Сатурн

Сатурн Файл:Symbol
Планета
Снимок Сатурна со станции Кассини
Орбитальные характеристики
Перигелий	1 353 572 956 км 9,048 а. е.
Афелий	1 513 325 783 км 10,116 а. е.
Большая полуось (a)	1 433 449 370 км 9,582 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)	0,055 723 219
Сидерический период обращения	10 759,22 дней (29,46 лет)
Синодический период обращения	378,09 дней
Орбитальная скорость (v)	9,69 км/с
Наклонение (i)	2,485 240° 5,51° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла (Ω)	113,642 811°
Аргумент перицентра (ω)	336,013 862°
Чей спутник	Солнце
Спутники	62
Физические характеристики
Полярное сжатие	0,097 96 ± 0,000 18
Экваториальный радиус	60 268 ± 4 км
Полярный радиус	54 364 ± 10 км
Площадь поверхности (S)	4,27⋅1010 км²
Объём (V)	8,2713⋅1014 км³
Масса (m)	5,6846⋅1026 кг
Средняя плотность (ρ)	0,687 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	10,44 м/с²
Вторая космическая скорость (v2)	35,5 км/с
Экваториальная скорость вращения	9,87 км/c
Период вращения (T)	10ч 34мин 13с ± 2с
Наклон оси	26,73°
Склонение северного полюса (δ)	83,537°
Альбедо	0,342 (Бонд) 0,47 (геом.альбедо)
Видимая звёздная величина	1,2 и −0,24
Абсолютная звёздная величина	28
Температура
	мин. сред. макс.
уровень 1 бара	134 K
0,1 бара	84 K
Атмосфера
Состав: ~96 % Водород (H2) ~3 % Гелий ~0,4 % Метан ~0,01 % Аммиак ~0,01 % Дейтерид водорода (HD) 0,000 7 % Этан Льды: Аммиачные Водяные Гидросульфид аммония (NH4SH)
Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных ?

Сату́рн — 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. Сатурн назван в честь римского бога Сатурна, аналога греческого Кроноса (Титана, отца Зевса), вавилонского Нинурты и индийского Шани. Символ Сатурна — серп (Юникод: ♄).

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. 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. 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.

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 км (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 млн км.

Общие сведения

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 его единственной планетой Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды.

Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов, 34 минуты и 13 секунд.

Файл:Saturn colors.jpg

Сатурн и его спутники: Титан, Янус, Мимас и Прометей на фоне колец Сатурна видимых с ребра и диска планеты-гиганта

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.

По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветры, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветры 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 ветры в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (см. 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).

Файл:Hexagon cassini big.jpg

Гексагональное атмосферное образование на северном полюсе Сатурна

Облака на северном полюсе Сатурна 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.

Британские астрономы обнаружили в атмосфере Сатурна новый тип полярного сияния, которое образует кольцо вокруг одного из полюсов планеты.

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 подозревал

28 декабря 2010 года Кассини (КА) сфотографировал шторм, напоминающий сигаретный дым.

Внутреннее строение

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, и водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (а давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов — камня, железа и, предположительно, льда.

Исследования Сатурна

Затмение Солнца Сатурном 15 сентября 2006. Фото межпланетной станции Кассини с расстояния 2.2 млн км

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)

Сравнение Сатурна и Земли

Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610, 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 «компаньона» (спутника) Сатурна. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил спутников.

В 1659 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 изучением планеты занимался Кассини. Он заметил, что кольцо состоит из двух колец, разделённых чётко видимым зазором — щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна.

В 1979 космический аппарат «Пионер-11» впервые пролетел вблизи Сатурна, а в 1980—1981 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.

В 1990-х 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.

В 1997 к Сатурну был запущен аппарат «Кассини-Гюйгенс» и, после 7 лет полёта, 1 июля 2004 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. Кроме того, специальный зонд «Гюйгенс» отделился от аппарата и на парашюте спустился на поверхность спутника Сатурна Титана.

Автоматический космический аппарат Кассини, который в настоящее время (октябрь 2008) обращается вокруг Сатурна, передал изображения северного полушария планеты. С 2004, 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.

Спутники

Основная статья: Спутники Сатурна

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. Титан состоит примерно наполовину из водяного льда и наполовину — из скальных пород. Такой состав схож с некоторыми другими крупными спутниками газовых планет, но Титан сильно отличается от них составом и структурой своей атмосферы. Возможность возникновения простейших организмов не исключается учёными.

Титан

Титан-спутник Сатурна.Третий в Солнечной системе по поиску жизни в космосе. Полон на Метан а также и на Метановые моря в которых темпеатура достигает до -180 С. А также на Титан садился космический зонд Кассини - Гюгенс он там продержался около 40 минут а потом замёрз.

Кольца

Основная статья: Кольца Сатурна

Сегодня известно, что у всех четырёх газообразных гигантов есть кольца, но у Сатурна они самые 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.

Недавно были получены данные от зонда Кассини, которые говорят о том, что кольца Сатурна дрожат «как струны гитары».

Cатурн в культуре

Название планеты

Изображение бога Сатурна на стене древнего замка

Сатурн, в честь которого была названа планета был первоначально римским богом земледелия. Позднее он был отождествлён с Кроносом, богом времени и предводителем титанов. Так как титан Кронос пожирал своих детей, то у древних греков он не был популярен. У римлян же бог Сатурн пользовался большим почётом и уважением. Согласно легенде, он научил людей обрабатывать землю, выращивать растения и строить дома. Время его предполагаемого правления описывается как «золотой век человечества» и его честь, проводились празднования, которые назывались «Сатурналии». Во время этих торжеств рабы на короткое время получали свободу, потому что в золотой век не было рабов и хозяев. В индийской мифологии планете Сатурн соответствует Шани.

Сатурн в астрологии

В астрологии планета Сатурн считается неблагоприятной, поскольку она движется медленнее всех традиционных астрологических планет. Она символизирует образование и безопасность, законы времени и пространства, структуру, порядок, правила, границы, старость, смерть и несчастья. В качестве положительных качеств, приписываемых ему выделяют стабильность, практичность, эффективность, организованность и настойчивость. Отрицательными качествами являются холодность, изоляция, недоверие, пессимизм, разочарование и депрессия. Классическая астрология смотрит на Сатурн как на "отца времени ". В то же время она считается символом жизни и учителя-отца, то есть опыта и ответственности.

Сатурн в научной фантастике

Сатурн стал, как и другие планеты Солнечной системы, темой некоторых научно-фантастических книг. Кроме того, в литературе часто упоминается его спутник Титан потому что он имеет плотную атмосферу, и его поверхность состоит из углеводородов. Его также часто называют «заправочной станцией» для будущих космических полетов или как сырьевую базу для завоевания внешней части Солнечной системы. Спутник Сатурна- Диона является конечной целью полёта космического корабля «Тахмасиб» в повести братьев Cтругацких Стажёры. Ещё одной книгой в которой упоминается Сатурн является книга Артура Кларка 2001: Космическая одиссея. В ней рассказывается об экспедиции на спутник Сатурна Япет, куда направлен сигнал от таинственного «чёрного монолита» — объекта созданного инопланетным разумом. Впоследствии по этой книге был снят фильм. Титан также упоминается в Книге чешского писателя Иржи Кулханека «Стронций». Сатурн становится темой фильма «Сатурн-3», в которой рассказывается история о малых научных станций на поверхности Титана, где к двум ученым прилетает прилетает безумец-исследователь Бенсон.

См. также

• Кассини (КА)

Ссылки

• Страничка фактов о Сатурне на сайте НАСА
• Фотографии Сатурна на сайте НАСА
• У спутников Сатурна обнаружены кольца — так же, как и у самой планеты
• Сатурн: Властелин Колец
• Фотографии Сатурна, сделанные зондом «Кассини» с 2004 по 2009 гг.
• История исследования Сатурна (НАСА)
• Параметры колец Сатурна
• У Сатурна обнаружили новое гигантское кольцо