные частицы, двигаясь от полюса к полюсу, проходят через систему колец и поглощаются там льдом и пылью. Поэтому в области колец магнитосфера Сатурна очень пуста – в ней очень мало заряженных частиц. Система спутников Сатурна довольно сложна. Известны 30 спутников. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет.

Система спутников Сатурна.


Спутник Мимас. Огромный ударный кратер Гершель имеет около 130 км в диаметре. Спутники Сатурна (и других планет-гигантов) можно разделить на две группы – регулярные и иррегулярные. Регулярные спутники движутся по почти круговым орбитам, лежащим недалеко от планеты вблизи ее экваториальной плоскости. Все регулярные спутники обращаются в одном направлении – в направлении вращения самой планеты. Это указывает на то, что сформировались эти спутники в газопылевом облаке, окружавшем планету в период ее рождения. В отличие от них, иррегулярные спутники обращаются далеко от планеты, по хаотическим орбитам, ясно указывающим, что эти тела были захвачены планетой сравнительно недавно из числа пролетавших мимо нее астероидов или ядер комет.

В настоящее время уточняются параметры орбит спутников и их размеры. После уточнения орбит спутников Генеральная ассамблея МАС присвоит им имена. Большинство спутников состоит из льда: их плотность не превышает 1400 кг/м3. У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной.

Энцелад – самое светлое тело Солнечной системы (альбедо близко к 1). Оно покрыто, по-видимому, тонким слоем инея. Два наиболее крупных кратера справа носят имена Али Бабы и Аладдина. 

Тефия знаменита кратером Одиссей (400 км, около 2/5 диаметра спутника) и гигантским каньоном Итака, протянувшимся на 3 тысячи километров.

Тефия, открытая в 1684 Джованни Кассини, как бы «пасет» два других спутника – Телесто и Калипсо, расположенных на 60° впереди и позади Тефии. Подобным образом двигаются Троянцы вместе с Юпитером. Спутник перед собой имеет и другая крупная луна – Диона.

Диона. Крупнейший кратер имеет размеры около 100 км в поперечнике. На спутнике Сатурна Рее есть кратеры диаметром вплоть до 300 км. Это второй по размерам (после Титана) спутник Сатурна.

Гиперион – темный спутник неправильной формы с хаотическим собственным вращением. Темный Гиперион не имеет постоянной скорости вращения вокруг своей оси: она меняется в течение месяца на десятки процентов. Спутник Сатурна Феба обращается вокруг планеты в обратную сторону. Мелкая пыль от него попадает на «переднюю» (по ходу движения) поверхность Япета, вызывая сильное ее почернение.

Самый крупный спутник Сатурна, Титан, открытый в 1655 году Христианом Гюйгенсом, по своей величине превосходит планету Меркурий. Его диаметр 5150 км. Его внутреннее строение похоже на строение юпитерианских спутников. У Титана предполагается наличие твердого каменистого ядра и ледяной оболочки. АМС «Вояджер-1» прошел на расстоянии всего 7000 км от спутника. У Титана плотная красно-оранжевая атмосфера с облаками высотой около 200 км, через которую нельзя различить детали поверхности. Атмосфера Титана состоит на 85% из азота, на 12% из аргона, около 3% занимает метан, обнаружены также примеси кислорода, водорода, этана, пропана и других газов. Появились свидетельства о существовании кратковременных метановых облаков; возможно, на Титане идут метановые дожди. Существует вероятность, что под атмосферой находится метан-этановый океан глубиной в несколько километров. Спускаемый аппарат «Гюйгенс», который в ноябре 2004 года будет доставлен к Титану АМС «Кассини», оборудован двумя посадочными системами: для посадки на твердую поверхность и приводнения на предполагаемый океан спутника.

Строение атмосферы Титана.

На берегу метанового океана (см. коллаж слева). Давление на поверхности примерно в полтора раза больше, чем на Земле. Температура верхних слоев атмосферы составляет 150 К. Поверхность Титана холоднее, примерно 100 К. Метан играет важную роль в поддержании теплового режима атмосферы. Благодаря ему на Титане наблюдается нечто подобное земному парниковому эффекту, из-за чего атмосфера Титана имеет более высокую температуру. Солнечные лучи разрушают молекулы метана; без постоянного его пополнения весь атмосферный метан должен был бы разрушиться в течение 10 миллионов лет. Выдвигаются две гипотезы пополнения запасов метана: падение комет и наличие действующих вулканов. На поверхности этот газ может существовать во всех трех фазах, поэтому на Титане могут быть метановые океаны и реки.

Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых частиц из камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

Кольца Сатурна. Снимок с «Вояджера»


Существует 3 основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть и более слабые кольца – D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть в средний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини. В ясные ночи можно даже увидеть менее заметные щели. Внутренние части колец вращаются быстрее внешних.

Схема строения колец. Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляют всего несколько десятков метров. Сквозь кольца можно увидеть звезды, хотя свет их при этом заметно ослабевает. Все кольца состоят из отдельных кусков льда разных размеров: от пылинок до нескольких метров в поперечнике. Эти частицы двигаются с практических одинаковыми скоростями (около 10 км/с), иногда сталкиваясь друг с другом. Под действием спутников кольцо немного выгибается, переставая быть плоским: видны тени от Солнца. 

Внешний вид колец меняется от года к году. Это обусловлено наклоном плоскости колец к плоскости орбиты планеты. Плоскость колец наклонена к плоскости орбиты на 29°. Поэтому в течение года мы видим их максимально широкими, после чего их видимая ширина уменьшается, и, примерно через 15 лет, они превращаются в слабо различимую черту. В 1610 году Галилео Галилей впервые увидел в телескоп кольца Сатурна, но не понял, что это такое, поэтому записал, что Сатурн состоит из частей. Полвека спустя Христиан Гюйгенс сообщил о наличии у Сатурна кольца, а в 1675 году Кассини обнаружил между кольцами щель.

Кольца Сатурна постоянно будоражили воображение исследователей своей уникальной формой. Кант первым предсказал существование тонкой структуры колец Сатурна. Пользуясь своей моделью протопланетного облака, он представлял себе кольцо в виде плоского диска из сталкивающихся частиц, вращающихся дифференциально вокруг планеты по закону Кеплера. Именно дифференциальное вращение, согласно Канту, является причиной расслоения диска на серию тонких колечек. Позднее Симон Лаплас доказал неустойчивость твердого широкого кольца. В середине прошлого века астрономы обнаружили десять колечек вокруг Сатурна. Выдающийся вклад в исследование устойчивости колец Сатурна внес Джеймс Максвелл, получивший премию Адамса за труд, в котором он показал, что такие узкие кольца также неустойчивы и будут падать на планету. И хотя вывод Maксвелла о падении гипотетического сплошного ледового кольца на планету был неправильным (такое кольцо гораздо раньше должно развалиться на куски), следствие из него – метеорное строение колен Сатурна – оказалось верным. Так, к концу XIX века гипотеза метеорного строения колец Сатурна, высказанная впервые Жаном Кассини, получила теоретическое, а в 1893 году – и наблюдательное подтверждение. В течение XX века шло постепенное накопление новых данных о планетных кольцах: получены оценки размеров и концентрации частиц в кольцах Сатурна, спектральным анализом установлено, что кольца – ледяные, открыто загадочное явление азимутальной переменности яркости колец Сатурна.

Данная анимация показывает одно из колец Сатурна! Материал получен при помощи аппарата «Кассини» в ноябре 2004 года.  Источник анимацииДополнение от 04.12.2004

Презентация по астрономии на тему планета Сатурн

Презентация. по астрономии на тему: планета Сатурн.

Планета Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера.

Долгое время, почти до конца 18 века, Сатурн считался последней планетой Солнечной системы. От других планет Сатурн отличается ярким кольцом, открытым в 1655 году нидерландским физиком Х. Гюйгенсом

Сатурн- самая удивительная планета в солнечной системе. • Широкое, совершенно плоское кольцо окружает экватор планеты, как шляпу — ее поля. Оно расположено наклонно к тому кругу, по которому Сатурн обходит Солнце за 29, 5 лет.

n По отношению к планете кольца всегда расположены в плоскости экватора. Но через каждые 14, 7 года кольца бывают повёрнуты к Земле ребром, поэтому в телескоп не видны: только их тело тонкой узкой полоской перечёркивает диск планеты. Планета, так же как и Юпитер, сплющенная у полюсов, так как очень быстро вращается вокруг своей оси(с периодом всего в 10 ч15’).

Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее в телескоп или изучать снимки «Вояджеров» . Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы. Планета известна с самых древних времен. Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0, 7 m. Эта планета – один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Ее тусклый белый свет создал планете недобрую славу: рождение под знаком Сатурна издревле считалось плохим предзнаменованием. Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

Широта колец Сатурна. • С Земли в лучшие телескопы видно несколько колец, разделенных промежутками. Но на фотографиях, переданных с АМС, видно множество колец. Кольца очень широкие: они простираются над облачным слоем планеты на 60 000 км. Каждое состоит из частиц и глыб, движущихся по своим орбитам вокруг Сатурна.

Толщина колец Сатурна. • Толщина же колец не более 1 км. Поэтому, когда Земля при своем движении вокруг Солнца оказывается в плоскости колец Сатурна (это случается через 14 -15 лет, так было в 1994 г. ), кольца перестают быть видимыми: нам кажется, что они исчезают.

Кто открыл кольца Сатурна. • Первым кольца Сатурна открыл в XVII веке Галилей, Гюйгенс. В XIX в. английский физик Дж. Максвелл (18311879), изучавший устойчивость движения колец Сатурна, а также русский астрофизик А. А. Белопольский (18541934) доказали, что кольца Сатурна не могут быть сплошными.

Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем составляет 1 433 531 000 километров. 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 миллионов километров. 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 её самой разрежённой планетой Солнечной системы и единственной планетой, чья средняя плотность меньше плотности воды. Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов, 34 минуты и 13 секунд. Сатурн назван в честь римского бога Сатурна.

Газообразная структура Сатурна. n Как и Юпитер, Сатурн имеет газообразную структуру. Исследования показали, что средняя плотность в восемь раз меньше земной и в два с лишнем раза меньше, чем у Солнца.

Что внутри Сатурна В основном планета 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 Сатурн кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно быстрее, чем, к примеру, на Юпитере. У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное звено по мощности между магнитным полем Земли и более мощным полем Юпитера. Магнитное поле планеты Сатурн 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. Большинство спутников, кроме Гипериона и Фебы, имеет синхронное собственное вращение — они повёрнуты к планете Сатурн всегда одной стороной.

Строение Сатурна Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро.

Не много о температуре Сатурна. • Если бы он не имел горячего ядра, то температура поверхности была бы ещё ниже, Так как от Солнца он получает теплоты в 32 раза меньше, чем Земля, да вдобавок почти половина её отражается.

Магнитное поле Сатурна. • «Пионер-11» , который в 1979 году пролетел вблизи Сатурна, обнаружил у него радиоизлучение. Это говорит о наличие магнитного поля. Все спутники Этой планеты, как и Луна, обращены к своей планете одной и той же стороной.

Спасибо за внимание

Особенности строения оболочек планеты сатурн.

Строение и жизнь вселенной. Физические характеристики Сатурна

Планета Сатурн — один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Отличительной ее особенностью является наличие колец. Впервые их увидел в 1610 г. Г. Галилей, но не понял, что это такое, записав, что Сатурн состоит из частей.

Полвека спустя голландский математик, физик и астроном Христиан Гюйгенс (1629-1695) сообщил о наличии у Сатурна кольца, а в 1675 г. известный итальянский и французский астроном Жан Доминик Кассини (1625-1712) обнаружил между кольцами щель.

Эти кольца видимы с Земли даже в небольшой телескоп. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых обломков камней и льда, которые вращаются вокруг планеты. Один раз в 14-15 лет колец Сатурна с Земли не видно, так как они поворачиваются ребром.

Общие характеристики планеты Сатурн

Поэтому Сатурн — не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области: на полюсах один оборот совершается примерно на 26 мин медленнее.

Одна из особенностей Сатурна заключается в том, что это единственная планета в Солнечной системе, чья плотность меньше плотности воды. Атмосфера Сатурна очень плотная, она состоит на 94 % из водорода и на 6 % из гелия. Температура на поверхности планеты 150 °С.

Скорость ветров на Сатурне зависит от широты места, достигая 500 м/с, что втрое больше, чем на Юпитере. В атмосфере Сатурна часто наблюдаются штормы, хотя и не такие мощные, как знаменитое Красное Пятно Юпитера. В частности, на Сатурне обнаружено Большое Коричневое Пятно.

Планета имеет восемь больших главных и множество малых спутников.

Большинство спутников состоит из льда: их плотность не превышает 1400 кг/м 3 У наиболее крупных спутников формируется каменистое ядро. Почти все спутники всегда повернуты к планете одной стороной.

Самый крупный спутник Сатурна — Титан. По своей величине он превосходит планету Меркурий. Его диаметр 5150 км. Он был открыт в 1655 г. Христианом Гюйгенсом. На Титане есть океаны, моря, континенты. Температура составляет 180 °С. Этот спутник окутан оранжевой атмосферой из метана и этана.

Спутник Энцелад — самое светлое тело Солнечной системы, которое, по-видимому, покрыто тонким слоем инея. Два наиболее крупных кратера на этом спутнике Сатурна носят имена Али-Бабы и Аладдина.

Гиперион — темный спутник неправильной формы с хаотическим собственным вращением. Он не имеет постоянной скорости вращения вокруг своей оси: она меняется в течение месяца на десятки процентов.

Спутник Сатурна Феба обращается вокруг планеты в обратную сторону.

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.

Физические характеристики

Орбитальные характеристики

Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем составляет 1 433 531 000 километров (9,58 а.е) . 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.

Общие сведения

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.

Исследования Сатурна

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

Вид Сатурна в современный телескоп (слева) и в телескоп времён Галилея (справа)

Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в -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

Сравнение Сатурна и Земли

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

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 ). 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.

  • 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.

Гексагональное атмосферное образование на северном полюсе Сатурна

  • 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.

Полярное сияние над северным полюсом Сатурна

  • 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.

Примечания

См. также

Ссылки

  • У спутников Сатурна обнаружены кольца — так же, как и у самой планеты
  • Фотографии Сатурна, сделанные зондом «Кассини» с 2004 по 2009 г.г.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Сатурн – шестая от Солнца планета Солнечной системы, одна из планет-гигантов. Характерная особенность Сатурна, его украшение, – система колец, состоящих в основном изо льда и пыли. Обладает множеством спутников. Сатурн был назван древними римлянами в честь особо почитаемого ими бога земледелия.

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/см 3 , 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.

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

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. Причин 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.

Атмосфера


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.

Кольца

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.

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.

Сатурн – вторая по размерам планета в нашей Солнечной системе и шестая планета от Солнца. Сатурн, точно так же как и Уран, Юпитер и Нептун, относятся к газовым гигантам. Свое название планета получила в честь бога земледелия.

В большей степени планета состоит из водорода, с незначительными примесями гелия и следами метана, воды, аммиака и тяжелых элементов. Что касается внутренней части, то она представляет собой незначительное ядро, включающее никель, железо и лед, покрытое газообразным внешним слоем и небольшим слоем металлического водорода. Внешняя атмосфера кажется при наблюдении из космоса однородной и спокойной, хотя иногда прослеживаются долговременные образования. У Сатурна есть планетарное магнитное поле, которое занимает промежуточное положение по напряженности между мощным полем Юпитера и магнитным полем Земли. Скорость ветра на планете может достигать до 1800 км/час, что намного больше чем на Юпитере.

Сатурн имеет заметную систему колец, которая главным образом состоит из частичек льда, имеющих меньшее количество пыли и тяжелых элементов. На данный момент вокруг Сатурна обращается 62 известных спутника. Самым крупным из них является Титан. Среди всех спутников он второй по размерам (после Ганимеда).

На орбите Сатурна располагается автоматическая межпланетная станция под названием «Кассини». Ученые запустили ее еще в 1997 году. А в 2004 году она достигла системы Сатурна, к задачам которой относятся изучение структуры колек и динамики магнитосферы и атмосферы.

Название планеты

Планета Сатурн была названа в честь римского бога земледелия. Позже он был отождествлен с предводителем титанов – Кроносом. Поскольку титан Кронос пожирал своих детей, он не пользовался популярностью среди греков. У римлян же бог Сатурн был в почете и уважении. Согласно древней легенде, он научил человечество обрабатывать землю, строить дома и выращивать растения. О временах его предполагаемого правления говорят «золотой век человечества», в его честь организовывались празднования, которые получили название Сатурналии. Рабы во время этих торжеств на незначительное время получали свободу. В индийской мифологии планете соответствует Шани.

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.

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.

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.

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.


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).

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.

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.

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.

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.

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.

Рассказ о Сатурне для детей содержит информацию о том какая температура на Сатурне, о его спутниках и особенностях. Сообщение о Сатурне Вы можете дополнить интересными фактами.

Краткое сообщение о Сатурне

Са­турн – ше­стая пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы, ко­то­рую еще на­зы­ва­ют «вла­сте­лин колец».

Пла­не­та по­лу­чи­ла свое на­зва­ние от имени древ­не­рим­ско­го бога пло­до­ро­дия. Пла­не­та из­вест­на с дав­них вре­мен, ведь Са­турн – один из самых ярких объ­ек­тов на нашем звезд­ном небе. Это вто­рая по ве­ли­чине пла­не­та-ги­гант. Коль­ца Са­тур­на, со­сто­я­щие из тысяч твер­дых об­лом­ков кам­ней и льда, вра­ща­ют­ся во­круг пла­не­ты со ско­ро­стью 10 км/с. Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра.

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 Мер­ку­рий и об­ла­да­ет един­ствен­ной среди спут­ни­ков Сол­неч­ной си­сте­мы плот­ной ат­мо­сфе­рой

Сообщение о Сатурне для детей

Шестая планета Сатурн была названа в честь римского бога земледелия. Ее размеры лишь немногим уступают Юпитеру.

Средний диаметр Сатурна составляет 58000 км. Несмотря крупный размер, сутки на Сатурне длятся всего 10 часов 14 минут . Один оборот вокруг Солнца совершается почти за 30 земных лет.

У планеты обнаружено 62 спутника . Среди них наиболее известны Атлас, Прометей, Пандора, Эпиметей, Янус, Мимас, Энцелад, Тефия, Телесто, Калипсо, Диона, Елена, Рея, Титан, Гиперон, Япет, Феба. Спутник Феба, в отличие от всех остальных, обращается в обратном направлении. Кроме того, предполагается существование ещё 3 спутников.

По массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое. Планета состоит из газов, водорода в нем 94%, а остальное — в основном гелий.

Благодаря этому, скорости ветров на Сатурне выше, чем на Юпитере, – 1700 км/ч. Причем, потоки ветра в южном и северном полушариях планеты симметричны относительно экватора.

Температура поверхности Сатурна -188 градусов по Цельсию: это результат солнечной активности и собственного источника тепла. В центре планеты располагается железокремниевое ядро, с примесью льдов из метана, аммиака и воды, причем химическая решетка льда внутри Сатурна значительно отличается от обычной.

Уникален Сатурн еще и потому, что его плотность меньше, чем плотность земной воды. На этой планете постоянно наблюдаются грандиозные штормы, видимые даже с Земли, сопровождаемые молниями!

Самым примечательным явлением космического бога времени считаются кольца, опоясывающие планету. Они были открыты еще Галилеем в 1610 году. Они вращаются вокруг Сатурна с разной скоростью и состоят из тысяч твер­дых об­лом­ков кам­ней и льда.

Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра Сегодня астрономам известно о наличии 7 главных колец.

Физические характеристики
Сжатие 0,097 96 ± 0,000 18
Экваториальный радиус 60 268 ± 4 км
Полярный радиус 54 364 ± 10 км
Площадь поверхности 4,27×10 10 км²
Объём 8,2713×10 14 км³
Масса 5,6846×10 26 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
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 (H 2)
~3 % Гелий
~0,4 % Метан
~0,01 % Аммиак
~0,01 % Дейтерид водорода (HD)
0,000 7 % Этан
Льды :
Аммиачные
Водяные
Гидросульфид аммония(NH 4 SH)

Планета Сатурн. Фото. Спутники. Масса. Видео.

Сатурн – вторая по размерам планета в нашей Солнечной системе и шестая планета от Солнца. Сатурн, точно так же как и Уран, Юпитер и Нептун, относятся к газовым гигантам. Свое название планета получила в честь бога земледелия.

В большей степени планета состоит из водорода, с незначительными примесями гелия и следами метана, воды, аммиака и тяжелых элементов. Что касается внутренней части, то она представляет собой незначительное ядро, включающее никель, железо и лед, покрытое газообразным внешним слоем и небольшим слоем металлического водорода. Внешняя атмосфера кажется при наблюдении из космоса однородной и спокойной, хотя иногда прослеживаются долговременные образования. У Сатурна есть планетарное магнитное поле, которое занимает промежуточное положение по напряженности между мощным полем Юпитера и магнитным полем Земли. Скорость ветра на планете может достигать до 1800 км/час, что намного больше чем на Юпитере. 

Сатурн имеет заметную систему колец, которая главным образом состоит из частичек льда, имеющих меньшее количество пыли и тяжелых элементов. На данный момент вокруг Сатурна обращается 62 известных спутника. Самым крупным из них является Титан. Среди всех спутников он второй по размерам (после Ганимеда).

На орбите Сатурна располагается автоматическая межпланетная станция под названием «Кассини». Ученые запустили ее еще в 1997 году. А в 2004 году она достигла системы Сатурна, к задачам которой относятся изучение структуры колек и динамики магнитосферы и атмосферы.

Название планеты

Планета Сатурн была названа в честь римского бога земледелия. Позже он был отождествлен с предводителем титанов – Кроносом. Поскольку титан Кронос пожирал своих детей, он не пользовался популярностью среди греков. У римлян же бог Сатурн был в почете и уважении. Согласно древней легенде, он научил человечество обрабатывать землю, строить дома и выращивать растения. О временах его предполагаемого правления говорят «золотой век человечества», в его честь организовывались празднования, которые получили название Сатурналии. Рабы во время этих торжеств на незначительное время получали свободу. В индийской мифологии планете соответствует Шани.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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. 

Различение разных планет

ФОН:

Вселенная — это все, что находится в космическом пространстве, включая звезды, черные дыры, квазары и галактики. Солнечная система является частью Вселенная. Он состоит из Солнца, девяти планет и множества мелких объекты, такие как кометы и астероиды. Солнце излучает свет, в то время как планеты и астероиды видны только в отраженном солнечном свете.

Все планеты вращаются вокруг своей оси, как они вращаются вокруг Солнца. Планеты делятся на внутренние и внешние планеты. Все внутренние планеты состоят из «камня», точно так же, как Земля. Внешние планеты, за исключением Плутона, состоят из газа. Каждый год мы получаем новую информацию.

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета. Это вращается вокруг Солнца быстро, раз в 88 дней. Однако вращается медленно, только раз в 59 дней. Меркурий небольшой, около 4850 километров (~3000 миль) в диаметре. диаметр.Поскольку Меркурий находится так близко к Солнцу, сторона его поверхности обращенная к Солнцу, очень горячая, ~700 o К. Поверхность Меркурия от серого до оранжевого цвета и покрыт кратерами. Меркурий назван в честь мифический бог, который очень быстро бегал.

Венера , вторая планета по удалению от Солнца. Ближайший сосед Земли. Он примерно такого же размера, как Земля, немного более 12 000 километров (7300 миль) в диаметре.Венера имеет очень толстую атмосфера, состоящая в основном из серной кислоты и CO 2 . Мы могли бы не дышать на Венере, потому что атмосфера была бы очень токсичной для людей. Эта атмосфера придает Венере коричневато-желтый цвет. Он также удерживает тепло (т. парниковый эффект), делающий поверхность Венеры самой горячей на Солнце. Система, около 750 o К. Венера вращается очень медленно, за 243 дня для завершения одного оборота. Он назван в честь римской богини любви.

Земля чуть больше 12000 километров в диаметре. Она отличается от других планет наличием жидкой воды. на своей поверхности поддерживает жизнь и имеет активное движение плит. Он вращается на его ось каждые 24 часа (день) и обращается вокруг Солнца каждые 365 дней (год). Земля имеет одну луну.

Mars чуть больше половины размера Земля, имеющая диаметр 6790 километров.Марсу требуется 687 дней, чтобы сделать один оборот вокруг Солнца. Он вращается примерно с той же скоростью, что и Земля за 24,6 часа. Марс имеет очень тонкую атмосферу, состоящую в основном из CO 2 . Его поверхность очень холодная и покрыта кратеры, вулканы и большие каньоны. Марс красноватого цвета. У Марса два маленькие луны. Он назван в честь римского бога войны.

Юпитер самая большая планета Солнечной Система диаметром 142 980 километров более чем в 11 раз шире, чем Земля.Юпитер обращается вокруг Солнца раз в 12 лет. Он вращается очень быстро, всего за 10 часов. Его поверхность состоит из газа (в основном водорода), так что если бы вы приземлились на поверхность, вы бы утонули в ней. Юпитер, вероятно, имеет ядро из металлического водорода и горных пород, хотя доказательства этого теоретический. Внешняя газовая часть Юпитера разбита на полосы белые, желтые, красные и коричневые облака. Огромные овальные бури также случаются на поверхность. Юпитер имеет как минимум 16 спутников.Юпитер назван в честь римского верховный бог неба.

Сатурн хорошо известен своей системой трех кольца. Это большая планета: на 120 536 километров это лишь немного меньше Юпитера. Он обращается вокруг Солнца за 12 лет и делает оборот чуть больше 10 часов. Как и Юпитер, Сатурн состоит в основном из газа, а его ядро ​​состоит из горных пород и металлического водорода. Поверхность Сатурн выглядит полосатым и имеет коричнево-желтый цвет ириски.Сатурна кольца, вероятно, состоят из мелких частиц льда и камня. Сатурн имеет не менее 20 лун. Он назван в честь римского бога земледелия.

Уран имеет диаметр 51 118 километров, около в 4,4 раза больше Земли. Он медленно вращается вокруг Солнца, принимая 84 года, чтобы совершить один оборот. Он вращается примерно за 17 часов. Он покрыт толстым слоем газа и имеет довольно однородный сине-зеленый цвет. Уран имеет как минимум 15 спутников и окружен системой из девяти кольца.Он назван в честь другого римского бога, деда Юпитера

года.

Нептун немного меньше Урана, с диаметр 49 500 километров. Он делает оборот вокруг Солнца раз в 165 лет, и вращается за 16 часов. Его атмосфера выглядит синей и отмечена большими синие штормовые системы. Он окружен системой пяти колец и на не менее 8 лун. Нептун назван в честь римского бога океана.

Плутон — самая удалённая от Солнца «официальная» планета.Он имеет эксцентричную орбиту овальной формы, которая наклонена по отношению к остальная часть Солнечной системы. Плутон обращается вокруг Солнца за 248 лет, а вращается за период 6,4 дня. Плутон, вероятно, состоит из камня. Его поверхность и цвет неизвестны. У него есть один большой спутник под названием Харон. Плутон назван в честь Римский бог внешней тьмы.

В 2004 году был обнаружен « Седна «, который теперь является самым отчетливым телом, вращающимся вокруг Солнца.Это в 3 раза больше далеко до Плутона. Седна немного меньше Плутона. Это не официально планета в это время.

ПРОЦЕДУРА:
  1. Обсудите девять планет Солнечной системы, прочитав Сколько Планеты? со студентами. Идти несколько «фактов», переводя дискуссию в сторону рабочий лист или изображения планет. Используйте салфетки Солнечной системы, чтобы помочь учащимся определить местонахождение различных планет и понять их орбиты.

    Меркурий: самый близкий к Солнцу, он не очень большой

    Венера: имеет очень жуткую атмосферу, что делает эту планету самый горячий в Солнечной системе

    Земля: одна из планет, известная своими лесами, водой и жизнью

    Марс: примерно такого же размера, как Земля

    Юпитер: самая большая планета, и она состоит не только из камней, она производится в части газ

    Сатурн: известен своими кольцами, и, как и Юпитер, больше похож на газ. планета

    Уран: имеет несколько колец и также является газовой планетой

    Нептун: есть несколько колец, и это газовая планета

    Плутон: планета земной группы, имеет только один спутник, самая дальняя планета с вс

  2. Учащиеся могут раскрасить планеты на листе. Обратите внимание, что планеты не в масштабе. Предложите учащимся вырезать свои картинки и поместите их на вершину правильной планеты на салфетке Солнечной системы.
  3. Учащиеся могут слепить модели из глины или пластилина. планеты. Предложите учащимся попытаться сделать модели, отражающие реальную размеры планет, как показано на салфетке Солнечной системы. Вы можете попросите их установить свои модели на зубочистки, воткнутые в глину у основания.

    КАК ДЕЛАТЬ ТЕСТО ДЛЯ ПЛЕЙФЕЙ

    МАТЕРИАЛЫ:
    250 мл муки
    125 мл соли
    5 мл крема зубного камня
    250 мл воды
    около 1/2 мл пищевого красителя
    около 1/2 мл масла

    Готовьте эту смесь на среднем огне, постоянно помешивая, пока она не образует тестообразную консистенцию. Быстро замесить, после того как смесь охлажденный. Умножьте этот рецепт на 6, чтобы получить достаточно для класса из 30 человек. студенты, но это должно быть сделано в два захода. Большое количество теста трудно размешать, потому что смесь становится твердой. Хранить игру тесто в полиэтиленовом пакете или контейнере из-под маргарина.

Экстремальная погода на других планетах

1. Сравните способы исследования погоды на Земле и на других планетах нашей Солнечной системы.

Объясните учащимся, что ученые и метеорологи исследуют погоду на Земле несколькими способами:

  • Они измеряют погоду с помощью термометров и других инструментов.
  • Они наблюдают за погодой со спутников над атмосферой Земли.
  • Они используют фото и видео для съемки основных погодных явлений.

Спросите: Какая погода на других планетах? Как вы думаете, как ученые исследуют погоду на других планетах? Предложите учащимся нарисовать свои идеи о погоде на других планетах и ​​о том, как ее исследуют ученые. Затем скажите учащимся, что они изучат ответы на эти вопросы в этом упражнении.

2. Посмотреть и обсудить видео «Солнечная система 101».
Покажите учащимся видеоролик National Geographic «Солнечная система 101». Спросите учащихся, какая информация о планетах может помочь нам понять, какова окружающая среда на каждой планете. Запишите идеи учащихся на доске. Выявите ответы, такие как температура, ветер, наличие воды или льда, или состоит ли планета из газа или камня/почвы. Для каждой характеристики спросите: Что это может рассказать нам о погоде на этой планете?

3.Предложите учащимся заполнить рабочий лист для анализа погодных условий в нашей Солнечной системе.
Раздайте копии раздаточного материала «Окружающая среда Солнечной системы» каждому учащемуся. Прочитайте вслух указания и ответьте на любые вопросы, которые могут возникнуть у учащихся. Просмотрите любой словарь, который является новым для учащихся, например, математические термины минимум, максимум и означает и научные термины скорость ветра, луны, газообразные, и скалистые . Помогите учащимся попрактиковаться в использовании информации на диаграмме, найдя самую горячую планету или планету с самой высокой скоростью ветра.Затем раздайте копии рабочего листа «Исследование планеты». Предложите учащимся работать в парах или малых группах, чтобы заполнить рабочий лист. Подчеркните, что в шестом и седьмом вопросах рабочего листа нет правильных ответов. Помогите учащимся использовать информацию из раздаточного материала, чтобы вдохновить их на идеи. Убедитесь, что учащиеся понимают, что ученые по-прежнему задают вопросы и ищут дополнительную информацию о планетах в нашей солнечной системе, даже если эта планета уже исследована.

Неформальная оценка

Попросите учащихся объяснить, какие планеты, по их мнению, могут быть полезны для изучения погоды и почему.Затем попросите их представить, что они ученые, изучающие погоду в Солнечной системе, и попросите каждого из них написать вопрос, на который они хотели бы ответить о дикой погоде на другой планете или карликовой планете.

Расширение обучения

Вы можете использовать эту серию заданий, чтобы подготовить учащихся к созданию собственного космического зонда. Если да, сообщите учащимся, что каждое из этих действий ведет к этой цели. Поощряйте их думать об идеях для своего исследования по мере выполнения заданий.

Как погода на других планетах?

Электрические и телефонные линии провисают после сильного ледяного шторма на планете Земля.

На Земле ужасная погода.

Иногда ветер срывает крыши с домов или поднимает машины и бросает их за много миль. В некоторых местах идет такой сильный дождь, что можно чуть не утонуть, глядя на небо.Есть пустыни, где достаточно жарко, чтобы жарить яичницу на камне. . . в других местах может быть достаточно холодно, чтобы слезы на ресницах замерзли.

Есть ли еще место, где мы могли бы укрыться от этой дикой земной погоды?

Погодный тур по Солнечной системе

Самый жаркий день на Земле, который мы знаем, был 10 июля 1913 года. В этот день в Долине Смерти в Калифорнии температура достигла 134º F. Если для вас этого недостаточно, попробуйте Венеру. Густая атмосфера углекислого газа на Венере превращает ее в оранжерею (но без счастливых растений).Атмосфера удерживает солнечное тепло и никогда не дает планете остыть даже ночью. Температура поверхности почти 900º F — достаточно, чтобы расплавить свинец!

Как место для отдыха Венера определенно не годится.

Итак, куда пойдем освежаться?

Освежающая марсианская остановка

Как насчет Марса? Он дальше от Солнца, чем Земля, и воздух здесь очень разрежен. Так что будет прохладно и освежающе, как на вершине горы, правда?

Неправильно!

Да, это круто.Дневные летние температуры достигают только около 80º F. Но ночью температура может опускаться почти до -200º F (это 200º ниже нуля!). На самом деле когда-то на Земле было почти так же холодно, как на Марсе: 21 июля 1983 года на Востоке в Антарктиде был зафиксирован минимум -129 ºF. один день!

Почему такие разгулы? Воздух (если его можно так назвать) на Марсе состоит в основном из углекислого газа.Но воздух настолько разрежен (менее 1/100 толщины земного воздуха), что тепло дневного Солнца уходит в космос ночью. Этот разреженный воздух все еще может поднять мощную пыльную бурю. Вся планета может быть окутана облаками мелкой марсианской пыли неделями. В более спокойные времена вихревые ветры взбалтывают мелкую почву, создавая «пылевых дьяволов», танцующих по марсианской поверхности.

Итак, погода на Марсе тоже не очень веселая.

Кто-нибудь катается на коньках?

Если вам все равно будет холодно, вы можете по крайней мере отправиться куда-нибудь, где есть отличные возможности для зимних видов спорта.Если вы катаетесь на коньках, как насчет Европы? Европа — один из четырех крупнейших спутников Юпитера. Он немного меньше земной Луны. Но она покрыта льдом — гладким льдом! Его гравитация составляет всего около 1/8 земной, так что представьте себе высоту, которую вы могли бы поднять на тройном акселе! К сожалению, при температуре Европы около -328º F вы замерзнете, как скала, за наносекунду.

Брррр! Наш поиск лучшей погоды в Солнечной системе не выглядит многообещающим.

Долгий сезон ураганов

Возможно, вам всегда было интересно, каково это оказаться внутри урагана.На Земле самый сильный из когда-либо зарегистрированных ураганных ветров дул со скоростью около 200 миль в час. Что ж, Большое Красное Пятно Юпитера подарит вам такую ​​головокружительную поездку, какой вы никогда не встретите на Земле. Ветер против часовой стрелки со скоростью около 250 миль в час гонит облака высоко в атмосфере Юпитера в красивый закрученный узор. Красное пятно может поглотить целых две Земли. Эта буря бушует уже как минимум 300 лет!

Но даже 250 миль в час — это легкий ветерок по сравнению с нашей следующей остановкой.

Свежий, но красивый!

Сатурн так прекрасен с Земли, даже в небольшой телескоп, с его прекрасными кольцами и полосами облаков. Эти облака движутся с разной скоростью — около 1100 миль в час! Некоторые дуют на восток, некоторые дуют на запад. Да, и на Сатурне тоже холодно, хотя и не так холодно, как на Европе. Кроме того, есть небольшая проблема: как и Юпитер, это газовый гигант, поэтому здесь нет твердой почвы, на которую можно было бы опереться.

Красота — это еще не все.

Земля Озер

Плотная атмосфера скрывает прекрасные озера на поверхности Титана, спутника Сатурна.

Теперь спутник Сатурна Титан, на первый взгляд, выглядит многообещающе. Это второй по величине спутник в Солнечной системе после спутника Юпитера Ганимеда. Титан покрыт густыми туманными облаками. Итак, идет ли дождь на Титане? Давайте нырнем под облака и посмотрим. О, смотрите — озера! Жидкие озера! Означает ли это, что вода достаточно теплая, чтобы быть жидкостью? Увы, нет. Озера заполнены не водой, а жидким метаном или этаном.

Титан может иметь «цикл метана» (или «цикл этана»), подобный круговороту воды на Земле.

У нас на Земле тоже есть метан, но в виде газа, иногда называемого болотным газом. Чтобы «замерзнуть» в жидкость и вылиться дождем из облаков на Титане, метан должен быть холоднее -296,5º по Фаренгейту. Упс! Облака, дождь и красивые озера не являются гарантией дружественной земной среды.

Итак, продолжаем.

Самый ветреный

Мы просто пропустим метаново-синий Уран, потому что это еще один очень ветреный газовый гигант. То же самое с Нептуном, только еще более X-treme! Ветры Нептуна самые быстрые в Солнечной системе, достигающие 1600 миль в час! Известно, что на Нептуне есть гигантские вращающиеся бури, которые могут поглотить всю Землю.

Самый ледяной

Возможно, стоит проверить один из спутников Нептуна, Тритон.По крайней мере, он твердый и в нем есть атмосфера — едва ли. И его атмосфера даже имеет что-то общее с земной. В основном это азот. Единственным другим телом с преимущественно азотной атмосферой является спутник Сатурна Титан. Уникальные ледяные вулканы Тритона могут сделать его увлекательной туристической остановкой. Однако с температурой поверхности -391ºF эта луна является одним из самых холодных объектов в Солнечной системе!

Поехали домой!

Что ж, Земля начинает казаться идеальным местом для отдыха, несмотря на «дикую погоду».«Самое важное в борьбе с земными крайностями — быть готовым.

Частью подготовки является знание того, что надвигается плохая погода. Это одна из основных задач GOES и следующего поколения таких спутников, называемых серией GOES-R. GOES расшифровывается как геостационарный оперативный экологический спутник. Два спутника GOES находятся на геостационарной орбите и наблюдают за Северной Америкой. Их геостационарные орбиты очень высоки — 22 300 миль — прямо над экватором.Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, кажется, что спутники все время парят над одним и тем же местом на Земле. Действительно, спутники совершают один оборот вокруг Земли в сутки.

GOES были разработаны НАСА, но эксплуатируются Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA). NOAA также отвечает за Национальную метеорологическую службу. Они сообщают людям, какие штормы или другие погодные условия приближаются к ним.

GOES и серия GOES-R помогают и в других вопросах.У них есть инструменты для изучения Солнца, так что мы знаем, когда надвигается плохая «космическая погода». Эти спутники также являются частью всемирной поисково-спасательной системы для туристов, самолетов и лодок, когда они теряются или попадают в беду.

NOAA также имеет POES, что означает полярно-орбитальные оперативные экологические спутники. Эти спутники находятся на гораздо меньшей высоте, чем GOES, проходя над Северным и Южным полюсами на каждой орбите, в то время как Земля вращается внизу. Таким образом, POES наблюдают за всей планетой.Собранная ими информация используется для долгосрочного прогнозирования погоды и изучения изменения климата.

Нет, Земля не единственная планета с погодой. Но это, безусловно, лучшее.

Есть ли у других планет магнитные поля, как у нашей Земли? | Научные ребята

Есть ли у других планет магнитные поля, подобные нашей Земле?

сентябрь 2004 г.

Замечательно, что наша Земля обладает магнитным полем, потому что оно защищает нас от вредных частиц солнечного ветра.Магнитное поле Земли изгибается наружу около Южного полюса, поворачивает вверх и снова входит в Землю около Северного полюса. Магнитное поле не совпадает точно с географическими полюсами. Разница в этих двух положениях называется магнитным склонением.

Поскольку движущиеся электрические заряды создают магнитные поля, ученые считают, что движение расплавленного материала во внешнем ядре нашей Земли отвечает за магнитное поле. Расплавленный материал обладает электрическими зарядами, и считается, что их движение создает наше магнитное поле.

Высокоэнергетические космические лучи (в основном протоны) постоянно устремляются к нашей Земле от Солнца. Этот «солнечный ветер» исходит от Солнца со скоростью, близкой к 400 км/с (895 000 миль в час). Магнитное поле Земли заставляет эти заряженные частицы отклоняться от Земли, однако некоторые из них собираются на наших полюсах, где они воздействуют на верхние слои атмосферы, рассеивают свою энергию, создавая красивые полярные сияния — «северное сияние» (или северное сияние) и «полярное сияние». Южное сияние» (aurora australis.)

Космические зонды, такие как зонды «Вояджер», измерили магнитные поля планет, и даже были сфотографированы полярные сияния на других планетах.Космический корабль «Маринер-10» пролетел мимо Меркурия в 1974 году и удивил научное сообщество. Считалось, что Меркурий холоден и мертв внутри, поэтому не имеет магнитного поля. Однако Маринер измерил слабое магнитное поле, а это означает, что Меркурий должен иметь некоторую внутреннюю активность. Зонды обнаружили, что Марс и Венера не имеют значительного магнитного поля.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют магнитные поля намного сильнее, чем у Земли. Юпитер — чемпион, обладающий самым большим магнитным полем.Механизм, который вызывает их магнитные поля, до конца не изучен. Считается, что в случае Сатурна и Юпитера их магнитные поля могут быть вызваны водородом, проводящим электричество глубоко внутри планеты. Водород вблизи ядра планеты может быть настолько плотно сжат всеми планетарными слоями выше, что становится электрическим проводником.

Планета Уран имеет интересное магнитное поле. Полюса Урана лежат почти в плоскости его орбиты вокруг Солнца. Магнитные полюса полностью удалены от географических полюсов на 60 градусов, что приводит к дикому вращению магнитного поля Урана по мере вращения планеты.С другой стороны, магнитное поле и оси вращения Сатурна кажутся почти одинаковыми, что делает Сатурн уникальным с точки зрения магнитного поля.

На нашей Луне отсутствует магнитное поле, что означает, что ее внутренняя часть холодная и неактивная. Однако камни с Луны демонстрируют постоянный магнетизм, что позволяет предположить, что когда-то у Луны было магнитное поле. Физика планетарных магнитных полей до сих пор хранит для ученых немало загадок.

Прекрасное изложение этих фактов можно найти на Адлерпланетариуме.орг

Кольца Сатурна подобны сейсмометру, который показывает ядро ​​​​планеты

Ледяные кольца Сатурна — это не просто чудеса эстетики. Один из них также записывает красивый планетарный саундтрек.

Недра планеты, скрытые под покровом, состоящим в основном из газообразного водорода, содрогаются. Это вызывает сдвиги в локальном гравитационном поле, которое притягивает частицы в обширном кольце С Сатурна и заставляет их танцевать. Эти идиосинкразические прыжки могут принимать форму спиральных волн, а отдельные наборы волн раскрывают характеристики отдельных черт внутренностей Сатурна.

Иными словами, Сатурн — это оркестр. На кольце C появляются разные ноты, как на нотах. Ученые могут читать эти ноты, слышать музыку и идентифицировать отдельные инструменты и исполнителей — и все это, даже не видя самого оркестра.

Используя данные миссии «Кассини», завершившейся в 2017 году, ученые за эти годы прослушали и разобрали множество симфоний в кольце С Сатурна. Теперь два исследователя из Калифорнийского технологического института — Кристофер Манкович, планетолог, и Джим Фуллер, астрофизик-теоретик — расшифровали достаточно этой музыки, чтобы услышать звуки одной из самых загадочных особенностей Сатурна: его ядра.

Согласно их статье, опубликованной в понедельник в журнале Nature Astronomy, ядро ​​колоссально: оно составляет 60 процентов радиуса планеты и в 55 раз превышает массу Земли. И в отличие от упорядоченного твердого комка металлического, каменистого или ледяного вещества, найденного в других мирах, ядро ​​Сатурна представляет собой беспорядочную смесь различных камней и льдов, смешанных с жидкой металлической формой водорода. Полученные данные приближают исследователей к пониманию того, как родился Сатурн и другие подобные ему газовые гиганты, включая Юпитер.

«Это очень красивая история», — сказала Линда Спилкер, научный сотрудник миссии «Кассини» в Лаборатории реактивного движения НАСА, которая не участвовала в работе.

Геологические внутренности Земли, Луны и (совсем недавно) Марса были нанесены на карту сейсмометрами, инструментами, которые регистрируют путешествия сейсмических волн, движущихся через планету и ведущих себя по-разному, когда они проходят через механически разные слои. Сатурн, лишенный твердой поверхности, делает такую ​​детективную работу невозможной.

Орбитальный космический аппарат может приблизительно составить карту внутренней структуры слоеного пирога газовой планеты, обнаружив тонкие изменения гравитации. Но ядро ​​Сатурна настолько слабо влияет на гравитационное поле планеты, что этот трюк не может быть использован для его точной визуализации.

К счастью, вибрация кольца C Сатурна открыла то, чего не могут сделать традиционные методы. За последние три десятилетия ученые наблюдали за странными спиральными волнами кольца с помощью изображений как миссий «Вояджер», так и «Кассини».И в конечном итоге они пришли к выводу, что эти спирали вызваны гигантскими колебаниями внутри Сатурна.

«Это просто постоянные землетрясения, которые происходят повсюду на планете», — сказал доктор Манкович.

Это метод, известный как «кроносейсмология»: «кронос» — греческое слово, обозначающее Сатурн, а «сейсмо» — сотрясения. В 2019 году его использовали для решения еще одной загадки: сколько длится день на Сатурне? (Около 10 с половиной земных часов.)

Теперь ядро ​​Сатурна освещено.Старые модели изображали планету так, как если бы она была космической леденцом с отчетливыми слоями. Кроносейсмология раскрыла неприглядную правду. Ядро состоит не только из камня и льда, но и из жидкого металлического водорода, который ранее считался отдельным слоем. В его центре больше камня и льда, а на внешних краях больше жидкого металлического водорода, но повсюду все смешано в хаотичный коктейль. Наряду с переходным переходом от жидкого к газообразному водороду выше, в этой статье Сатурн изображен как один большой нечеткий шар.

Несмотря на постоянный успех метода, ученые до сих пор не знают, что заставляет ядро ​​колебаться и создавать эти спиральные волны в кольце C. Земля резонирует, как колокол, когда ее сотрясают мощные тектонические толчки. «Но Сатурн жидкий, так где же землетрясения?» — спросил Марк Марли, планетолог из Аризонского университета и один из первых первооткрывателей кроносейсмологии, не участвовавший в этой работе.

Музыканты оркестра наконец-то известны, но поиски неуловимого дирижера продолжаются.

Загадка метана на спутнике Сатурна возрождает поиски жизни на других планетах | Исследование

В прошлом году группа ученых предположила, что фосфин в облаках Венеры может быть признаком жизни — исследование, которое теперь оспаривается учеными, предполагающими, как вулканы и атмосферная химия могли произвести это соединение. 1 В то же время другое исследование обнаружило, что на спутнике Сатурна Энцеладе слишком много метана, чтобы его можно было получить в результате простых геохимических процессов. 2 Вместо этого он может быть произведен микробами, живущими в гидротермальных жерлах глубоко под ледяной поверхностью Луны.

Но дискуссия усложняется тем фактом, что жизнь трудно определить за пределами нашей собственной планеты. Могут ли отдельные молекулы быть признаками жизни или это все химия, которую мы пока не понимаем?

В сентябре 2020 года Джейн Гривз из Университета Кардиффа и ее коллеги обнаружили в облаках Венеры спектральные сигналы вещества, похожего на фосфин. Учитывая окислительную атмосферу планеты, фосфин вообще не должен существовать.Любой фосфор окисляется до фосфата или фосфорной кислоты. Команда исследовала абиотические процессы, которые могли производить фосфин, но ни один из них не мог объяснить обнаруженные количества. Для них это была либо неизвестная химия, либо жизнь — в конце концов, фосфин на Земле — это побочный продукт разложения органического вещества.

Но пара ученых не согласилась с тем, как быстро команда Гривза отвергла вулканизм как источник фосфина Венеры. Нгок Труонг и Джонатан Лунин из Корнельского университета, США, утверждают, что небольшие фосфиды из глубокой мантии планеты могут быть подняты на поверхность в результате взрывного вулканизма, впрыскивающего фосфиды в облака, наполненные серной кислотой. Там они будут реагировать с кислотой с образованием фосфина.

Дэвид Ротери, планетолог из Открытого университета Великобритании, согласен с тем, что вулканизм пока не следует исключать из обсуждения. Как и Земля, Венера имеет историю вулканизма. Что может быть сложнее, так это время — неизвестно, активны ли сейчас вулканы, отмечает Ротери. Три миссии, направляющиеся к Венере, вскоре могут дать ответы. Двое составят карту поверхности планеты, а один соберет образцы ее атмосферы.

Метановая тайна Энцелада

Внимание теперь переключается на один из спутников Сатурна, Энцелад. У него есть океан под ледяной коркой, а на его дне гидротермальные источники производят шлейфы материала, поднимающегося через трещины во льду в космос. В 2015 году космическая миссия «Кассини» взяла образцы этих шлейфов, обнаружив значительное количество водорода и метана — настолько много, что Режис Ферьер из Университета Аризоны, США, и его коллеги предположили, что это могут быть живые организмы, производящие его. Проведя эксперименты по вычислительному моделированию, они утверждают, что абиотические химические процессы не могут полностью объяснить измеренное количество метана.

Однако Лунин, который долгое время исследовал Энцелад, не думает, что это исследование дает много ответов. «Метан сам по себе не является биосигнатурой, — объясняет он. «Мы видим метан в кометах, мы видим его в межзвездной среде, мы видим его на Титане». Он предполагает, что потребуются другие измерения, такие как анализ изотопов углерода, чтобы определить, может ли метан быть результатом биотических процессов.По словам Ферьера, ученые всего мира разрабатывают миссии для получения большего количества данных с Энцелада, но пока ни одна из них не финансируется.

Однако для Ферьера метан и фосфин не относятся к одному и тому же нарративу. «Мы не рассматривали биотический сценарий без предварительного решения критического вопроса обитаемости», — говорит он. «Жизнь не может существовать в среде, непригодной для жизни. Это было серьезным недостатком в недавней «фосфиновой истории» о Венере, где биологическое происхождение фосфина начало обсуждаться без учета того, могут ли условия Венеры в настоящее время быть благоприятными для какой-либо формы жизни.

С точки зрения обитаемости Энцелад кажется более гостеприимным, чем Венера. В 2018 году исследователи предположили, что микробы, живущие в гидротермальных жерлах Земли, вероятно, могут выжить и в жерлах Энцелада. Венера, с другой стороны, кажется слишком горячей (в среднем почти 500°C) и слишком сухой для жизни.

Что делает жизнь жизнью?

По мнению Лунина, причина, по которой так сложно доказать существование жизни на других планетах, может заключаться в том, что исследователи сосредоточили внимание на отдельных молекулах как на биосигналах.«Чтобы действительно определить, присутствует ли жизнь, без фактического ее захвата и изучения клеток, вам нужно изучить широкий набор химических соединений», — предлагает он.

С другой стороны, коллега Гривза Януш Петковски, астробиолог из Массачусетского технологического института, США, говорит, что те, кто ищет жизнь, часто слишком ориентированы на Землю. «Вы должны быть готовы найти что-то неожиданное», — говорит он. «Вы должны быть готовы найти жизнь, адаптированную к этим конкретным условиям.

Остается неясным, что именно делает жизнь жизнью. «Каковы основные функции, которые привели бы нас к тому, чтобы назвать что-то экзотическим химическим веществом или вторым типом жизни?» — спрашивает Лунин. «Люди точно не согласны с этим на 100%.»

На данный момент ответ на вопрос, являются ли отдельные молекулы, такие как фосфин и метан, биосигналами, остается неясным. Но даже если они окажутся просто признаками новой химии, сообщество не должно разочаровываться, говорит Лунин. «Химия в нашей вселенной прекрасна даже без жизни.’

Чем отличаются Нептун и Уран | Космос

Уран (слева) и Нептун (справа). Хотя две ледяные планеты-гиганты имеют сходство, они также имеют значительные различия, которые можно объяснить ударами других крупных тел в ранней Солнечной системе. Изображение предоставлено NASA/JPL/PlanetS.

Мы склонны мысленно смешивать Уран и Нептун, как если бы они были мирами-близнецами. Они почти одинакового размера — больше Земли, но меньше Юпитера или Сатурна — и оба голубоватые или голубовато-зеленые, с глубокой атмосферой и ледяными внутренностями.Но, несмотря на внешнее сходство, Уран и Нептун на самом деле совершенно разные. Они на 90 119 больше отличаются друг от друга на 90 120, чем думает большинство людей. И хотя их различия до сих пор полностью не объяснены, теперь кажется, что ключом могут быть мощные столкновения с движущимися телами размером с планету — в начале истории Солнечной системы.

Исследователи Национального центра компетенций в области исследований PlanetS (PlanetS) при Цюрихском университете в Швейцарии провели компьютерное моделирование, чтобы изучить роль столкновений в формировании различий между Ураном и Нептуном.Результаты были объявлены PlanetS 4 февраля 2020 г., а соответствующий исследовательский документ был впервые опубликован 22 ноября 2019 г.

Уран и Нептун — две самые далекие из известных больших планет в нашей Солнечной системе. Оба сейчас считаются ледяными гигантами. Оба принципиально отличаются от более крупных газовых гигантов Юпитера и Сатурна и от более мелких каменистых миров, таких как Земля. Уран и Нептун имеют схожие массы и внутренний состав. Их внешняя атмосфера состоит из водорода, гелия и метана, в то время как их мантия состоит из воды, аммиака и метанового льда, а их ядра состоят из камня и льда.

Уран выглядит более мягко, чем Нептун, и в основном безоблачен. Атмосфера Нептуна имеет более темные полосы, чем у Урана, с полосами и клочьями белых облаков, а также большое «темное пятно».

Но есть и более существенные различия между двумя мирами, и исследователи хотели знать, почему. Согласно заявлению Кристиана Рейнхардта, одного из участников PlanetS: 90 005

… между двумя планетами также есть поразительные различия, которые требуют объяснения.

Диаграмма, изображающая формирование Урана и Нептуна и то, как они по-разному развивались из-за столкновений с другими крупными объектами в ранней Солнечной системе. Изображение предоставлено Reinhardt & Helled/ICS/Цюрихским университетом/PlanetS.

Другой член команды, Иоахим Штадель, указал, что, в отличие от Нептуна, Земли и большинства других крупных планет в нашей Солнечной системе, Уран не вращается вокруг оси, которая лежит почти перпендикулярно плоскости его орбиты. Вместо:

… Уран и его основные спутники наклонены примерно на 97 градусов в солнечной плоскости, и планета фактически вращается ретроградно по отношению к Солнцу.

Еще одно ключевое отличие заключается в том, что более крупные спутники Урана находятся на стабильных орбитах, выровненных с наклоном планеты. Но самый большой спутник Нептуна, Тритон, вращается вокруг планеты по очень наклонной орбите.

Эти различия предполагают, что спутники Урана сформировались из того же диска пыли и газа, что и сама планета, тогда как Тритон, вероятно, когда-то был отдельным объектом, захваченным гравитацией Нептуна.

По мнению исследователей, эти и другие различия указывают на разные виды столкновений, которые затронули две планеты давным-давно.

Сравнение размеров Земли и Нептуна. Согласно новому исследованию, объекты с массой от 1 до 3 масс Земли столкнулись как с Ураном, так и с Нептуном после того, как они сформировались. Уран был просто задет, а Нептун получил лобовое столкновение. Изображение через NASA/Sky & Telescope.

Исследователи провели компьютерное моделирование, чтобы изучить ряд возможных столкновений на обеих планетах. Из бумаги:

Несмотря на многие сходства, между Ураном и Нептуном наблюдаются существенные различия: в то время как Уран наклонен и имеет правильный набор спутников, что предполагает их аккрецию с диска, спутники Нептуна имеют неправильную форму и являются захваченными объектами.Кроме того, у Нептуна, по-видимому, есть внутренний источник тепла, тогда как Уран находится в равновесии с солнечной изоляцией. Наконец, структурные модели, основанные на гравитационных данных, предполагают, что центральное уплотнение Урана больше, чем у Нептуна. Мы выполнили [ред] большой набор симуляций SPH с высоким разрешением, чтобы выяснить, можно ли объяснить эти различия гигантскими столкновениями.

Для Урана мы обнаружили, что косой удар может наклонить ось его вращения и выбросить достаточно материала, чтобы создать диск, на котором формируются обычные спутники.Некоторые из дисков достаточно массивны и вытянуты, и состоят из достаточно каменистого материала, чтобы объяснить формирование обычных спутников Урана.

Для Нептуна мы исследуем, может ли лобовое столкновение смешать внутреннюю часть… Мы обнаружили, что массивные и плотные снаряды могут проникать к центру и накапливать массу и энергию в глубине, что приводит к менее центрально сосредоточенной внутренней части Нептуна.

Мы заключаем, что дихотомия между ледяными гигантами может быть объяснена сильными ударами после их образования.

Как отметил другой член команды, Алиса Чау:

Часто предполагается, что обе планеты образовались сходным образом.

Но эти результаты показывают, что их формирование — или, по крайней мере, их очень ранняя история — не было так похоже, как казалось на первый взгляд.

Нептун и его самый большой спутник Тритон, орбита которого сильно наклонена. Орбита Тритона предполагает, что он был захвачен гравитацией Нептуна. Между тем, спутники Урана, вероятно, образовались в том же диске из газа и пыли, что и Уран.Изображение предоставлено NASA/JPL/USGS/Astronomy.

В одном сценарии, когда Уран и Нептун изначально были более похожи, было обнаружено, что столкновение с телом массой от одной до трех масс Земли может объяснить наблюдаемые сегодня различия. Если бы объект просто коснулся Урана, а не столкнулся с ним лоб в лоб, внутренняя часть планеты не пострадала бы, но удара все равно было бы достаточно, чтобы планета наклонилась.

И наоборот, если бы Нептун испытал лобовое столкновение, столкновение затронуло бы внутреннюю часть планеты, но не образовало бы диск обломков.Это объясняет, почему у Нептуна нет больших спутников на регулярных орбитах. Большой поток тепла на Нептуне также указывает на повторное перемешивание внутренней части в результате массивного столкновения.

Моделирование показывает, что две планеты, вероятно, изначально были гораздо более похожими, но различные типы столкновений значительно изменили их. Как сказал член команды Равит Хеллед:

Мы ясно показываем, что изначально сходный путь формирования Урана и Нептуна может привести к дихотомии, наблюдаемой в свойствах этих удивительных внешних планет.

Сравнение внутренней структуры двух газовых гигантов, Юпитера и Сатурна, и двух ледяных гигантов, Урана и Нептуна. Земля в масштабе. Изображение предоставлено НАСА/ Лунным и планетарным институтом.

Результаты этого исследования показывают, как случайные события, такие как столкновения планет с другими крупными телами в ранней Солнечной системе, могут решительно повлиять на будущую эволюцию планеты. В этом исследовании говорится, что Уран и Нептун — это миры, которые мы видим сегодня из-за таких событий. Что, если бы ни одна из планет не пострадала? Что, если бы вместо Урана только что задели Нептун? Какими были бы эти ледяные гиганты сегодня в таких обстоятельствах? Мы не знаем, но знание того, как они могли быть затронуты , поможет ученым лучше понять формирование этих типов планет, а также газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, и каменистых миров, таких как Земля, Марс, Венера и Меркурий.

Лучше поняв, как формировались и развивались планеты в нашей Солнечной системе, мы сможем применить эти знания для изучения миров в отдаленных Солнечных системах.

Вывод: Новое исследование ученых из PlanetS проливает свет на то, почему Уран и Нептун в чем-то похожи, а в чем-то радикально отличаются. Похоже, что ключом к разгадке являются столкновения — в начале истории Солнечной системы.

Источник: Бифуркация в истории Урана и Нептуна (роль гигантских ударов)

Через PlanetS

Пол Скотт Андерсон
Просмотр статей
Об авторе:

У Пола Скотта Андерсона страсть к исследованию космоса началась еще в детстве, когда он посмотрел «Космос» Карла Сагана.В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет.