Сатурн

В античній міфології Сатурн був божественним батьком Юпітера. Сатурн був богом Часу і Долі. Як відомо, Юпітер у своєму міфічному образі пішов далі батька. В сонячній системі Сатурну відведена також друга роль серед планет. Сатурн другий як по масі, так і за розмірами. Однак він позаду багатьох і багатьох тел околосолнечного простору по щільності: вона у Сатурна менше щільності води (близько 700 кг на кубічний метр). Відома одна романтична ілюстрація цієї обставини: якби було можливо десь створити гігантський водний океан, то Сатурн міг би в ньому плавати.

Сатурн, не бажаючи миритися з відставанням від Юпітера , Обзавівся великою кількістю супутників і, головне, чудовим кільцем, завдяки якому шоста планета серйозно оскаржує перше місце в номінації Пишність. Багато астрономічні книги на обкладинках своїх воліють мати саме Сатурн, а не Юпітер. Випадковий перехожий напевно знає про кільцях Сатурна і може нічого не згадати про Велика червона пляма або галілєєвих супутниках .

Сатурн може досягати негативною зоряної величини в період протистояння планети. У той момент, коли пишуться ці рядки, Сатурн знаходиться поблизу протистояння 6 листопада 1999-го року. У ці дні його блиск склав -0,22. У невеликі інструменти легко розгледіти диск і кільце, якщо воно хоч трохи розгорнуто до Землі. Кільце з-за руху планети по орбіті змінює свою орієнтацію по відношенню до Землі. Коли площина кільця перетинає Землю, навіть у середні телескопи розглянути його не виходить: воно дуже тонке. Останній раз таке відбувалося влітку 1995-го року. Після цього кільце все більше і більше розгортається до нас, а Сатурн, відповідно, стає все яскравіше і яскравіше в кожне наступне протистояння. У перший рік вже настав третього тисячоліття в день протистояння 3-го грудня Сатурн розгориться до -0,45-й зоряної величини. В цей рік кільця максимально розгорнуться до Землі. Чи не занадто важко помітити також і Титан - найбільший супутник планети, він має блиск порядку 8,5-й зоряної величини. Через малу контрастності, хмари Сатурна розглянути важче, ніж хмарні смуги на Юпітері. Зате легко помітити стиск планети біля полюсів, яке досягає 1:10.

У Сатурна побувало 3 космічні апарати. ці ж АМС попередньо відвідали Юпітер: " Піонер 11 "І обидва" Вояджера ".

Загальні дані

Маса Сатурна складає 95 мас Землі, тобто 5,68. 10 26 кг. Діаметр екватора планети майже в 9 з половиною разів більше Земної - 120 420 км. Відстань від Сонця посилання - 1 427 000 000 км (9,54 а. е. ). Сатурн робить один оборот навколо сонця за 29 з половиною років.

Історія відкриттів

Сатурна був помічений людьми, мабуть, пізніше таких яскравих планет, як Юпітер, Марс і Венера . Але в стародавній Греції про нього вже знали. Його вважали самим далекій з відомих планет, тобто не помилялися.

Візуальні спостереження без телескопів не могли призвести до серйозних відкриттів. І, можливо, Ви вже звикли до того, що першість в астрономічних відкриття належить Галілео Галілею , Людині, який перший звернув на небо телескоп.

Зорова труба вченого була настільки недосконала, що не давала достатньо чіткого зображення. Це не дозволило італійцеві розглянути кільце Сатурна. Але з боків від диска планети Галілей бачив неясні придатки. Він вважав їх супутниками Сатурна, за аналогією з уже відкритими їм супутниками Юпітера. Однак Галілей ні авантюристом. Розпливчастий вид спостерігалися їм об'єктів не дозволяв йому стверджувати про відкриття напевно. Щоб закріпити за собою першість і в той же час не потрапити в незручне становище помилитися, Галілей вдався до модного в той час жесту: про відкриття, правильність і достовірність якого викликали сумніви, повідомлялося в короткій кодуванні, складної для тлумачення всім, крім автора. Якщо відкриття підтверджувалося подальшими дослідженнями, повідомлення про відкриття розшифровувалося, і весь світ бачив, хто ж був перший. Галілей в 1610-му році опублікував таку анаграма:

Якби знайшлася розумна голова, яка змогла б переставити букви в цій нісенітниці належним чином, то відкриття Галілея можна було б прочитати на латині, мові який у той час в ходу серед вчених умів. Число варіантів різних перестановок шалено велика (35-значне число), тому ймовірність того, що подібне повідомлення буде прочитано громадськістю вірно, нікчемна мала. але Йоганн Кеплер зважився-таки на спробу, гідну восхищенья. Викинувши з усього набору пару букв (іноді в анаграми додавалися і зайві символи, для більшої плутанини), він склав фразу, в перекладі означала: "Привіт вам, близнюки, Марса породження" (Salve, umbistineum geminatum Martia proles). Інакше кажучи, виходило, що Галілей відкрив 2 супутника Марса. Кеплер, шукаючи у всьому гармонію, сам вважав, що їх у Марса має бути саме 2. Ну поміркуйте самі: у Землі - 1 супутник, у Юпітера (як тоді вважалося) - 4. Скільки ж повинно бути супутників у планети, що знаходиться між Землею і Юпітером? Звичайно ж два! Звичайна геометрична прогресія. Знав би Кеплер, що років, так, через чотириста у Юпітера виявиться супутників в сім разів більше ...

Велика праця Кеплера пропала марно. Галілео Галілей розшифрував своє послання світу пізніше, також виключивши дві літери:

( "Найвищу планету потрійну спостерігав"). "Найвищу" означає "найдальшу". Але через кілька років супутники пропали (здогадайтеся, чому). Галілей засумнівався в своєму власному відкритті. І його, як такого, все ж не відбулося. Воно відбулося пізніше, і перш ніж про нього розповісти, обговоримо, що історія про ці анаграма була вичитана в книзі Б.А. Воронцова-Вельямінова "Нариси про Всесвіт". Книга і справді чудова.

Гюйгенс через багато років після невиразних спроб Галілея на весь голос повідомив:

Через три роки голландський вчений повірив в себе і розшифрував своє відкриття: Annulo cingitur, tenui, plano , nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato, що означало: "кільцем оточений тонким, плоским, ніде не торкається, до екліптики нахиленим". Це сталося в 1658-му році. У рік опублікування анаграми Християн Гюйгенс відкриває також і найбільший супутник Сатурна - Титан .

У 18-му столітті Вільям Гершель зумів виміряти період обертання планети навколо своєї осі (10 з чвертю години). Зробити це було не так просто через те, що деталі на диску Сатурна помітні набагато гірше, ніж у Юпітера.

В середині 20-го століття була виміряна температура верхніх хмар Сатурна: близько 100 До .

Нарешті, в 1979-му році до Сатурна підлетів "Піонер 11", піонер в прямому сенсі слова. він виявив магнітосферу планети, показав тонку структуру її кільця.

"Вояджери" (1 і 2) відвідали Сатурн з різницею в часі в дев'ять місяців в листопаді 1980-го і в серпні 1981-го років.

ці три зустрічі з Сатурном поповнили наші знання і поглибили розуміння всього, що стосується планети і її системи. Розширені спостереження з невеликої відстані дозволили отримати найякісніші зображення Сатурна, його кілець і супутників. Деякі з останніх були відкриті "Вояджер". Багато що з того, що ми знаємо про Сатурні - підсумок двох досліджень "Вояджер".

У 2004-му році до Сатурна повинен підлетіти космічний апарат "Кассіні" , Робота якого розрахована на 4 роки. "Кассіні" в дорозі вже з кінця 1997 року. У 1999-му році Кассіні повернувся до Землі від ... Венери, скоїв, користуючись гравітацією нашої планети, необхідний маневр і попрямував до ... Юпітеру, щоб отримати від нього останній гравітаційний "поштовх" в сторону самого Сатурна. Це сталося в грудні 2000-го року. Поки ж один зі знімків апарату можна побачити на сторінці, присвяченій ... Місяці.

Телескоп ж імені Хаббла, мабуть, бажає відзначиться в кожній області астрономії. Про його намірах в дослідженні Сатурна судіть по цих посиланнях (наведіть курсор миші на фотоапарат, щоб прочитати невеличкий коментар):

Завдяки сприянню професора Віктора Тейфеля з Лабораторії фізики Місяця і планет Астрофізичного інституту ім.В.Г.Фесенкова в Казахстані, ми можемо уявити тут знімок Сатурна, отриманий складанням двох знімків, які були зроблені через різні фільтри метровим телескопом 6-го вересня 1998 року.

Будова всіх планет-гігантів схоже. Чи не станемо повторяться, зупинимося лише на особливостях.

Атмосфера Сатурна - в основному, водень і гелій. Але через особливості утворення планети велика, ніж на Юпітері, частина Сатурна припадає на інші речовини. "Вояджер 1" з'ясував, що близько 7 відсотків обсягу верхньої атмосфери Сатурна - гелій (в порівнянні з 11-ма відсотками в атмосфері Юпітера), в той час як майже все інше - водень.

Невисока контрастність кольорів на видимому диску Сатурна могла б бути результатом більш сильного змішування газів в напрямку, перпендикулярному екватора, чого не спостерігається в атмосфері Юпітера, на якому смуги хмар помітні навіть в 65-мм зорову трубу зі збільшенням лише 60 крат. Така особливість в атмосфері Сатурна, мабуть, пов'язана з особливостями вітрів на ньому.

Вітру на Сатурні дуже сильні. Поблизу екватора, "Вояджери" виміряли їх швидкість: близько 500 метрів в секунду. Вітри дмуть, здебільшого, в східному напрямку (нагадаємо, що, як і більшість планет, Сатурн обертається із заходу на схід). Сила вітрів слабшає при видаленні від екватора. Також, при видаленні від екватора, з'являється все більше західних течій. Переважання східних потоків (у напрямку осьового обертання) вказує на те, що вітри не обмежені шаром верхніх хмар, вони повинні поширюватися всередину, по крайней мере, на 2 000 км. Крім того, вимірювання "Вояджера 2" показали, що вітру в південному і північному півкулях симетричні щодо екватора. Є припущення, що симетричні потоки якось пов'язані під шаром видимої атмосфери.

Коли "Вояджер 2" був по відношенню до Землі за Сатурном, радиолуч пройшов через верхню атмосферу, дозволивши виміряти її температуру і щільність. Мінімальна температура на Сатурні - 82 Кельвіна. Температура зростає при зануренні в атмосферу.

"Вояджери" виявили ультрафіолетове випромінювання водню в атмосфері середніх широт і полярні сяйва на широтах вище 65 градусів. Подібна активність може привести до утворення складних вуглеводневих молекул. Полярні сяйва середніх широт, які відбуваються тільки в освітлених Сонцем областях, виникають з тих же причин, що і полярні сяйва на Землі . Різниця лише в тому, що на нашій планеті це явище притаманне, в значній частині, більш високих широт.

магнітосфера

Магнітосфера Сатурна, як і у інших планет, визначається зовнішнім тиском сонячного вітру. Коли "Вояджер 2" увійшов в магнітосферу планети, тиск сонячного вітру була високою, і магнітосфера простяглася лише на 19 радіусів Сатурна (1,1 мільйона кілометрів) в напрямку Сонця. Пізніше, коли "Вояджер" залишав Сатурн, вітер Сонця ослаб, і магнітосфера Сатурна повинна була збільшитися на 70%.

На відміну від всіх інших планет, чиї магнітні поля були виміряні, поле Сатурна орієнтоване так, що вісь його симетрії збігається з віссю обертання планети навколо осі. Це рідкісне явище в Сонячній стістеме було відкрито ще "Піонером 11" в 1979-му році, і було підтверджено "Вояджер".

В межах магнітосфери Сатурна були визначені що відрізняються один від одного пояса. Вони різняться набором частинок, які утримуються в цих поясах, і їх енергією. Частинки ці поставляються як Сонцем, так і супутниками планети.

Магнітосфера Сатурна випромінює радіошуми, зафіксовані "Вояджером 1". Цікаво, що коли магнітосферу вивчав "Вояджер 2", шуми зазнали змін і значно ослабли. Можливо, це пов'язано з сезонними змінами, активністю Сонця, однак, в той момент Сатурн також увійшов в магнітосферу Юпітера, як відомо, роздувається, часом, до таких меж. І хоча вплив поля Юпітера на такій відстані мало, можливо, і він все-таки причетний до змін в магнітосфері Сатурна.

кільця Сатурна

Кільця Сатурна складаються з безлічі крижаних часток з розмірами від часток міліметра до декількох метрів. Тільки це не лід в тому вигляді, в якому його знають леза ковзанів жителів планети Земля. Швидше, це сніг, а не лід. Так, звичайний водяний сніг, причому, сніг дуже пухкий, зовсім не відрізняється відомою міцністю льоду.

Кільце Сатурна настільки широко, що по ньому, будь таке можливо, міг би котитися Нептун або Уран. Або обидва відразу. Ширина кільця складає 137 000 км. У той же час, кільце має в товщину всього кілька десятків метрів. Якщо уявити собі Сатурн у вигляді футбольного м'яча, кільця б у такий планети були набагато тонше волосся. Кільце Сатурна, через свою велику ширину і високою відбивної здатності складових його частинок, дуже яскраве. Світло, що йде від кільця, заважає астрономам шукати поблизу Сатурна його маленькі супутники. Але приблизно раз в 15 років Земля перетинає площину кілець Сатурна, і в цей не тривалий проміжок часу, коли кільця повернені до Землі ребром, їх майже неможливо розгледіти навіть в найбільші телескопи. Такими випадками і користуються астрономи, фотографуючи Сатурн, вивчаючи знімки, на яких немає перешкод від яскравого кільця. Так були відкриті нові супутники в 1966-му році. На фотографіях, зроблених на телескопі ім. Хаббла, теж були знайдені чотири нових супутника в 1995-му році. Втім, як з'ясувалося пізніше, в цьому випадку відкриття було, швидше за все, помилковим.

"Вояджер 1" дозволив докладніше розглянути структуру кілець. Безліч щілин, крім уже відомої давно щілини Кассіні, спонукали вчених висунути гіпотезу про наявність маленьких супутників, орбіти яких лежать всередині цих щілин, і, вважалося, що такі супутники, як би, збирають всі частинки на своєму шляху. Однак, "Вояджер 2", який проводив систематичний пошук таких супутників, нічого не виявив. Не дивлячись на те, що деякі з астрономів і раніше припускають знайти подібне співіснування супутника і щілини, численні дослідження привели до висновку про те, що винуватцями освіти багатьох щілин дійсно є супутники, але тільки ті, чиї орбіти лежать за межами кілець. Та й механізм утворення щілин зовсім інший. Прояснимо.

І частки, і супутники обертаються навколо Сатурна, підкоряючись законам Кеплера , З яких, зокрема, випливає, що чим далі знаходиться тіло від центру, навколо якого воно звертається, тим більше період його звернення. Це означає, що і всередині кілець період обертання частинок навколо Сатурна залежить тільки від відстані до планети. В пару будь-якому супутнику знайдеться таке кільце, для якого більший період обертання супутника виявиться кратним періоду обертання частинок, що знаходяться в цьому кільці. Скажімо, період обертання супутника виявиться точно в три рази більше, ніж період обертання частинок. Цей супутник через рівні проміжки часу змінює рух всіх таких частинок, і ті покидають, з часом, свою орбіту, утворюючи тонку щілину, майже вільну від частинок. Таким чином, за кожною щілиною варто вплив певного супутника, "особистість" якого легко з'ясовується. Астрономи говорять, що цю щілину супутник пасе. Тут слово "пасе" використовується як термін, а супутники, що наглядають за щілинами в кільці Сатурна, називають "пастухами".

Існує три основних кільця, названих A, B і C. Вони помітні без особливих проблем із Землі. Є імена і у більш слабких кілець - D, E, F. При найближчому розгляді, як ми пам'ятаємо, кілець виявляється безліч. Між кільцями існують щілини, де немає часток. Та з щілин, яку можна побачити в середній телескоп із Землі (між кільцями А і В), названа щілиною Кассіні. У ясні ночі з хорошими телескопами можна побачити менш помітні щілини.

Кільця є залишками того допланетного хмари, яке породило все тіла Сонячної системи. На тих відстанях від планети, на яких обертається велика частка частинок кільця, виникнення супутників неможливо через гравітаційний вплив самої планети, що руйнує все більш-менш великі тіла. Частки кілець багаторазово зіштовхуються, руйнуються і злипаються знову. Нагадаємо, що вони настільки тендітні, що поступаються в цьому самому пухкому снігу, який Ви можете собі уявити.

Відкриті питання

1. Незважаючи на викладені вище гіпотези, освіту кільця Сатурна поки рано вважати процесом у всіх деталях зрозумілим.
2. Сатурн має вісь магнітного поля, що збігається з віссю обертання планети. Це єдиний відомий випадок в Сонячній системі. У чому причини цього збігу (або інших розбіжностей) невідомо.
3. Сатурн має дуже низьку щільність, і це теж вимагає пояснень.

в цифрах:

маса

95,2 маси Землі (5,7.1026 кг)

Діаметр

9,45 діаметра Землі (120 536 км)

щільність

0,69 г / см3

Температура видимої поверхні

-190╟С 10,23 години

Середня відстань від Сонця

9,54 а.о. (1 426,98 млн. Км)

Період обертання по орбіті

29,46 земних років

Нахил екватора до орбіти

+ 26╟44` 0,056 2,49╟ 113╟38`

Середня швидкість руху по орбіті

9,65 км / сек

Відстань від Землі

від 1 199 млн. до 1 653 млн. км

число супутників

30