Сатурн

Содержание:

1. Введение.

2. Характеристика Сатурна

3. Орбита Сатурна

4. Физические характеристики Сатурна

5. Атмосфера Сатурна

6. Исследования Сатурна

7. Спутники Сатурна

8. Кольца Сатурна

9. Интересные факты о Сатурне

С олнечная система состоит из множества тел, центральным из которых является Солнце. Именно оно удерживает около себя всю космическую семью: 9 больших планет со спутниками, множество астероидов, кометы, метеоритные тела, космическую пыль. Пути планет вокруг Солнца называют орбитами. Они представляют собой эллипсы - замкнутые линии, похожие на вытянутые окружности.

Большие планеты Солнечной системы условно можно разделить на 2 группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. В первую входят Меркурий, Венера, Земля, Марс; во вторую – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Ни к одной из них нельзя отнести самую дальнюю планету – Плутон.

Планеты земной группы сравнительно невелики, у них твердая поверхность, а орбиты расположены довольно близко к Солнцу. Планеты – гиганты имеют существенно большие размеры, состоят из смеси газов, жидкости, льда и находятся довольно далеко от Солнца.

Кроме того, эти планеты гораздо быстрее вращаются вокруг своих осей и имеют много спутников.

Между орбитами Марса и Юпитера находится множество небольших тел неправильной формы самых разных размеров, обращающихся вокруг Солнца по очень близким друг к другу орбитам. Это пояс астероидов. Астероиды представляют собой каменные глыбы с различным содержанием металлов, например железа. Иногда их называют малыми планетами.

В состав Солнечной системы входят кометы. Они обращаются вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам, совершая 1 оборот за период от нескольких до сотен и даже тысяч лет. По этому признаку их делят на короткопериодические и долгопериодические.

В своей исследовательской работе я собираю интересные данные о планете и изучаю ее.

Планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

Характеристика Сатурна

С атурн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн, а также Юпитер, Уран и Нептун, классифицируются как газовые гиганты. Назван в честь римского бога Сатурна, аналога греческого Кроноса (Титана, отца Зевса) и вавилонского Нинурты. Сатурн расположен почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля. Это последняя планета, видимая на земном небе невооруженным глазом. Символ Сатурна — серп.

В основном Сатурн состоит из водорода и горных пород.

Водород на Сатурне с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака.

Внутри Сатурн состоит из небольшого ядра из горных пород и льда. Само же ядро планеты покрыто тонким слоем металлического водорода и газообразным внешним слоем.

По своему составу Сатурн очень похож на Юпитер. В основном 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. Средняя плотность вещества Сатурна меньше плотности воды. То есть, если можно было бы поместить Сатурн в огромный резервуар с водой, планета плавала бы на поверхности, как мячик.

П ланета довольно сильно сплюснута у полюсов из-за быстрого вращения. Внешняя атмосфера планеты кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно больше, чем, например, на Юпитере.

Строение Сатурна

Сатурн классифицируется как планета - газовый гигант.

Практически планета Сатурн состоит из водорода, с небольшим количеством гелия, воды, метана, аммиака и некоторых «горных пород». Внутри планета содержит небольшое ядро из горных пород и льда.

строение Сатурна

Внешняя атмосфера Сатурна кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно больше, чем, например, на Юпитере.

Магнитное поле Сатурна

Магнитное поле Сатурна

У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное звено по мощности между магнитным полем Земли и мощным полем Юпитера. Магнитное поле Сатурна 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.

Кольцевая система Сатурна

Кольцевая система Сатурна состоит главным образом из частичек льда, меньшего количества горных пород и пыли. Вокруг планеты обращаются спутники Сатурна, общим количеством 61 известных на данный момент.

Спутник Сатурна Титан

Спутник Титан

Спутник Титан — самый крупный из всех спутников сатурна, а также второй по размерам спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера Ганимеда). Он превосходит по своим размерам планету Меркурий и обладает единственной среди множества спутников Солнечной системы плотной атмосферой.

Диаметр Титана в полтора раза больше спутника Земли Луны. Из всех тел, обращающихся вокруг Солнца, спутник Титан больше всего напоминает нашу планету Земля. Однако, не ту планету, на которой мы живем сегодня, а совсем молодую Землю, на которой еще не появились первые существа, способные производить кислород. Еще одно отличие состоит в том, что спутник Титан охлажден до минус 183,15 градуса по Цельсию.

Несколько миллиардов лет назад оранжевая дымка, как на Титане, покрывала и нашу Землю.

Ученые выяснили, что на спутнике существуют погодные циклы, похожие на земные, а также нашли на поверхности озера из жидких углеводородов, обнаружился туман и гладкие камни, созданные не водой, а жидким метаном.

В общем, спутник Титан кажется подходящим местом для жизни существ, но не дышащих кислородом, а метаном. На сегодняшний день спутник Сатурна Титан является самым интересным с научной точки зрения объектом Солнечной системы. Наблюдения и исследования продолжаются.

Ветра на Сатурне

Ветра на Сатурне

По данным космических аппаратов «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветра, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют, в основном, в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения. Ряд данных указывают, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 тыс. км. 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.

Ураганы на Сатурне

Ураган на Сатурне

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы на планете. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне). Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году (менее крупные ураганы образуются чаще).

Гексагон на Сатурне

Гексагон на Сатурне

Не до конца понятным на сегодняшний день остаётся такой атмосферный феномен планеты, как гигантский Гексагон на Сатурне. Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна.

Полярные сияния на Сатурне

Полярные сияния на Сатурне

В атмосфере обнаружены мощные грозы на Сатурне, ультрафиолетовое излучение водорода и полярные сияния на Сатурне.

В частности, 5 августа 2005 известный космический аппарат Кассини зафиксировал радиоволны, вызванные мощной молнией на планете.

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

Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, астроном 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 спутника. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил спутников.

В 1659 году ученый Гюйгенс, с помощью более мощного телескопа, выяснил, что «компаньоны» — это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся её. Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан.

Начиная с 1675 года изучением планеты занимался ученый Кассини. Он заметил, что кольцо состоит из двух колец, разделённых чётко видимым зазором — щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна.

Космические аппараты Вояджер-1 и Вояджер-2

аппарат Вояджер

В 1979 году космический аппарат «Пионер-11» впервые пролетел вблизи Сатурна, а в 1980 и 1981 годах за ним последовали аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти аппараты впервые обнаружили магнитное поле Сатурна и исследовали его магнитосферу, наблюдали штормы в атмосфере Сатурна, получили детальные снимки структуры колец и выяснили их состав.

Космический телескоп Хаббл

телескоп Хаббл

В 1990-х годах Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом Хаббл. Долговременные наблюдения дали немало новой информации, которая была недоступна для «Пионера-11» и «Вояджеров» при их однократном пролёте мимо планеты.

Космический аппарат Кассини

аппарат Кассини

В 1997 году к Сатурну был запущен аппарат Кассини-Гюйгенс и, после семи лет полёта, 1 июля 2004 года он достиг системы Сатурна и вышел на орбиту вокруг планеты. Основными задачами этой миссии, рассчитанной минимум на 4 года, является изучение структуры и динамики колец и спутников, а также изучение динамики атмосферы и магнитосферы Сатурна.

Зонд Гюйгенс

Кроме того, специальный зонд «Гюйгенс» отделился от аппарата и на парашюте спустился на поверхность спутника Сатурна Титана.

Зонд Гюйгенс Зонд Huygens

Спутники планеты Сатурн названы в честь героев античных мифов о титанах и гигантах. Почти все эти космические тела светлые. У наиболее крупных спутников формируется внутреннее каменистое ядро.

Название «ледяные» спутники наиболее соответствует спутникам Сатурна. Некоторые из них имеют среднюю плотность 1,0 г/см3, что больше соответствует водяному льду. Плотность других несколько выше, но тоже невелика (исключение - Титан).

До 1980г были известны десять спутников Сатурна. С тех пор было открыто еще несколько. Одна часть была обнаружена в результате телескопических наблюдений в 1980г, когда система колец была видна с ребра (и благодаря этому наблюдениям не мешал яркий свет), а другая - при пролетах АМС "Вояджер-1" и "Вояджер-2" в 1980 и 1981гг. После чего у планеты стало 17 спутников.

В 1990г открыт 18-й спутник, а в 2000 году еще 12 небольших спутников, по всей видимости захваченных планетой астероидов.

В конце 2004г Гавайские астрономы обнаружили еще 12 новых спутников неправильной формы диаметром от 3 до 7 километров с помощью КА "Cassini". Версию о захвате подтверждает то, что 11 из 12 тел обращаются вокруг планеты в направлении, отличном от свойственного "основным" спутникам. Об этом же свидетельствует сильная вытянутость и исключительно большой - порядка 20 миллионов километров - диаметр орбит.

Телескоп Субару

Японский телескоп Субару

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 (Всего с 2004 года команда Джуитта обнаружила 21 спутник Сатурна). В первом полугодии 2007 года добавилось еще 5 спутников и общее количество достигло числа 60.

Телескоп Субару (Subaru) - 8,2-метровый оптический телескоп. Он принадлежит японской Национальной Астрономической Обсерватории и расположен на Гаваях. Запущен в 1999 году.

15 августа 2008 года в ходе изучения изображений, сделанных «Кассини» во время 600-дневного исследования кольца G Сатурна, открыт 61-й спутник Сатурна.

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.

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.

кольца Сатурна

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. 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.

Кольца Сатурна постоянно будоражили воображение исследователей своей уникальной формой. Ученый Кант первым предсказал существование тонкой структуры колец Сатурна.

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.

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 значит, что если бы существовал огромный океан соответствующих размеров, Сатурн бы легко плыл по его поверхности.

Космический аппарат Кассини 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.

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 точно считать более необычным.

Странная структура облаков получена на инфракрасном изображении, космическим аппаратом Кассини в октябре 2006 года. Изображения показывают, что шестиугольник оставался стабильным за 20 лет после полёта Вояджера. 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.

Кольцевые полярные сияния на Сатурне

Британские астрономы обнаружили в атмосфере Сатурна новый тип полярного сияния. Камеры космического аппарата Кассини получили изображения северного полюса Сатурна в инфракрасном диапазоне. На этих кадрах исследователи обнаружили полярные сияния Сатурна, каких не наблюдали ещё ни разу в Солнечной системе.

фото Сатурна с телескопа Хаббл

фото с телескопа "Хаббл"

На Сатурне наблюдали и 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.