Când a fost descoperită planeta Saturn? Saturn - Stăpânul Inelelor. A fost văzut de oameni din vechime

Fotografie făcută de pe sonda Cassini

Planeta Saturn este a șasea planetă de la Soare. Toată lumea știe despre această planetă. Aproape toată lumea o poate recunoaște cu ușurință, deoarece inelele lui sunt cartea lui de vizită.

Informații generale despre planeta Saturn

Știți din ce sunt făcute celebrele ei inele? Inelele sunt compuse din pietre de gheață cu dimensiuni de la microni la câțiva metri. Saturn, ca toate planetele gigantice, este format în principal din gaze. Rotația sa variază de la 10 ore și 39 de minute la 10 ore și 46 de minute. Aceste măsurători se bazează pe observațiile radio ale planetei.

Imaginea planetei Saturn

Folosind cele mai noi sisteme de propulsie și vehicule de lansare, navei spațiale vor avea nevoie de cel puțin 6 ani și 9 luni pentru a ajunge pe planetă.

În prezent, singura navă spațială Cassini se află pe orbită din 2004 și este de mulți ani principalul furnizor de date și descoperiri științifice. Pentru copii, planeta Saturn, ca și în principiu pentru adulți, este cu adevărat cea mai frumoasă dintre planete.

Caracteristici generale

Cea mai mare planetă din sistemul solar este Jupiter. Dar titlul celei de-a doua planete ca mărime îi aparține lui Saturn.

Doar pentru comparație, diametrul lui Jupiter este de aproximativ 143 de mii de kilometri, iar Saturn are doar 120 de mii de kilometri. Jupiter este de 1,18 ori mai mare decât Saturn și de 3,34 ori masa lui.

De fapt, Saturn este foarte mare, dar ușor. Și dacă planeta Saturn este scufundată în apă, va pluti la suprafață. Gravitația planetei este de numai 91% din cea a Pământului.

Saturn și Pământul diferă ca mărime cu un factor de 9,4 și ca masă cu un factor de 95. Volumul unui gigant gazos ar putea încăpea 763 de planete ca a noastră.

Orbită

Timpul unei revoluții complete a planetei în jurul Soarelui este de 29,7 ani. Ca toate planetele din sistemul solar, orbita sa nu este un cerc perfect, ci are o traiectorie eliptică. Distanța până la Soare este în medie de 1,43 miliarde km, sau 9,58 UA.

Cel mai apropiat punct al orbitei lui Saturn se numește periheliu și este situat la 9 unități astronomice de Soare (1 UA este distanța medie de la Pământ la Soare).

Cel mai îndepărtat punct al orbitei se numește afeliu și este situat la 10,1 unități astronomice de Soare.

Cassini traversează planul inelelor lui Saturn.

Una dintre caracteristicile interesante ale orbitei lui Saturn este următoarea. La fel ca Pământul, axa de rotație a lui Saturn este înclinată față de planul Soarelui. La jumătatea orbitei sale, polul sudic al lui Saturn este orientat spre Soare, iar apoi spre nord. În timpul anului Saturnian (aproape 30 de ani pământeni), vin perioade în care planeta este văzută la marginea Pământului, iar planul inelelor gigantului coincide cu unghiul nostru de vedere, iar acestea dispar din vedere. Chestia este că inelele sunt extrem de subțiri, așa că de la mare distanță este aproape imposibil să le vezi de la margine. Data viitoare când inelele vor dispărea pentru observatorul Pământului în 2024-2025. Întrucât anul lui Saturn are aproape 30 de ani, de când Galileo l-a observat pentru prima dată printr-un telescop în 1610, a înconjurat Soarele de aproximativ 13 ori.

Caracteristici climatice

Unul dintre faptele interesante este că axa planetei este înclinată față de planul eclipticii (ca și cel al Pământului). Și la fel ca al nostru, există anotimpuri pe Saturn. La jumătatea orbitei sale, emisfera nordică primește mai multă radiație solară, apoi totul se schimbă, iar emisfera sudică este scăldată de lumina soarelui. Acest lucru creează sisteme uriașe de furtună care se schimbă semnificativ în funcție de locația planetei pe orbită.

Furtună în atmosfera lui Saturn. Au fost utilizate imagini compozite, culori artificiale, filtre MT3, MT2, CB2 și date în infraroșu

Anotimpurile influențează vremea planetei. În ultimii 30 de ani, oamenii de știință au descoperit că viteza vântului în regiunile ecuatoriale ale planetei a scăzut cu aproximativ 40%. Sondele Voyager ale NASA în 1980-1981 au găsit viteze ale vântului de până la 1.700 km/h, iar în prezent doar aproximativ 1.000 km/h (măsurată în 2003).

Saturn finalizează o revoluție în jurul axei sale în 10.656 ore. Oamenii de știință le-a luat mult timp și cercetări pentru a găsi o cifră atât de precisă. Întrucât planeta nu are suprafață, nu este posibil să se observe trecerea acelorași zone ale planetei, estimându-i astfel viteza de rotație. Oamenii de știință au folosit emisiile radio ale planetei pentru a estima viteza de rotație și pentru a găsi durata exactă a zilei.

Galerie de imagini

Imagini ale planetei făcute de telescopul Hubble și de sonda spațială Cassini.

Proprietăți fizice

Imaginea telescopului Hubble

Diametrul ecuatorial este de 120.536 km, de 9,44 ori mai mare decât cel al Pământului;

Diametrul polar este de 108.728 km, de 8,55 ori mai mare decât cel al Pământului;

Suprafața planetei este de 4,27 x 10 * 10 km2, care este de 83,7 ori mai mare decât cea a Pământului;

Volumul - 8,2713 x 10 * 14 km3, de 763,6 ori mai mare decât cel al Pământului;

Masa - 5,6846 x 10 * 26 kg, de 95,2 ori mai mult decât cea a Pământului;

Densitatea - 0,687 g/cm3, de 8 ori mai mică decât cea a Pământului, Saturn este chiar mai ușor decât apa;

Aceste informații sunt incomplete, mai detaliat despre proprietățile generale ale planetei Saturn, vom scrie mai jos.

Saturn are 62 de luni, de fapt aproximativ 40% dintre lunile din sistemul nostru solar se învârt în jurul lui. Mulți dintre acești sateliți sunt foarte mici și nu sunt vizibili de pe Pământ. Acestea din urmă au fost descoperite de sonda Cassini, iar oamenii de știință se așteaptă ca în timp dispozitivul să găsească și mai mulți sateliți înghețați.

În ciuda faptului că Saturn este prea ostil pentru orice formă de viață, știm că luna sa Enceladus este unul dintre cei mai potriviți candidați pentru căutarea vieții. Enceladus este remarcabil pentru că are gheizere de gheață pe suprafața sa. Există un mecanism (probabil acțiunea mareelor ​​lui Saturn) care creează suficientă căldură pentru ca apa lichidă să existe. Unii oameni de știință cred că există o șansă de viață pe Enceladus.

Formarea planetei

Ca și restul planetelor, Saturn s-a format din nebuloasa solară acum aproximativ 4,6 miliarde de ani. Această nebuloasă solară era un nor vast de gaz rece și praf care s-ar fi putut ciocni cu un alt nor sau cu o undă de șoc de supernovă. Acest eveniment a inițiat începutul contracției nebuloasei protosolare odată cu formarea în continuare a sistemului solar.

Norul s-a contractat din ce în ce mai mult până când s-a format o protostea în centru, care era înconjurată de un disc plat de material. Partea interioară a acestui disc conținea mai multe elemente grele și a format planetele terestre, în timp ce regiunea exterioară a fost suficient de rece și, de fapt, a rămas neatinsă.

Materialul din nebuloasa solară a format tot mai multe planetezimale. Aceste planetezimale s-au ciocnit împreună, contopindu-se în planete. La un moment dat în istoria timpurie a lui Saturn, luna sa, cu o lungime de aproximativ 300 km, a fost sfâșiată de gravitația sa și a creat inelele care orbitează și astăzi planeta. De fapt, principalii parametri ai planetei depindeau direct de locul formării ei și de cantitatea de gaz pe care o putea capta.

Deoarece Saturn este mai mic decât Jupiter, se răcește mai repede. Astronomii cred că, de îndată ce atmosfera sa exterioară s-a răcit la 15 grade Kelvin, heliul s-a condensat în picături care au început să se scufunde spre miez. Frecarea acestor picături a încălzit planeta, iar acum emite de aproximativ 2,3 ori mai multă energie decât primește de la Soare.

Formarea inelului

Vedere a planetei din spațiu

Principala trăsătură distinctivă a lui Saturn sunt inelele. Cum se formează inelele? Există mai multe versiuni. Teoria convențională este că inelele sunt aproape la fel de vechi ca planeta însăși și există de cel puțin 4 miliarde de ani. În istoria timpurie a gigantului, un satelit de 300 km s-a apropiat prea mult de el și a fost rupt în bucăți. Există, de asemenea, posibilitatea ca doi sateliți să se ciocnească împreună, sau ca o cometă sau un asteroid suficient de mare să fi lovit satelitul și pur și simplu să se destrame chiar pe orbită.

Ipoteza alternativă pentru formarea inelului

O altă ipoteză este că nu a avut loc nicio distrugere a satelitului. În schimb, inelele, precum și planeta însăși, s-au format din nebuloasa solară.

Dar iată problema: gheața din inele este prea curată. Dacă inelele s-au format împreună cu Saturn, cu miliarde de ani în urmă, atunci ne-am aștepta să fie complet acoperite de murdărie de la impactul micrometeorilor. Dar astăzi vedem că sunt la fel de puri ca și cum s-ar fi format cu mai puțin de 100 de milioane de ani în urmă.

Este posibil ca inelele să-și reînnoiască în mod constant materialul, lipindu-se și ciocnind unele de altele, ceea ce face dificilă determinarea vârstei lor. Acesta este unul dintre misterele încă de rezolvat.

Atmosfera

La fel ca restul planetelor gigantice, atmosfera lui Saturn este 75% hidrogen și 25% heliu, cu urme de alte substanțe precum apa și metanul.

Caracteristici atmosferice

Aspectul planetei, în lumină vizibilă, pare mai calm decât cel al lui Jupiter. Planeta are benzi de nori în atmosferă, dar sunt portocalii pal și abia vizibili. Culoarea portocalie se datorează compușilor de sulf din atmosfera sa. Pe lângă sulf, în atmosfera superioară, există cantități mici de azot și oxigen. Acești atomi reacționează între ei și, sub influența luminii solare, formează molecule complexe care seamănă cu smog-ul. La diferite lungimi de undă de lumină, precum și la imagini Cassini îmbunătățite, atmosfera arată mult mai impresionantă și mai turbulentă.

Vânturi în atmosferă

Atmosfera planetei generează unele dintre cele mai rapide vânturi din sistemul solar (mai rapide doar pe Neptun). Nava spațială NASA Voyager, care a zburat pe lângă Saturn, a măsurat viteza vântului, s-a dovedit a fi în regiunea de 1800 km/h la ecuatorul planetei. Furtunile albe mari se formează în benzile care orbitează planeta, dar spre deosebire de Jupiter, aceste furtuni durează doar câteva luni și sunt absorbite de atmosferă.

Norii din partea vizibilă a atmosferei sunt alcătuiți din amoniac și sunt localizați la 100 km sub partea superioară a troposferei (tropopauza), unde temperatura scade la -250 ° C. Sub această limită, norii sunt formați din hidrosulfură de amoniu și sunt cu aproximativ 170 km mai jos. În acest strat, temperatura este de doar -70 de grade C. Cei mai adânci nori sunt formați din apă și se află la aproximativ 130 km sub tropopauză. Temperatura aici este de 0 grade.

Cu cât este mai scăzută, cu atât presiunea și temperatura cresc și hidrogenul gazos se transformă încet într-un lichid.

Hexagon

Unul dintre cele mai ciudate fenomene meteorologice descoperite vreodată este așa-numita furtună hexagonală nordică.

Norii hexagonali din jurul planetei Saturn au fost descoperiți pentru prima dată de Voyagers 1 și 2 după ce au vizitat planeta în urmă cu mai bine de trei decenii. Mai recent, hexagonul lui Saturn a fost fotografiat în detaliu de către sonda spațială Cassini a NASA, aflată în prezent pe orbită în jurul lui Saturn. Hexagonul (sau vortexul hexagonal) are un diametru de aproximativ 25.000 km. Poate încăpea 4 astfel de planete precum Pământul.

Hexagonul se rotește exact cu aceeași viteză cu planeta însăși. Cu toate acestea, Polul Nord al planetei este diferit de Polul Sud, în centrul căruia se află un uragan uriaș cu o pâlnie uriașă. Fiecare parte a hexagonului are o dimensiune de aproximativ 13.800 km, iar întreaga structură face o rotație în jurul axei în 10 ore și 39 de minute, la fel ca planeta însăși.

Motivul formării unui hexagon

Deci, de ce vortexul de la Polul Nord are forma unui hexagon? Astronomilor le este greu să răspundă la această întrebare 100%, dar unul dintre experții și membrii echipei responsabili cu spectrometrul vizual și în infraroșu Cassini a spus: „Aceasta este o furtună foarte ciudată, care are forme geometrice precise cu șase laturi aproape identice. Nu am mai văzut așa ceva pe alte planete.”

Galerie de imagini cu atmosfera planetei

Saturn este planeta furtunilor

Jupiter este cunoscut pentru furtunile sale violente, care sunt clar vizibile prin atmosfera superioară, în special prin Marea Pată Roșie. Dar sunt și furtuni pe Saturn, deși nu sunt atât de mari și intense, dar în comparație cu cele de pe Pământ, sunt pur și simplu uriașe.

Una dintre cele mai mari furtuni a fost Marea Pată Albă, cunoscută și sub numele de Marele Oval Alb, care a fost observată de Telescopul Spațial Hubble în 1990. Astfel de furtuni apar probabil o dată pe an pe Saturn (o dată la 30 de ani pământeni).

atmosfera si suprafata

Planeta amintește foarte mult de o minge, făcută aproape în întregime din hidrogen și heliu. Densitatea și temperatura sa se schimbă pe măsură ce te adanci în planetă.

Compoziția atmosferei

Atmosfera exterioară a planetei este formată din 93% hidrogen molecular, restul heliu și urme de amoniac, acetilenă, etan, fosfină și metan. Aceste oligoelemente sunt cele care creează dungile vizibile și norii pe care le vedem în imagini.

Nucleu

Schema generală a structurii lui Saturn

Conform teoriei acreției, miezul planetei este stâncos, cu o masă mare, suficientă pentru a capta o cantitate mare de gaze în nebuloasa solară timpurie. Miezul său, ca și cel al altor giganți gazosi, ar trebui să se formeze și să devină masiv mult mai repede decât alte planete pentru a avea timp să dobândească gaze primare.

Gigantul gazos s-a format cel mai probabil din componente stâncoase sau înghețate, iar densitatea scăzută indică metale lichide și impurități de rocă din miez. Este singura planetă a cărei densitate este mai mică decât cea a apei. În orice caz, structura internă a planetei Saturn este mai degrabă ca o minge de sirop gros cu impurități de fragmente de piatră.

hidrogen metalic

Hidrogenul metalic din miez generează un câmp magnetic. Câmpul magnetic creat în acest fel este puțin mai slab decât cel al Pământului și se extinde doar pe orbita celui mai mare satelit al său, Titan. Titan contribuie la apariția particulelor ionizate în magnetosfera planetei, care creează aurore în atmosferă. Voyager 2 a detectat o presiune mare a vântului solar pe magnetosfera planetei. Conform măsurătorilor efectuate în timpul aceleiași misiuni, câmpul magnetic se extinde doar pe 1,1 milioane de km.

Dimensiunea planetei

Planeta are un diametru ecuatorial de 120.536 km, de 9,44 ori mai mare decât al Pământului. Raza este de 60268 km, ceea ce o face a doua cea mai mare planetă din sistemul nostru solar, a doua după Jupiter. Ea, ca toate celelalte planete, este un sferoid aplatizat. Aceasta înseamnă că diametrul său ecuatorial este mai mare decât diametrul măsurat prin poli. În cazul lui Saturn, această distanță este destul de semnificativă, datorită vitezei mari de rotație a planetei. Diametrul polar este de 108728 km, ceea ce este cu 9,796% mai mic decât diametrul ecuatorial, deci forma lui Saturn este ovală.

În jurul lui Saturn

Lungimea zilei

Viteza de rotație a atmosferei și a planetei în sine poate fi măsurată prin trei metode diferite. Prima este măsurarea vitezei de rotație a planetei în stratul de nor din partea ecuatorială a planetei. Are o perioadă de rotație de 10 ore și 14 minute. Dacă se fac măsurători în alte zone ale lui Saturn, atunci viteza de rotație va fi de 10 ore 38 minute și 25,4 secunde. Până în prezent, cea mai precisă metodă de măsurare a duratei zilei se bazează pe măsurarea emisiilor radio. Această metodă oferă o viteză de rotație planetară de 10 ore 39 minute și 22,4 secunde. În ciuda acestor cifre, viteza de rotație a interiorului planetei în prezent nu poate fi măsurată cu precizie.

Din nou, diametrul ecuatorial al planetei este de 120.536 km, iar cel polar este de 108.728 km. Este important să știm de ce această diferență a acestor numere afectează rata de rotație a planetei. Aceeași situație este și pe alte planete gigantice, în special diferența de rotație a diferitelor părți ale planetei este exprimată în Jupiter.

Lungimea zilei în funcție de emisia radio a planetei

Cu ajutorul emisiilor radio care provin din regiunile interioare ale lui Saturn, oamenii de știință au putut determina perioada de rotație a acestuia. Particulele încărcate prinse în câmpul său magnetic emit unde radio atunci când interacționează cu câmpul magnetic al lui Saturn, la aproximativ 100 kiloherți.

Sonda Voyager a măsurat emisiile radio ale planetei timp de nouă luni în timp ce a zburat în anii 1980, iar rotația a fost determinată a fi de 10 ore 39 minute și 24 de secunde, cu o eroare de 7 secunde. Nava spațială Ulysses a făcut și măsurători 15 ani mai târziu și a dat un rezultat de 10 ore 45 minute și 45 de secunde, cu o eroare de 36 de secunde.

Se dovedește diferență de până la 6 minute! Fie rotația planetei a încetinit de-a lungul anilor, fie am omis ceva. Sonda interplanetară Cassini a măsurat aceleași emisii radio cu un spectrometru cu plasmă, iar oamenii de știință, pe lângă diferența de 6 minute în măsurătorile de 30 de ani, au descoperit că și rotația se modifică cu un procent pe săptămână.

Oamenii de știință cred că acest lucru s-ar putea datora a două lucruri: vântul solar care vine de la Soare interferează cu măsurătorile, iar particulele din gheizerele lui Enceladus afectează câmpul magnetic. Ambii acești factori determină modificarea emisiilor radio și pot provoca rezultate diferite în același timp.

Date noi

În 2007, s-a constatat că unele dintre sursele punctuale de emisie radio ale planetei nu se potrivesc cu viteza de rotație a lui Saturn. Unii oameni de știință cred că diferența se datorează influenței lunii Enceladus. Vaporii de apă din aceste gheizere intră pe orbita planetei și sunt ionizați, afectând astfel câmpul magnetic al planetei. Acest lucru încetinește rotația câmpului magnetic, dar doar ușor în comparație cu rotația planetei în sine. Estimarea actuală a rotației lui Saturn, bazată pe diferite măsurători de la sondele spațiale Cassini, Voyager și Pioneer, este de 10 ore, 32 de minute și 35 de secunde din septembrie 2007.

Caracteristicile de bază ale planetei lui Cassini sugerează că vântul solar este cauza cea mai probabilă a diferenței de date. Diferențele de măsurători ale rotației câmpului magnetic apar la fiecare 25 de zile, ceea ce corespunde perioadei de rotație a Soarelui. Viteza vântului solar este, de asemenea, în continuă schimbare, ceea ce trebuie luat în considerare. Enceladus poate face schimbări pe termen lung.

gravitatie

Saturn este o planetă gigantică și nu are o suprafață solidă, iar ceea ce este imposibil de văzut este suprafața sa (vedem doar stratul superior de nori) și simțim forța gravitației. Dar să ne imaginăm că există o limită condiționată care va corespunde suprafeței sale imaginare. Care ar fi forța gravitației pe planetă dacă ai putea sta la suprafață?

Deși Saturn are o masă mai mare decât Pământul (a doua cea mai mare masă din sistemul solar, după Jupiter), este și cea mai „ușoară” dintre toate planetele din sistemul solar. Gravitația reală în orice punct de pe suprafața sa imaginară ar fi de 91% din cea de pe Pământ. Cu alte cuvinte, dacă cântarul tău arată că cântărești 100 kg pe Pământ (oh, groază!), pe „suprafața” lui Saturn ai cântări 92 kg (puțin mai bine, dar totuși).

Pentru comparație, pe „suprafața” lui Jupiter, gravitația este de 2,5 ori mai mare decât cea a Pământului. Pe Marte, doar 1/3, iar pe Lună 1/6.

Ce face ca forța gravitației să fie atât de slabă? Planeta gigantică este formată în principal din hidrogen și heliu, pe care le-a acumulat chiar la începutul formării sistemului solar. Aceste elemente s-au format la începutul Universului ca urmare a Big Bang-ului. Totul datorită faptului că planeta are o densitate extrem de scăzută.

temperatura planetei

Imaginea Voyager 2

Stratul superior al atmosferei, care se află la granița cu spațiul, are o temperatură de -150 C. Dar, pe măsură ce te scufunzi în atmosferă, presiunea crește și, în consecință, temperatura crește. În miezul planetei, temperatura poate ajunge la 11.700 C. Dar de unde vine o temperatură atât de ridicată? Se formează din cauza cantității uriașe de hidrogen și heliu, care, pe măsură ce se scufundă în intestinele planetei, se contractă și încălzește miezul.

Datorită contracției gravitaționale, planeta generează de fapt căldură, eliberând de 2,5 ori mai multă energie decât primește de la Soare.

În partea de jos a stratului de nor, care este alcătuit din gheață de apă, temperatura medie este de -23 de grade Celsius. Deasupra acestui strat de gheață se află hidrosulfura de amoniu, cu o temperatură medie de -93 C. Deasupra ei sunt nori de gheață de amoniac care colorează atmosfera în portocaliu și galben.

Cum arată Saturn și ce culoare are

Chiar și privind printr-un telescop mic, culoarea planetei este vizibilă ca un galben pal, cu note de portocaliu. Cu telescoape mai puternice precum Hubble sau sonda spațială Cassini de la NASA, puteți vedea straturi subțiri de nori și furtuni care sunt un amestec de alb și portocaliu. Dar ce îi dă lui Saturn culoarea?

La fel ca Jupiter, planeta este compusă aproape în întregime din hidrogen, cu o cantitate mică de heliu, precum și cantități minore de alți compuși, cum ar fi amoniacul, vaporii de apă și diverse hidrocarburi simple.

Doar stratul superior al norilor, care constă în principal din cristale de amoniac, este responsabil pentru culoarea planetei, iar nivelul inferior al norilor este fie hidrosulfură de amoniu, fie apă.

Saturn are o atmosferă cu dungi similară cu cea a lui Jupiter, dar dungile sunt mult mai slabe și mai largi în apropierea ecuatorului. De asemenea, nu are furtuni de lungă durată – nimic ca Marea Pată Roșie – care apar adesea când Jupiter se apropie de solstițiul de vară din emisfera nordică.

Unele dintre fotografiile oferite de Cassini apar albastre, asemănătoare cu Uranus. Dar asta se datorează probabil pentru că vedem împrăștierea luminii din punctul de vedere al lui Cassini.

Compus

Saturn pe cerul nopții

Inelele din jurul planetei au captat imaginația oamenilor de sute de ani. De asemenea, era firesc să dorești să știi din ce era făcută planeta. Prin diferite metode, oamenii de știință au aflat că compoziția chimică a lui Saturn este 96% hidrogen, 3% heliu și 1% diferite elemente care includ metan, amoniac, etan, hidrogen și deuteriu. Unele dintre aceste gaze pot fi găsite în atmosfera sa, în stare lichidă și topită.

Starea gazelor se modifică odată cu creșterea presiunii și a temperaturii. În vârful norilor, vei întâlni cristale de amoniac, în partea de jos a norilor cu hidrosulfură de amoniu și/sau apă. Sub nori, presiunea atmosferică crește, ceea ce determină o creștere a temperaturii și hidrogenul se transformă în stare lichidă. Pe măsură ce ne adâncim în planetă, presiunea și temperatura continuă să crească. Ca urmare, în nucleu, hidrogenul devine metalic, trecând în această stare specială de agregare. Se crede că planeta are un nucleu liber, care, pe lângă hidrogen, este format din roci și unele metale.

Explorarea modernă a spațiului a dus la multe descoperiri în sistemul Saturn. Cercetările au început odată cu zborul navei spațiale Pioneer 11 în 1979. Această misiune a descoperit inelul F. Voyager 1 a zburat în anul următor, trimițând detalii de suprafață ale unora dintre sateliți înapoi pe Pământ. El a demonstrat, de asemenea, că atmosfera de pe Titan nu este transparentă pentru lumina vizibilă. În 1981, Voyager 2 a vizitat Saturn și a detectat schimbări în atmosferă și, de asemenea, a confirmat prezența golurilor Maxwell și Keeler pe care Voyager 1 le-a văzut pentru prima dată.

După Voyager 2, nava spațială Cassini-Huygens a ajuns în sistem, care a intrat pe orbită în jurul planetei în 2004, puteți citi mai multe despre misiunea sa în acest articol.

Radiația

Când aterizatorul Cassini de la NASA a sosit pentru prima dată pe planetă, a detectat furtuni și centuri de radiații în jurul planetei. A găsit chiar și o nouă centură de radiații situată în interiorul inelului planetei. Noua centură de radiații se află la 139.000 km de centrul lui Saturn și se extinde până la 362.000 km.

Aurora boreală pe Saturn

Videoclip care arată nordul, creat din imagini de la telescopul spațial Hubble și sonda spațială Cassini.

Datorită prezenței unui câmp magnetic, particulele încărcate ale Soarelui sunt captate de magnetosferă și formează centuri de radiații. Aceste particule încărcate se mișcă de-a lungul liniilor câmpului de forță magnetică și se ciocnesc cu atmosfera planetei. Mecanismul de apariție a aurorei este similar cu cel al Pământului, dar datorită compoziției diferite a atmosferei, aurorele de pe gigant sunt violete, spre deosebire de cele verzi de pe Pământ.

Aurora lui Saturn văzută de telescopul Hubble

Galeria Aurora

vecinii cei mai apropiati

Care este cea mai apropiată planetă de Saturn? Depinde de locul în care se află pe orbită în acest moment, precum și de poziția altor planete.

Pentru cea mai mare parte a orbitei, cea mai apropiată planetă este . Când Saturn și Jupiter se află la distanța minimă unul de celălalt, ele se află la doar 655.000.000 km unul de celălalt.

Când sunt situate pe laturi opuse una de cealaltă, planetele Saturn și uneori se apropie foarte mult una de cealaltă și în acest moment sunt separate la 1,43 miliarde km una de cealaltă.

Informatii generale

Următoarele date despre planetă se bazează pe buletinele planetare NASA.

Greutate - 568,46 x 10 * 24 kg

Volumul: 82.713 x 10*10 km3

Raza medie: 58232 km

Diametru mediu: 116.464 km

Densitate: 0,687 g/cm3

Prima viteză de evacuare: 35,5 km/s

Accelerație în cădere liberă: 10,44 m/s2

Sateliți naturali: 62

Distanța de la Soare (axa majoră a orbitei): 1,43353 miliarde km

Perioada orbitală: 10.759,22 zile

Periheliu: 1,35255 miliarde km

Afeliu: 1,5145 miliarde km

Viteza orbitala: 9,69 km/s

Înclinație orbitală: 2.485 grade

Excentricitatea orbitei: 0,0565

Perioada de rotație siderale: 10,656 ore

Perioada de rotație în jurul axei: 10,656 ore

Înclinare axială: 26,73°

Cine a descoperit: este cunoscut încă din timpuri preistorice

Distanța minimă față de Pământ: 1,1955 miliarde km

Distanța maximă față de Pământ: 1,6585 miliarde km

Diametrul aparent maxim față de Pământ: 20,1 secunde de arc

Diametrul aparent minim față de Pământ: 14,5 secunde de arc

Strălucire aparentă (maxim): 0,43 magnitudini

Poveste

Imagine spațială realizată de telescopul Hubble

Planeta este clar vizibilă cu ochiul liber, așa că este greu de spus când a fost descoperită prima dată planeta. De ce se numește planeta Saturn? Este numit după zeul roman al recoltei - acest zeu corespunde zeului grec Kronos. De aceea originea numelui este romană.

Galileo

Saturn și inelele sale au fost un mister până când Galileo și-a construit pentru prima dată telescopul său primitiv, dar funcțional, și a privit planeta în 1610. Desigur, Galileo nu a înțeles ce vedea și a crezut că inelele erau luni mari de ambele părți ale planetei. Asta a fost înainte ca Christian Huygens să folosească cel mai bun telescop pentru a vedea că nu erau cu adevărat luni, ci inele. De asemenea, Huygens a fost primul care a descoperit cea mai mare lună, Titan. În ciuda faptului că vizibilitatea planetei permite să fie observată de aproape peste tot, sateliții săi, precum inelele, sunt vizibili doar printr-un telescop.

Jean Dominique Cassini

A descoperit un gol în inele, numit mai târziu Cassini, și a fost primul care a descoperit 4 sateliți ai planetei: Iapetus, Rhea, Tethys și Dione.

William Herschel

În 1789, astronomul William Herschel a descoperit încă două luni, Mimas și Enceladus. Și în 1848, oamenii de știință britanici au descoperit un satelit numit Hyperion.

Înainte de zborul navelor spațiale către planetă, nu știam prea multe despre asta, în ciuda faptului că poți vedea chiar planeta cu ochiul liber. În anii 70 și 80, NASA a lansat sonda spațială Pioneer 11, care a fost prima navă spațială care a vizitat Saturn, trecând la 20.000 km de stratul de nori al planetei. A fost urmată de lansările Voyager 1 în 1980 și Voyager 2 în august 1981.

În iulie 2004, aterizatorul Cassini al NASA a ajuns în sistemul Saturn și a compilat cea mai detaliată descriere a planetei Saturn și a sistemului său din observații. Cassini a făcut aproape 100 de survolări ale lunii Titan, mai multe survolări ale multor alte luni și ne-a trimis mii de imagini ale planetei și lunilor sale. Cassini a descoperit 4 luni noi, un nou inel și a descoperit mări de hidrocarburi lichide pe Titan.

Animație extinsă a zborului Cassini în sistemul Saturn

Inele

Ele sunt formate din particule de gheață care orbitează planeta. Există mai multe inele principale care sunt clar vizibile de pe Pământ, iar astronomii folosesc denumiri speciale pentru fiecare dintre inelele lui Saturn. Dar câte inele are de fapt planeta Saturn?

Inele: vedere de la Cassini

Să încercăm să răspundem la această întrebare. Inelele în sine sunt împărțite în următoarele părți. Cele mai dense două părți ale inelului sunt desemnate A și B, separate de golul Cassini, urmat de inelul C. După cele 3 inele principale, există inele mai mici, prăfuite: D, G, E și inelul F, care este . Deci câte inele principale? Așa este - 8!

Aceste trei inele principale și 5 inele de praf alcătuiesc cea mai mare parte. Dar mai sunt câteva inele, precum Janus, Meton, Pallene, precum și arcurile inelului Anf.

Există, de asemenea, inele mai mici și goluri în diferite inele care sunt greu de numărat (de exemplu, decalajul Encke, decalajul Huygens, decalajul Dawes și multe altele). Observarea ulterioară a inelelor va face posibilă clarificarea parametrilor și a numărului acestora.

Inele care dispar

Datorită înclinării orbitei planetei, inelele devin marginale la fiecare 14-15 ani, iar datorită faptului că sunt foarte subțiri, ele chiar dispar din câmpul vizual al observatorilor Pământului. În 1612, Galileo a observat că sateliții pe care i-a descoperit au dispărut undeva. Situația era atât de ciudată încât Galileo a abandonat chiar și observațiile planetei (cel mai probabil ca urmare a prăbușirii speranțelor!). Descoperise inelele (și le confundase cu sateliți) cu doi ani mai devreme și a fost instantaneu fascinat de ele.

Parametrii inelului

Planeta este uneori denumită „Perla Sistemului Solar”, deoarece sistemul său de inele arată ca o coroană. Aceste inele sunt formate din praf, piatră și gheață. De aceea inelele nu se rup, pentru că. nu este întreg, ci este format din miliarde de particule. Unele dintre materialele din sistemul de inele sunt de dimensiunea granulelor de nisip, iar unele obiecte sunt mai mari decât clădirile înalte, ajungând la un kilometru. Din ce sunt făcute inelele? În mare parte particule de gheață, deși există și inele de praf. Lucrul izbitor este că fiecare inel se rotește cu o viteză diferită față de planetă. Densitatea medie a inelelor planetei este atât de mică încât stelele pot fi văzute prin ele.

Saturn nu este singura planetă cu un sistem de inele. Toți giganții gazoși au inele. Inelele lui Saturn ies în evidență pentru că sunt cele mai mari și mai strălucitoare. Inelele au o grosime de aproximativ un kilometru și se întind până la 482.000 km de centrul planetei.

Inelele lui Saturn sunt numite în ordine alfabetică, în funcție de ordinea în care au fost descoperite. Acest lucru face ca inelele să fie puțin confuze, listându-le în afara ordinii de pe planetă. Mai jos este o listă a inelelor principale și a golurilor dintre ele, precum și distanța de la centrul planetei și lățimea lor.

Sunetele inelelor

În acest videoclip minunat, auziți sunetele planetei Saturn, care sunt emisiile radio ale planetei traduse în sunet. Emisia radio cu distanță de kilometri este generată împreună cu aurorele de pe planetă.

Spectrometrul cu plasmă Cassini a făcut măsurători de înaltă rezoluție care au permis oamenilor de știință să convertească undele radio în audio prin schimbarea frecvenței.

Apariția inelelor

Cum au apărut inelele? Cel mai simplu răspuns la motivul pentru care planeta are inele și din ce sunt făcute este că planeta a acumulat mult praf și gheață la diferite distanțe de ea însăși. Aceste elemente au fost cel mai probabil capturate de gravitație. Deși unii cred că s-au format ca urmare a distrugerii unui mic satelit care s-a apropiat prea mult de planetă și a căzut în limita Roche, în urma căruia a fost sfâșiat de planeta însăși.

Unii oameni de știință sugerează că tot materialul din inele este produsul coliziunilor sateliților cu asteroizi sau comete. După ciocnire, rămășițele asteroizilor au reușit să scape de atracția gravitațională a planetei și au format inele.

Indiferent care dintre aceste versiuni este corectă, inelele sunt destul de impresionante. De fapt, Saturn este stăpânul inelelor. După explorarea inelelor, este necesar să se studieze sistemele de inele ale altor planete: Neptun, Uranus și Jupiter. Fiecare dintre aceste sisteme este mai slab, dar totuși interesant în felul său.

Galerie de poze cu inele

Viața pe Saturn

Este greu de imaginat o planetă mai puțin ospitalieră pentru viață decât Saturn. Planeta este compusă aproape în întregime din hidrogen și heliu, cu urme de gheață de apă în stratul inferior de nor. Temperatura din vârful norilor poate scădea până la -150 C.

Pe măsură ce coborâți în atmosferă, presiunea și temperatura vor crește. Dacă temperatura este suficient de caldă pentru a împiedica înghețarea apei, atunci presiunea atmosferei la acest nivel este aceeași ca la câțiva kilometri sub oceanul Pământului.

Viața pe sateliții planetei

Pentru a găsi viață, oamenii de știință se oferă să se uite la sateliții planetei. Ele sunt alcătuite dintr-o cantitate semnificativă de gheață de apă, iar interacțiunea gravitațională cu Saturn probabil menține interiorul cald. Se știe că luna Enceladus are gheizere de apă la suprafața sa care erup aproape continuu. Este posibil să aibă rezerve uriașe de apă caldă sub crusta de gheață (aproape ca Europa).

O altă lună, Titan, are lacuri și mări de hidrocarburi lichide și se crede că este un loc cu potențialul de a crea viață. Astronomii cred că Titan este foarte asemănător ca compoziție cu Pământul în istoria sa timpurie. După ce Soarele se va transforma într-o pitică roșie (în 4-5 miliarde de ani), temperatura de pe satelit va deveni favorabilă pentru originea și menținerea vieții, iar o mare cantitate de hidrocarburi, inclusiv cele complexe, va fi principalul „bulion”. ”.

poziție pe cer

Saturn și cele șase luni ale sale, fotografie de amatori

Saturn este vizibil pe cer ca o stea destul de strălucitoare. Coordonatele actuale ale planetei sunt specificate cel mai bine în programele specializate de planetariu, cum ar fi Stellarium, iar evenimentele legate de acoperirea sau trecerea sa peste o anumită regiune, precum și tot ceea ce privește planeta Saturn, pot fi văzute în articolul 100 de evenimente astronomice ale anul. Confruntarea planetei oferă întotdeauna o șansă de a o privi în detaliu maxim.

Confruntări viitoare

Cunoscând efemeridele planetei și magnitudinea acesteia, găsirea lui Saturn pe cerul înstelat nu este dificilă. Cu toate acestea, dacă aveți puțină experiență, atunci căutarea acestuia poate fi amânată, așa că vă recomandăm să folosiți telescoape de amatori cu montură Go-To. Utilizați un telescop cu o montură Go-To și nu va trebui să știți coordonatele planetei și unde poate fi văzută chiar acum.

Zbor spre planetă

Cât va dura călătoria în spațiu către Saturn? În funcție de ruta pe care o alegeți, zborul poate dura un timp diferit.

De exemplu: Pioneer 11 a avut nevoie de șase ani și jumătate pentru a ajunge pe planetă. Voyager 1 a durat trei ani și două luni, Voyager 2 a durat patru ani, iar sonda Cassini a durat șase ani și nouă luni! Nava spațială New Horizons a folosit Saturn ca trambulină gravitațională în drumul său către Pluto și a sosit la doi ani și patru luni după lansare. De ce o diferență atât de mare în timpii de zbor?

Primul factor care determină timpul de zbor

Să ne gândim dacă nava spațială este lansată direct pe Saturn sau folosește alte corpuri cerești pe parcurs ca praștie?

Al doilea factor care determină timpul de zbor

Acesta este un tip de motor de navă spațială, iar al treilea factor este dacă vom zbura pe lângă planetă sau vom intra pe orbita ei.

Având în vedere acești factori, să ne uităm la misiunile menționate mai sus. Pioneer 11 și Cassini au folosit influența gravitațională a altor planete înainte de a se îndrepta către Saturn. Aceste survolări ale altor corpuri au adăugat ani la o călătorie deja lungă. Voyager 1 și 2 au folosit doar Jupiter în drumul lor spre Saturn și au ajuns mult mai repede. Nava New Horizons a avut câteva avantaje distincte față de toate celelalte sonde. Cele două avantaje principale sunt că are cel mai rapid și mai avansat motor și a fost lansat pe o traiectorie scurtă către Saturn în drum spre Pluto.

Etapele cercetării

Imagine panoramică a lui Saturn realizată pe 19 iulie 2013 de sonda spațială Cassini. În inelul descărcat din stânga, punctul alb este Enceladus. Pamantul este vizibil dedesubt si in dreapta centrului imaginii.

În 1979, prima navă spațială a ajuns pe planeta gigantică.

Pionier-11

Creat în 1973, Pioneer 11 a zburat pe lângă Jupiter și a folosit gravitația planetei pentru a-și schimba traiectoria și a se îndrepta către Saturn. A sosit pe 1 septembrie 1979, trecând la 22.000 km deasupra stratului de nori al planetei. Pentru prima dată în istorie, el a efectuat studii de prim-plan ale lui Saturn și a transmis fotografii de prim-plan ale planetei, descoperind un inel necunoscut anterior.

Voyager 1

Sonda Voyager 1 a NASA a fost următoarea navă spațială care a vizitat planeta pe 12 noiembrie 1980. El a zburat la 124.000 km de stratul de nori al planetei și a trimis un flux de fotografii cu adevărat neprețuite pe Pământ. Au decis să trimită Voyager 1 să zboare în jurul satelitului Titan și să trimită fratele său geamăn Voyager 2 pe alte planete gigantice. Drept urmare, s-a dovedit că, deși aparatul a transmis o mulțime de informații științifice, nu a văzut suprafața Titanului, deoarece este opac la lumina vizibilă. Prin urmare, de fapt, nava a fost sacrificată în favoarea celui mai mare satelit, în care oamenii de știință și-au pus mari speranțe, dar în final au văzut o minge portocalie, fără niciun detaliu.

Voyager 2

La scurt timp după zborul Voyager 1, Voyager 2 a zburat în sistemul Saturn și a efectuat un program aproape identic. A ajuns pe planetă pe 26 august 1981. Pe lângă faptul că orbitează planeta la o distanță de 100.800 km, el a zburat aproape de Enceladus, Tethys, Hyperion, Iapetus, Phoebe și de o serie de alte luni. Voyager 2, după ce a primit o accelerație gravitațională de la planetă, s-a îndreptat către Uranus (zburare reușită în 1986) și Neptun (surburare reușită în 1989), după care și-a continuat călătoria către granițele sistemului solar.

Cassini-Huygens

Vederi ale lui Saturn de la Cassini

Sonda Cassini-Huygens de la NASA, care a sosit pe planetă în 2004, a fost capabilă să studieze cu adevărat planeta de pe o orbită permanentă. Ca parte a misiunii sale, nava spațială a livrat sonda Huygens pe suprafața Titanului.

TOP 10 imagini cu Cassini

Cassini și-a încheiat misiunea principală și a continuat să studieze sistemul lui Saturn și lunile sale de mulți ani. Printre descoperirile sale, merită remarcată descoperirea de gheizere de pe Enceladus, mări și lacuri de hidrocarburi de pe Titan, noi inele și sateliți, precum și date și fotografii de pe suprafața Titanului. Oamenii de știință plănuiesc să încheie misiunea Cassini în 2017 din cauza reducerilor bugetului NASA pentru explorarea planetară.

Misiuni viitoare

Următoarea misiune Titan Saturn System (TSSM) nu ar trebui așteptată până în 2020, ci mai degrabă mult mai târziu. Folosind manevre gravitaționale în apropierea Pământului și a lui Venus, acest dispozitiv va putea ajunge la Saturn aproximativ în 2029.

Se are în vedere un plan de zbor pe patru ani, în care sunt alocați 2 ani pentru studiul planetei în sine, 2 luni pentru studiul suprafeței Titanului, în care va fi implicat modulul de aterizare, și 20 de luni pentru studiul satelitului. de pe orbită. Rusia poate participa și ea la acest proiect cu adevărat grandios. Implicarea viitoare a agenției federale Roscosmos este deja în discuție. Deși această misiune este departe de a fi realizată, avem totuși ocazia să ne bucurăm de imaginile fantastice ale lui Cassini, pe care le transmite în mod regulat și la care toată lumea are acces la doar câteva zile după transmiterea lor pe Pământ. Succes la explorarea lui Saturn!

Răspunsuri la cele mai frecvente întrebări

1. După cine a fost numită planeta Saturn? În cinstea zeului roman al fertilităţii.
2. Când a fost descoperit Saturn? Este cunoscut din cele mai vechi timpuri și este imposibil de stabilit cine a fost primul care a stabilit că aceasta este o planetă.
3. Cât de departe este Saturn de Soare? Distanța medie de la Soare este de 1,43 miliarde km, sau 9,58 UA.
4. Cum să-l găsesc pe cer? Cel mai bine este să utilizați hărți de căutare și software specializat, cum ar fi Stellarium.
5. Care sunt coordonatele site-ului? Deoarece aceasta este o planetă, coordonatele ei se schimbă, puteți afla efemeridele lui Saturn pe resurse astronomice specializate.

Caracteristicile planetei:

• Distanța de la Soare: 1.427 milioane km
• Diametrul planetei: ~ 120.000 km*
• Zile de pe planetă: 10h 13m 23s**
• Anul pe planetă: 29,46 ani***
• t° la suprafata: -180°C
• Atmosfera: 96% hidrogen; 3% heliu; 0,4% metan și urme de alte elemente
• Sateliți: 18

* diametrul la ecuatorul planetei
** perioada de rotație în jurul propriei axe (în zilele Pământului)
*** perioada orbitală în jurul Soarelui (în zilele Pământului)

Saturn este a șasea planetă de la Soare - distanța medie până la stea este de aproape 9,6 UA. e. (≈780 milioane km).

Prezentare: planeta Saturn

Perioada de revoluție a planetei pe orbită este de 29,46 de ani, iar timpul de revoluție în jurul axei sale este de aproape 10 ore și 40 de minute. Raza ecuatorială a lui Saturn este de 60268 km, iar masa sa este de peste 568 de mii de miliarde de megatoni (cu o densitate medie a materiei planetare de ≈0,69 g/cm3). Astfel, Saturn este a doua cea mai mare și mai masivă planetă din sistemul solar după Jupiter. La o presiune atmosferică de 1 bar, temperatura atmosferei este de 134 K.

Structura interna

Principalele elemente chimice care alcătuiesc Saturn sunt hidrogenul și heliul. Aceste gaze trec la presiune mare în interiorul planetei, mai întâi în stare lichidă, iar apoi (la adâncimea de 30 mii km) în stare solidă, deoarece în condițiile fizice existente acolo (presiune ≈3 milioane atm.), hidrogenul dobândește o structură metalică. În această structură metalică este creat un câmp magnetic puternic, puterea sa la limita superioară a norilor din regiunea ecuatorului este de 0,2 Gs. Sub stratul de hidrogen metalic se află un miez solid de elemente mai grele, cum ar fi fierul.

atmosfera si suprafata

Pe lângă hidrogen și heliu, atmosfera planetei conține cantități mici de metan, etan, acetilenă, amoniac, fosfină, arzină, germană și alte substanțe. Greutatea moleculară medie este de 2,135 g/mol. Principala caracteristică a atmosferei este uniformitatea acesteia, care nu face posibilă distingerea detaliilor fine la suprafață. Viteza vântului pe Saturn este mare - la ecuator atinge 480 m/s. Temperatura limitei superioare a atmosferei este de 85 K (-188°C). Există mulți nori de metan în atmosfera superioară - câteva zeci de centuri și o serie de vârtejuri individuale. În plus, aici sunt observate destul de des furtuni puternice și aurore.

Sateliții planetei Saturn

Saturn este o planetă unică care are un sistem de inele cu miliarde de obiecte mici de particule de gheață, fier și rocă, precum și mulți sateliți - toți care se învârt în jurul planetei. Unii sateliți sunt mari. De exemplu, Titan, unul dintre cei mai mari sateliți ai planetelor din sistemul solar, este al doilea ca mărime, după luna lui Jupiter, Ganimede. Titan este singurul satelit din întregul sistem solar care are o atmosferă, de altfel, asemănătoare cu pământul, unde presiunea este de doar o dată și jumătate mai mare decât la suprafața planetei Pământ. În total, Saturn are deja 62 de sateliți descoperiți, au propriile orbite în jurul planetei, restul particulelor și asteroizii mici sunt incluși în așa-numitul sistem inel. Toți sateliții noi încep să se deschidă cercetătorilor, așa că pentru 2013 ultimii sateliți confirmați au fost Egeon și S/2009 S 1.

Principala caracteristică a lui Saturn, care îl deosebește de alte planete, este un sistem imens de inele - lățimea sa este de aproape 115 mii km cu o grosime de aproximativ 5 km. Elementele constitutive ale acestor formațiuni sunt particulele (dimensiunea lor atinge câteva zeci de metri), constând din gheață, oxid de fier și roci. Pe lângă sistemul inelar, această planetă are un număr mare de sateliți naturali - aproximativ 60. Cel mai mare este Titan (acest satelit este al doilea ca mărime din sistemul solar), a cărui rază depășește 2,5 mii km.

Cu ajutorul aparatului interplanetar Cassini, pe planeta furtună a fost surprins un fenomen unic. Se dovedește că pe Saturn, precum și pe planeta noastră Pământ, au loc furtuni, doar că ele apar de multe ori mai rar, dar durata unei furtuni durează câteva luni. Această furtună video a durat pe Saturn din ianuarie până în octombrie în 2009 și a fost cea mai reală furtună de pe planetă. În videoclip se aud și trosnituri de radiofrecvență (care caracterizează fulgerele), așa cum a spus Georg Fischer (om de știință la Institutul de Cercetare Spațială din Austria) despre acest fenomen extraordinar - „Este prima dată când vedem fulgere și auzim date radio în același timp”

Explorarea planetei

Galileo a fost primul care a observat Saturn în 1610 cu telescopul său de 20x. Inelul a fost descoperit de Huygens în 1658. Cea mai mare contribuție la studiul acestei planete a avut-o Cassini, care a descoperit mai mulți sateliți și goluri în structura inelului, dintre care cel mai lat îi poartă numele. Odată cu dezvoltarea astronauticii, studiul lui Saturn a fost continuat folosind nave spațiale automate, prima dintre acestea fiind Pioneer-11 (expediția a avut loc în 1979). Cercetările spațiale au fost continuate de vehicule din seria Voyager și Cassini-Huygens.

>> > Cine a descoperit Saturn

Cine l-a găsit pe Saturn- a șasea planetă a sistemului solar: observații pe cer, studiul lui Galileo și Huygens, descoperirea inelelor și a sateliților, lansarea vehiculelor.

Saturn este una dintre cele cinci planete din sistemul solar care poate fi găsită cu ochiul liber fără a folosi un telescop. Dar pentru un simplu observator, un anumit corp ceresc va părea o stea strălucitoare familiară, care a fost observată de antici. Deci este dificil să numești o persoană care este responsabilă pentru însuși faptul descoperirii. Adică nu vom ști niciodată cine a găsit primul Saturn pe cer. Dar planeta și-a primit numele de la romani în onoarea zeului recoltei.

Prima observație la telescop a fost făcută de Galileo Galilei în 1610. Dar dispozitivul lui era imperfect, așa că proeminențele găsite păreau oarecum de neînțeles. Mai mult, după câțiva ani, s-a uitat din nou la planetă și nu erau formațiuni în apropiere.

În 1659, Christian Huygens s-a uitat la Saturn. Telescopul lui era mult mai bun, așa că și-a dat seama că vede nu numai planeta, ci și un sistem mare de inele. A observat, de asemenea, satelitul Titan.

Giovanni Cassini a văzut lunile lui Saturn Iapet, Rhea, Tethys și Dione. Mai multe informații au venit din misiunile spațiale. Primele fotografii cu Saturn au sosit cu Pioneer 11 în 1979. A măturat la o distanță de 21.000 km. Restul datelor au venit de la Voyagers și misiunea principală, Cassini, în 2006.

Saturn este a șasea planetă de la Soare din sistemul solar, una dintre planetele gigantice. O trăsătură caracteristică a lui Saturn, decorarea sa, este un sistem de inele, constând în principal din gheață și praf. Are mulți sateliți. Saturn a fost numit de vechii romani în onoarea zeului agriculturii pe care îl venerau în mod special.

o scurtă descriere a

Saturn este a doua cea mai mare planetă din sistemul solar după Jupiter, cu o masă de aproximativ 95 de mase Pământului. Saturn se învârte în jurul Soarelui la o distanță medie de aproximativ 1430 de milioane de kilometri. Distanța până la Pământ este de 1280 milioane km. Perioada sa de circulație este de 29,5 ani, iar o zi pe planetă durează zece ore și jumătate. Compoziția lui Saturn practic nu diferă de cea solară: elementele principale sunt hidrogenul și heliul, precum și numeroase impurități de amoniac, metan, etan, acetilenă și apă. În ceea ce privește compoziția internă, amintește mai mult de Jupiter: un miez de fier, apă și nichel, acoperit cu o înveliș subțire de hidrogen metalic. Atmosfera unei cantități uriașe de heliu și hidrogen gazos învăluie miezul într-un strat gros. Deoarece planeta este formată în mare parte din gaz și nu există o suprafață solidă, Saturn este considerat un gigant gazos. Din același motiv, densitatea sa medie este incredibil de scăzută - 0,687 g / cm 3, ceea ce este mai mică decât densitatea apei. Aceasta o face cea mai puțin densă planetă din sistem. Cu toate acestea, gradul de compresie al lui Saturn, dimpotrivă, este cel mai ridicat. Aceasta înseamnă că razele sale ecuatoriale și polare sunt foarte diferite ca mărime - 60.300 km și, respectiv, 54.400 km. Acest lucru implică și o diferență mare de viteze pentru diferite părți ale atmosferei, în funcție de latitudine. Viteza medie de rotație în jurul axei este de 9,87 km/s, iar viteza orbitală este de 9,69 km/s.

Un spectacol maiestuos este sistemul inelelor lui Saturn. Ele constau din fragmente de gheață și pietre, praf, rămășițe ale foștilor sateliți, distruse de gravitația sa.
camp. Sunt situate foarte sus deasupra ecuatorului planetei, la aproximativ 6 - 120 mii de kilometri. Cu toate acestea, inelele în sine sunt foarte subțiri: fiecare dintre ele are o grosime de aproximativ un kilometru. Întregul sistem este împărțit în patru inele - trei principale și unul mai subțire. Primele trei sunt de obicei notate cu litere latine. Inelul B din mijloc, cel mai strălucitor și cel mai lat, este separat de inelul A printr-un spațiu numit gol Cassini, în care se află inelele cele mai subțiri și aproape transparente. Este puțin cunoscut faptul că toate cele patru planete gigantice au de fapt inele, dar sunt aproape invizibile în toate, în afară de Saturn.

În prezent, există 62 de luni cunoscute ale lui Saturn. Cele mai mari dintre ele sunt Titan, Enceladus, Mimas, Tethys, Dione, Iapet și Rhea. Titan, cea mai mare dintre luni, este similar cu Pământul în multe privințe. Are o atmosferă împărțită în straturi, precum și lichid la suprafață, ceea ce este deja un fapt dovedit. Se crede că obiectele mai mici sunt fragmente de asteroizi și pot avea o dimensiune mai mică de un kilometru.

Formarea planetei

Există două ipoteze pentru originea lui Saturn:

Prima, ipoteza contracției, afirmă că soarele și planetele s-au format în același mod. În stadiile inițiale ale dezvoltării sale, sistemul solar era un disc de gaz și praf, în care s-au format treptat secțiuni separate, mai dense și mai masive decât substanța din jurul lor. Drept urmare, aceste „condensări” au dat naștere Soarelui și planetelor cunoscute nouă. Acest lucru explică asemănarea compoziției lui Saturn și a Soarelui și densitatea sa scăzută.

Conform celei de-a doua ipoteze de „acreție”, formarea lui Saturn a decurs în două etape. Prima este formarea de corpuri dense în discul de gaz și praf, precum planetele solide ale grupului terestru. În acest moment, o parte din gazele din regiunea Jupiter și Saturn s-au împrăștiat în spațiul cosmic, ceea ce explică diferența mică de compoziție dintre aceste planete și Soare. În a doua etapă, corpurile mai mari au atras gazul din norul din jurul lor.

Structura interna

Regiunea interioară a lui Saturn este împărțită în trei straturi. În centru există un miez mic, dar masiv de silicați, metale și gheață în comparație cu volumul total. Raza sa este de aproximativ un sfert din raza planetei, iar masa sa este de la 9 la 22 de mase Pământului. Temperatura în miez este de aproximativ 12.000 °C. Energia emisă de gigantul gazos este de 2,5 ori mai mare decât energia pe care o primește de la Soare. Există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, sursa de căldură internă poate fi rezervele de energie acumulate în timpul contracției gravitaționale a lui Saturn: când planeta s-a format dintr-un disc protoplanetar, energia gravitațională a prafului și a gazului s-a transformat în cinetică și apoi în căldură. În al doilea rând, o parte din căldură este creată datorită mecanismului Kelvin-Helmholtz: atunci când temperatura scade, scade și presiunea, din cauza căreia substanța planetei este comprimată, iar energia potențială este transformată în căldură. În al treilea rând, ca urmare a condensării picăturilor de heliu și a căderii lor ulterioare prin stratul de hidrogen în miez, se poate genera și căldură.

Miezul lui Saturn este înconjurat de un strat de hidrogen în stare metalică: este în fază lichidă, dar are proprietățile unui metal. Un astfel de hidrogen are o conductivitate electrică foarte mare, prin urmare, circulația curenților în el creează un câmp magnetic puternic. Aici, la o adâncime de aproximativ 30 de mii de km, presiunea atinge 3 milioane de atmosfere. Deasupra acestui nivel se află un strat de hidrogen molecular lichid, care devine treptat un gaz cu înălțime, în contact cu atmosfera.

Atmosfera

Deoarece planetele gazoase nu au o suprafață solidă, este dificil să se determine exact unde începe atmosfera. Pentru Saturn, înălțimea la care fierbe metanul este considerată ca un nivel zero. Principalele componente ale atmosferei sunt hidrogenul (96,3%) și heliul (3,25%). De asemenea, studiile spectroscopice au găsit în compoziția sa apă, metan, acetilenă, etan, fosfină, amoniac. Presiunea la limita superioară a atmosferei este de aproximativ 0,5 atm. La acest nivel, amoniacul se condensează și se formează nori albi. În partea de jos a norilor sunt formate din cristale de gheață și picături de apă.

Gazele din atmosferă se mișcă constant, drept urmare iau forma unor benzi paralele cu diametrul planetei. Există benzi similare pe Jupiter, dar sunt mult mai slabe pe Saturn. Datorită convecției și rotației rapide, se formează vânturi incredibil de puternice, cele mai puternice din sistemul solar. Vânturile bat mai ales în direcția de rotație, spre est. La ecuator, curenții de aer sunt cei mai puternici, viteza lor putând atinge 1800 km/h. Pe măsură ce ne îndepărtăm de ecuator, vânturile slăbesc, apar curgeri de vest. Mișcarea gazelor are loc în toate straturile atmosferei.

Cicloanele mari pot fi foarte persistente și pot dura ani de zile. O dată la 30 de ani, pe Saturn apare Marele Oval Alb - un uragan super-puternic, a cărui dimensiune devine de fiecare dată mai mare. În timpul ultimei observații din 2010, a alcătuit un sfert din întregul disc al planetei. De asemenea, stațiile interplanetare au descoperit o formațiune neobișnuită sub forma unui hexagon regulat la polul nord. Forma sa a fost stabilă timp de 20 de ani după prima observație. Fiecare parte a acesteia are 13.800 km - mai mult decât diametrul Pământului. Pentru astronomi, motivul formării unei astfel de forme de nori este încă un mister.

Camerele Voyager și Cassini au capturat regiuni strălucitoare de pe Saturn. Erau aurora boreale. Ele sunt situate la o latitudine de 70-80° și arată ca inele ovale foarte strălucitoare (rar în spirală). Se crede că aurorele de pe Saturn se formează ca urmare a rearanjarii liniilor câmpului magnetic. Ca rezultat, energia magnetică încălzește regiunile înconjurătoare ale atmosferei și accelerează particulele încărcate la viteze mari. În plus, în timpul furtunilor puternice se observă descărcări de fulgere.

Inele

Când vorbim despre Saturn, primul lucru care ne vine în minte sunt inelele sale uimitoare. Observațiile navelor spațiale au arătat că toate planetele gazoase au inele, dar numai pe Saturn sunt clar vizibile și pronunțate. Inelele sunt formate din particule minuscule de gheață, roci, praf, fragmente de meteoriți atrași de gravitația sistemului din spațiul cosmic. Ele sunt mai reflectorizante decât discul lui Saturn însuși. Sistemul de inele este format din trei inele principale și un al patrulea mai subțire. Diametrul lor este de aproximativ 250.000 km, iar grosimea lor este mai mică de 1 km. Inelele sunt numite după literele alfabetului latin în ordine, de la periferie la centru. Inelele A și B sunt separate unul de celălalt printr-un spațiu de 4000 km lățime, numit decalajul Cassini. În interiorul inelului exterior A există și un spațiu - banda de despărțire a lui Encke. Inelul B este cel mai luminos și cel mai lat, iar inelul C este aproape transparent. Inelele D, E, F, G, care sunt mai slabe și cele mai apropiate de partea exterioară a atmosferei lui Saturn, au fost descoperite mai târziu. După ce stațiile spațiale au făcut fotografii ale planetei, a devenit clar că, de fapt, toate inelele mari constau din multe inele mai subțiri.

Există mai multe teorii despre originea și formarea inelelor lui Saturn. Potrivit unuia dintre ei, inelele s-au format ca urmare a „captării” de către planetă a unora dintre sateliții săi. Au fost distruse, iar fragmentele lor au fost distribuite uniform de-a lungul orbitei. Al doilea spune că inelele s-au format împreună cu planeta însăși din norul inițial de praf și gaz. Particulele care alcătuiesc inelele nu pot forma obiecte mai mari, cum ar fi sateliții, din cauza dimensiunilor prea mici, a mișcării aleatorii și a coliziunilor între ele. Este de remarcat faptul că sistemul inelelor lui Saturn nu este considerat absolut stabil: o parte din substanță se pierde, fiind absorbită de planetă sau disipându-se în spațiul circumplanetar, iar o parte, dimpotrivă, este compensată atunci când cometele și asteroizii interacționează cu câmpul gravitațional.

Dintre toți giganții gazosi, Saturn are cele mai multe asemănări cu Jupiter în structura și compoziția sa. O parte semnificativă a ambelor planete este o atmosferă dintr-un amestec de hidrogen și heliu, precum și alte impurități. O astfel de compoziție elementară practic nu diferă de cea solară. Sub un strat gros de gaze se află un miez de gheață, fier și nichel, acoperit cu o înveliș subțire de hidrogen metalic. Saturn și Jupiter emit mai multă căldură decât primesc de la Soare, deoarece aproximativ jumătate din energia pe care o radiază se datorează fluxurilor interne de căldură. Deci Saturn ar fi putut deveni o a doua stea, dar nu avea suficient material pentru a genera suficientă forță gravitațională pentru a alimenta fuziunea.

Observațiile spațiale moderne au arătat că norii de la polul nord al lui Saturn formează un hexagon regulat gigant, a cărui lungime a fiecărei părți este de 12,5 mii km. Structura se rotește odată cu planeta și nu și-a pierdut forma timp de 20 de ani de la prima descoperire. Un fenomen similar nu este observat în altă parte în sistemul solar, iar oamenii de știință încă nu au reușit să-l explice.

Nava Voyager a detectat vânturi puternice pe Saturn. Vitezele fluxului de aer ajung la 500 m/s. Vânturile bat în principal în direcția estică, deși pe măsură ce se îndepărtează de ecuator, puterea lor slăbește și apar șiroaie îndreptate spre vest. Unele date sugerează că circulația gazelor are loc nu numai în straturile superioare ale atmosferei, ci și la adâncime. De asemenea, în atmosfera lui Saturn apar periodic uragane de putere colosală. Cel mai mare dintre ele - „Marele Oval Alb” - apare o dată la 30 de ani.

Acum, pe orbita lui Saturn se află stația interplanetară „Cassini”, controlată de pe Pământ. A fost lansat în 1997 și a ajuns pe planetă în 2004. Scopul său este de a studia inelele, atmosfera și câmpul magnetic al lui Saturn și al sateliților săi. Datorită lui Cassini s-au obținut multe imagini de înaltă calitate, s-au descoperit aurore, hexagonul menționat mai sus, munți și insule de pe Titan, urme de apă pe Enceladus, inele necunoscute până atunci care nu puteau fi văzute cu instrumentele de la sol.

Inelele lui Saturn sub formă de procese pe laterale pot fi văzute chiar și în binocluri mici cu un diametru al lentilei de 15 mm sau mai mult. Un telescop cu diametrul de 60-70 mm arată deja un mic disc al planetei fără detalii, înconjurat de inele. Instrumentele mai mari (100-150 mm) arată centurile de nori ale lui Saturn, capacele polilor, umbrele inelare și alte câteva detalii. Cu telescoapele mai mari de 200 mm, puteți vedea perfect pete întunecate și luminoase pe suprafață, curele, zone, detalii ale structurii inelelor.

Saturn este una dintre cele cinci planete din sistemul solar care sunt ușor vizibile cu ochiul liber de pe Pământ. La maxim, luminozitatea lui Saturn depășește prima magnitudine.

Observând Saturn pentru prima dată printr-un telescop în anii 1609-1610, Galileo Galilei a observat că Saturn nu arată ca un singur corp ceresc, ci ca trei corpuri care aproape se ating unul de celălalt și a sugerat că acestea sunt două mari „însoțitori” (sateliți). ) lui Saturn . Doi ani mai târziu, Galileo și-a repetat observațiile și, spre uimirea lui, nu a găsit niciun satelit.

În 1659, Huygens, folosind un telescop mai puternic, a aflat că „însoțitorii” sunt de fapt un inel plat subțire care înconjoară planeta și nu o atinge. Huygens a descoperit și cea mai mare lună a lui Saturn, Titan. Din 1675, Cassini studiază planeta. El a observat că inelul este format din două inele separate printr-un gol clar vizibil - golul Cassini și a descoperit mai mulți sateliți mari ai lui Saturn.

În 1979, nava spațială Pioneer 11 a zburat pentru prima dată lângă Saturn, urmată de Voyager 1 și Voyager 2 în 1980 și 1981. Aceste dispozitive au fost primele care au detectat câmpul magnetic al lui Saturn și au explorat magnetosfera acestuia, au observat furtunile din atmosfera lui Saturn, au făcut poze detaliate ale structurii inelelor și au aflat compoziția acestora.

În anii 1990, Saturn, lunile și inelele sale au fost studiate în mod repetat de Telescopul Spațial Hubble. Observațiile pe termen lung au oferit o mulțime de informații noi care nu au fost disponibile pentru Pioneer 11 și Voyagers în timpul singurului lor zbor al planetei.

În 1997, nava spațială Cassini-Huygens a fost lansată pe Saturn și, după șapte ani de zbor, la 1 iulie 2004, a ajuns în sistemul Saturn și a intrat pe orbită în jurul planetei. Principalele obiective ale acestei misiuni, concepută pentru cel puțin 4 ani, este de a studia structura și dinamica inelelor și a sateliților, precum și de a studia dinamica atmosferei și magnetosferei lui Saturn. În plus, o sondă specială „Huygens” s-a separat de aparat și a coborât cu parașuta la suprafața lunii Titan a lui Saturn.