Состав Сатурна
Планета Сатурн поражает учёных и обычных людей своей системой колец на протяжении нескольких столетий. Особого внимания заслуживает состав Сатурна.
Особенности химической структуры
Вследствие анализа, проведённого силами астрономов, был сделан вывод о следующем составе объекта:
- 96% приходится на водород;
- 3% — на гелий;
- 1% — не всевозможные примеси (метан, аммиак, этан).
Некоторые газы могут быть обнаружены в состоянии жидкостей или расплавленных масс. Трансформация формы происходит по мере углубления в объект. Например, на вершинах облаков находится кристаллы, а под ними – гидросульфиды аммония, вода. По мере возрастания давления водород обретает жидкую форму, а показатель давления и температуры увеличивается. Есть мнение, что у недр Сатурна водород и вовсе – металл.
Описание атмосферы
Состав планеты Сатурн
По атмосферной плотности состав Сатурна находится на последнем месте среди всех планет Солнечной системы. Она равна 0,687 грамм на кубический сантиметр. Это ещё ниже, чем вода, поэтому гипотетически планета могла бы «искупаться» в огромной ванне. Детали, связанные с составом данного космического тела, были получены в результате использования специализированных космических устройств.
Начало исследований было положено «Пионером-11» в 1979 году. Он смог отыскать кольцо F. Ещё спустя год к поверхности прибыл «Вояджер-1», который сделал поверхностные снимки и дал возможность изучения атмосферных особенностей Титана – спутникового тела. Тот факт, что в атмосфере и кольцах Сатурна происходят перемены, был зафиксирован аппаратом «Вояджер-2» в 1981 г.
В качестве основной миссии выступает полёт, совершённый космическим судном под названием «КАССИНИ». Оно прибыло на сатурнианскую орбиту только в 2004 г. Зато с его помощью появилась возможность изучения спутников, самой планеты, колец, атмосферы.
Похожие новости:
Не забывайте делиться. Спасибо.
cosmosplanet.ru
Состав Сатурна
Сатурн был известен с доисторических времен. Галилей первым наблюдал его в телескоп в 1610 году. Ранние наблюдения Сатурна были усложнены предположением, согласно которому Земля проходит через плоскость колец Сатурна каждые несколько лет, когда Сатурн пересекает ее орбиту. Только в 1659 году Кристиан Гюйгенс правильно вывел геометрию колец. Кольца Сатурна оставались уникальными для Солнечной системы до 1977 года, когда были обнаружены очень слабые кольца вокруг Урана и вскоре после этого вокруг Юпитера и Нептуна.
Первым кораблем, летавшим к Сатурну, был Pioneer 11 в 1979 году, и позднее — Voyager, 1 и Voyager 2. Cassini, который сейчас находится на пути к нему, прибудет туда в 2004 году.
Даже в малый телескоп можно заметить, что Сатурн явно сплющен; его экваториальный и полярный диаметры различаются почти на 10 % (120,536 км и 108,728 км). Это — результат быстрого вращения и жидкого состояния. Другие газовые планеты тоже сплющены, но не так сильно.
Сатурн имеет самую низкую плотность среди всех планет, его удельный вес составляет всего 0.7 — меньше, чем у воды.
Подобно Юпитеру, Сатурн состоит приблизительно на 75 % из водорода и на 25 % из гелия со следами воды, метана, аммиака и камня, что соответствует составу исконной Солнечной Туманности, из которой была сформирована Солнечная система.
По своему внутреннему строению Сатурн подобен Юпитеру и состоит из скалистого ядра, жидкого металлического водородного слоя и молекулярного водородного слоя. Присутствуют также следы различных льдов.
Внутри Сатурна — горячее ядро с температурой 12000 K, и он излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Основная часть дополнительной энергии сгенерирована механизмом Келвина — Гельмгольца, как в Юпитере. Но этого недостаточно, чтобы объяснить видимую яркость Сатурна; должен присутствовать некоторый дополнительный механизм внутри Сатурна.
Полосы, так выделяющиеся на Юпитере, на Сатурне намного более слабые. Они намного более широки ближе к экватору. У Сатурна также существуют долговечные пятна и другие особенности, общие с Юпитером.
Два основных кольца (А и B) и одно слабое кольцо (C) могут наблюдаться с Земли. Промежуток между кольцами А и B известен как раздел Cassini. Изображения Voyager показывают четыре дополнительных слабых кольца. Кольца Сатурна, в отличие от колец других планет, являются очень яркими (альбедо 0.2 — 0.6).
Хотя с Земли кольца выглядят непрерывными, фактически они состоят из бесчисленных малых частичек, каждая из которых имеет свою собственную независимую орбиту. Расстояние между ними колеблется от сантиметра до нескольких метров.
Кольца Сатурна необычайно тонки: хотя их диаметр — 250,000 км или чуть больше, их толщина составляет 1.5 км. Они состоят в основном из льда и частиц горных пород, покрытых ледяной коркой.
Наиболее удаленное кольцо Сатурна, называемое F-кольцом, является сложной структурой, составленной из отдельных малых колец, вдоль которых видны «узлы». Эти узлы состоят из скоплений материала, составляющего кольца.
Происхождение колец Сатурна и других планет неизвестно, возможно, они возникли путем разрушения больших спутников. Кольцевые системы не устойчивы, они должны восстанавливаться постоянно продолжающимися процессами.
Как и другие планеты группы Юпитера, Сатурн имеет значительное магнитное поле.
Сатурн легко увидеть в ночном небе невооруженным глазом. Хотя он не такой яркий, как Юпитер, его просто идентифицировать как планету, так как он не «мерцает», как звезды. Кольца и большие спутники можно наблюдать в небольшой телескоп.
У Сатурна 18 спутников, имеющих свои наименования. Из тех спутников, скорости вращения которых известны, все, кроме Фебы и Гиперона, вращаются синхронно. Три пары спутников — Мимас — Тезис, Енцелад — Диона и Титан — Гиперон — взаимодействуют гравитационно таким образом, чтобы поддержать устойчивые связи между их орбитами. В дополнение к этим 18 спутникам по крайней мере еще дюжине были присвоены временные обозначения, но теперь считается, что вряд ли все они реальны и являются спутниками Сатурна.
planetologia.ru
Планета Сатурн
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ М.АКМУЛЛЫ»
ПЛАНЕТА САТУРН
/реферат по астрономии/
Выполнила:.
ФМФ, 4 курс, 45 гр.
Проверил: Плановский В.В.
Уфа 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………….…….3
1. Общие сведения…………………………………………….………………4
1.1. Параметры планеты……………………………………………….…….6
1.2. Внутреннее строение…………………………………………………..6
2. Атмосфера……………………….…………………………………….………7
2.1. «Гигантский гексагон» ………………………………………….…….9
3. Космические характеристики..……………………………………………..10
3.1. Магнитосфера…………………………………………………….……10
3.2. Полярные сияния………………………………………………………12
3.3. Инфракрасное свечение Сатурна..……………………….………….12
4. Кольцевая система Сатурна……………………………………..……….…13
4.1. Открытие тонкой структуры колец…………….…………………….15
5. Спутники Сатурна………………………………..…………………………..20
6. История открытий…………………………..……………………………….21
7. Приложение………………………………………………………….………24
8. Литература………………………………………………………….………..26
ВВЕДЕНИЕ
В античной мифологии Сатурн был божественным отцом Юпитера. Сатурн был богом Времени и Судьбы. Как известно, Юпитер в своем мифическом обличии пошел дальше отца. В Солнечной системе Сатурну отведена также вторая роль среди планет. Сатурн второй как по массе, так и по размерам. Однако он позади многих и многих тел околосолнечного пространства по плотности.
Сатурн, не желая смиряться с отставанием от Юпитера, обзавелся большим числом спутников и, главное, великолепным кольцом, благодаря которому шестая планета серьезно оспаривает первое место в номинации Великолепие. Многие астрономические книги на обложках своих предпочитают иметь именно Сатурн, а не Юпитер.
Сатурн может достигать отрицательной звездной величины в период противостояния планеты. В небольшие инструменты легко разглядеть диск и кольцо, если оно хоть чуть развернуто к Земле. Кольцо из-за движения планеты по орбите меняет свою ориентацию по отношению к Земле. Когда плоскость кольца пересекает Землю, даже в средние телескопы рассмотреть его не получается: оно очень тонкое. После этого кольцо все больше и больше разворачивается к нам, а Сатурн, соответственно становится все ярче и ярче в каждое следующее противостояние. В первый год уже недалекого третьего тысячелетия в день противостояния 3-го декабря Сатурн разгорится до -0,45-й звездной величины. В этот год кольца максимально развернутся к Земле. Не слишком тяжело заметить также и Титан — самый большой спутник планеты, он имеет блеск порядка 8,5-й звездной величины. Из-за малой контрастности, облака Сатурна рассмотреть труднее, чем облачные полосы на Юпитере. Зато легко заметить сжатие планеты у полюсов, которое достигает 1:10.
У Сатурна побывало 3 космических аппарата. Эти же АМС предварительно посетили Юпитер: «Пионер 11» и оба «Вояджера»
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
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.
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.
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!
По внутреннему строению и составу Сатурн сильно напоминает Юпитер. В частности, на Сатурне в экваториальной области также существует Красное Пятно, хотя оно и меньших размеров, чем на Юпитере.
На две трети Сатурн состоит из водорода. На глубине, примерно равной R/2, то есть половине радиуса планеты, водород при давлении около 300 ГПа переходит в металлическую фазу. По мере дальнейшего увеличения глубины, начиная с R/3, возрастает доля соединений водорода и оксидов. В центре планеты (в области ядра) температура порядка 20000 К.
Всякий, кто наблюдал планеты в телескоп, знает, что на поверхности Сатурна, то есть на верхней границе его облачного покрова, заметно мало деталей и контраст их с окружающим фоном невелик. Этим Сатурн отличается от Юпитера, где присутствует множество контрастных деталей в виде темных и светлых полос, волн, узелков, свидетельствующих о значительной активности его атмосферы.
Возникает вопрос, действительно ли атмосферная активность Сатурна (например скорость ветра) ниже, чем у Юпитера, или же детали его облачного покрова просто хуже видны с Земли из-за большего расстояния (около 1,5 млрд. км.) и более скудного освещения Солнцем (почти в 3,5 раза слабее освещения Юпитера)?
«Вояджерам» удалось получить снимки облачного покрова Сатурна, на которых отчетливо запечатлена картина атмосферной циркуляции: десятки облачных поясов, простирающихся вдоль параллелей, а также отдельные вихри. Обнаружен, в частности, аналог Большого Красного Пятна Юпитера, хотя и меньших размеров. Установлено, что скорости ветров на Сатурне даже выше, чем на Юпитере: на экваторе 480 м/с, или 1700 км/ч. Число облачных поясов больше, чем на Юпитере, и достигают они более высоких широт. Таким образом, снимки облачности демонстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее юпитерианской.
Метеорологические явления на Сатурне происходят при более низкой температуре, нежели в земной атмосфере. Поскольку Сатурн в 9,5 раз дальше от Солнца, чем Земля, он получает в 9,5 =90 раз меньше тепла. Температура планеты на уровне верхней границы облачного покрова, где давление равно 0,1 атм, составляет всего 85 К, или -188 С. Интересно, что за счет нагревания одним Солнцем даже такой температуры получить нельзя. Расчет показывает: в недрах Сатурна имеется свой собственный источник тепла, поток от которого в 2,5 раза больше, чем от Солнца. Сумма этих двух потоков и дает наблюдаемую температуру планеты.
Космические аппараты подробно исследовали химический состав надоблачной атмосферы Сатурна. В основной она состоит почти на 89% из водорода. На втором месте гелий (около 11% по массе). Дефицит гелия на Сатурне объясняют гравитационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, который тяжелее, постепенно оседает на большие глубины (что, кстати говоря, высвобождает часть энергии, «подогревающей» Сатурн). Другие газы в атмосфере — метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин — присутствуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре (около -188° С) находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует облачный покров Сатурна.
Что касается малого контраста деталей, видимых в атмосфере Сатурна, о чем говорилось выше, то причины этого явления пока еще не вполне ясны. Было высказано предположение, что в атмосфере взвешена ослабляющая контраст дымка из мельчайших твердых частиц. Но наблюдения «Вояджера-2» опровергают это: темные полосы на поверхности планеты оставались резкими и ясными до самого края диска Сатурна, тогда как при наличии дымки они бы к краям замутнялись из-за большого количества частиц перед ними. Данные, полученные с «Вояджера-1», помогли с большой точностью определить экваториальный радиус Сатурна. На уровне вершины облачного покрова экваториальный радиус составляет 60330 км. или в 9,46 раза больше земного. Уточнен также период обращения Сатурна вокруг оси: один оборот он совершает за 10 ч. 39,4 мин — в 2,25 раза быстрее Земли. Столь быстрое вращение привело к тому, что сжатие Сатурна значительно больше, чем у Земли. Экваториальный радиус Сатурна на 10% больше полярного.
Поскольку Сатурн весьма сходен с Юпитером по своим фи
mirznanii.com