Сатурн

Интересные факты о Сатурне

• Сатурн – это шестая планета от Солнца и вторая по размеру в Солнечной системе после Юпитера. Его диаметр составляет около 120 536 километров, что делает его около 9,5 раз больше Земли.
• У Сатурна самая быстрая атмосфера из всех планет в Солнечной системе. Его ветры могут достигать скорости до 1 800 километров в час, что примерно в 10 раз быстрее самых сильных ураганов на Земле.
• Сейчас у Сатурна 82 подтвержденных спутника, и самая известная из них – Титан. Титан является самой крупной луной Сатурна и второй по размеру в Солнечной системе после Ганимеда, спутника Юпитера. Недавно вокруг Сатурна было обнаружено много других спутников, что сделало его планетой с самым большим количеством спутников. 
• Сатурн имеет самую низкую плотность из всех планет в Солнечной системе. Если бы у нас была достаточно большая ванна, Сатурн мог бы плавать в ней, не тоня!
• На Сатурне периодически бывают бури. Наиболее известная из них — Большое Белое Пятно. Это огромный шторм, который был замечен впервые в 1876 году и продолжает существовать до сих пор.
• В римской мифологии Сатурн был отцом Юпитера, царя богов. Эта связь имеет смысл, учитывая, что планеты обладают множеством общих черт, включая их размер и состав. Греческий аналог известен как Кронос.
• Сатурн получил прозвище «Планета с кольцами» , происходящее из-за своей впечатляющей, красивой и обширной системы колец, которая окружает его. Эти кольца, состоящие в основном из льда и пыли, простираются более чем на 12 700 км от планеты, но их толщина составляет всего 20 метров.
• Сатурн излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Это феномен вызван гравитационным сжатием планеты, которое создает огромное давление и температуру в ее ядре в сочетании с трением от большого количества гелия, обнаруженного в ее атмосфере.
• Сатурну требуется 29,4 земных года, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Это привело к тому, что древние ассирийцы назвали Сатурн «Лубадсагуш» — или «старейшая из старых».
• Внутри Сатурна очень жарко , температура достигает 11 700 ° C.
• Хотя потенциал для жизни на Сатурне равен нулю, многие из его спутников, таких как Титан или Энцелад, имеют внутренние океаны, которые могут содержать жизнь.
• Кольцевая система Сатурна может простираться до 282 000 км от планеты. Кольца Сатурна вместе с самой планетой могут уместиться на расстоянии между Землей и Луной.

Расстояние, размер и масса

Сатурн находится примерно в 9,5 раз дальше от Солнца , чем Земля . На расстоянии 9,6 а.е. от Солнца и 10,6 а.е. от Земли это шестая по удаленности планета.

Свету требуется примерно 1 час 29 минут, чтобы пройти от Сатурна и затем достичь Земли. Это вторая по величине планета в Солнечной системе, диаметр 120,536 км , что примерно в 9 раз больше, чем диаметр Земли.

Площадь поверхности примерно в 83 раза больше нашей планеты, а масса Сатурна примерно в 95 раз больше.

Сатурну требуется 10 759 земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Другими словами, один год на Сатурне равен примерно 29,5 земным годам. 

Состав Сатурна:

Как газовый гигант Сатурн состоит преимущественно из водорода и гелия. Со средней плотностью 0,687 г/см ³ Сатурн является единственной планетой в Солнечной системе, плотность которой меньше плотности воды; это означает, что у него нет твердой поверхности, но считается, что он имеет твердое ядро. Это связано с тем, что температура, давление и плотность Сатурна неуклонно растут по направлению к ядру. Считается, что ядро ​​похоже на ядро ​​Юпитера — каменистое, окруженное слоем жидкого металлического водорода и слоем молекулярного водорода со следами различных льдов.

Стандартные планетарные модели предполагают, что внутренняя часть Сатурна аналогична внутренней части Юпитера, имея небольшое каменистое ядро, окруженное водородом и гелием со следовыми количествами различных летучих веществ. Это ядро ​​по составу похоже на земное, но более плотное из-за присутствия металлического водорода, который в результате экстремального давления.

Ядро у Сатурна очень горячее — 11 700 ° C — и он излучает в космос в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Подсчитано, что масса ядра примерно в 9-22 раза больше массы Земли

Атмосфера

Атмофера Сатурна состоит из 96% водорода и 4% гелия. Также в маленьких объемах присутствуют аммиак, ацетилен, этан, фосфин и метан. Толщина атмосферы составляет 60 км

Атмосферное давление настолько велико, что газ превращается в жидкость. Температура верхних слоев атмосферы Сатурна составляет в среднем около -175 градусов по Цельсию. Атмосфера состоит из аммиака, гидросульфида аммиака и воды, которые влияют на коричневато-желтый цвет планеты. 

Большое белое пятно Сатурна состоит из множества бурь, достаточно больших, чтобы их можно было увидеть с Земли в телескоп. Они имеют ширину в несколько километров и окружают планету, появляясь примерно раз в каждые 30 земных лет.

Магнитное поле

Сатурн имеет собственное магнитное поле, имеющее простую симметричную форму — магнитный диполь. Его сила на экваторе составляет около 0,2 Гс/20 мкТл, что составляет примерно одну двадцатую от силы поля вокруг Юпитера. Оно немного слабее магнитного поля Земли.

Орбита и вращение

Сатурн имеет второй самый короткий день в Солнечной системе, совершая оборот довольно быстро, примерно за 10,6 часа. Однако его орбита вокруг Солнца медленная, совершая один оборот вокруг Солнца или год примерно за 29,5 земных года. Его средняя орбитальная скорость составляет около 9,68 км/с.

Формирование

Сатурн сформировался вместе с остальной Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад. Гравитация стянула вращающийся газ и пыль вместе, и таким образом был создан газовый гигант. Около 4 миллиардов лет назад Сатурн занял свое нынешнее положение во внешней части Солнечной системы. Как и Юпитер , Сатурн в основном состоит из водорода и гелия, тех же двух основных компонентов, из которых состоит Солнце.

Луны

Сатурн в настоящее время является «королем лун» в Солнечной системе, имея в общей сложности 82 подтвержденных и разнообразных спутника в диапазоне от нескольких метров до нескольких сотен километров.

Было подтверждено, что орбиты этих 82 спутников не входят в его кольца. Только 13 из этих спутников имеют диаметр более 50 км, а также плотные кольца, содержащие миллионы встроенных спутников и бесчисленное множество более мелких кольцевых частиц.  На данный момент не все луны названы.

Из 82 спутников только 24 являются обычными спутниками. Это означает, что их орбиты не сильно наклонены к экваториальной плоскости Сатурна. Из 82 спутников оставшиеся 58 — это спутники неправильной формы с диаметром от 4 до 213 км — от 2,4 до 132 миль. У них орбиты намного дальше от Сатурна, большие наклонения и странные орбиты движения. Считается, что эти спутники на самом деле являются захваченными малыми планетами или обломками.

Основные луны

Сатурн имеет семь основных спутников, один из которых даже больше, чем планета Меркурий.

Титан

Титан — первый обнаруженный спутник Сатурна. Он был открыт в 1655 году астрономом Христианом Гюйгенсом. Это самый большой спутник Сатурна и второй по величине спутник в Солнечной системе.

Он имеет радиус около 2,575 км и диаметр 5,149 км. Он больше по размеру, чем планета Меркурий, но только на 40% тяжелее. Титан на 50% больше Луны Земли и на 80% тяжелее. Он почти такой же широкий, как штат Канада.

Хотя по размеру он уступает только спутнику Юпитера Ганимеду, Титан является единственным спутником в Солнечной системе с облаками и плотной атмосферой с явными признаками существования жидкости на поверхности.

Титан состоит из льда и камня, с каменным ядром в центре, окруженным различными слоями льда, и слоем жидкой воды под поверхностью, богатой аммиаком. Атмосфера в основном состоит из азотных, метановых и этановых облаков с богатым азотом органическим смогом. Климатические особенности включают ветер и дождь, которые создают особенности, подобные земным, такие как дюны, реки, озера, моря и дельты.

Он обращается вокруг Сатурна один раз каждые 15 дней и 22 часа, и он находится в приливной связи со своей родительской планетой, только одна сторона его лица постоянно обращена к Сатурну. 

Температура поверхности составляет около -179,2 ° C. . Титан получает примерно на 1% больше солнечного света, чем Земля. Атмосферный метан создает парниковый эффект на поверхности Титана, без которого Титан был бы намного холоднее.

Титан — самое удаленное от Земли тело, на поверхность которого приземлился космический зонд. Космический корабль «Гюйгенс» приземлился на Титане в 2005 году. С тех пор анализ показывает, что Титан может быть пребиотической средой, богатой сложными органическими соединениями. Под его ледяной оболочкой находится глобальный океан, и в этом океане условия потенциально подходят для микробной жизни. Эти открытия делают Титан очень тщательно изученным объектом, и уже запланированы будущие миссии.

Гиперион

Это первая некруглая луна, открытая в Солнечной системе. Он был открыт в 1848 году Уильямом Бондом, Джорджем Бондом и Уильямом Ласселлом. Его неправильная форма, хаотичное вращение и губчатый вид делают его уникальным объектом.

Он назван в честь титана, бога бдительности и наблюдения, старшего брата Кроноса. Гиперион имеет диаметр около 121,57 км, что делает его одним из крупнейших известных тел очень неправильной формы в Солнечной системе. Считается, что эта луна когда-то была частью более крупного тела, подвергшегося сильному удару в прошлом.

Как и большинство других спутников, он имеет низкую плотность, что позволяет предположить, что он состоит в основном из водяного льда и горных пород. Поверхность покрыта глубокими кратерами с острыми краями, которые придают ей вид губки. Темный материал заполняет дно каждого кратера. Его вращение хаотично, раскачивается настолько сильно, что его ориентация в пространстве совершенно непредсказуема. Вместе со спутниками Плутона Никс и Гидрой они входят в число немногих спутников Солнечной системы, которые вращаются хаотично.

Энцелад

Энцелад — шестой по величине спутник Сатурна с диаметром около 500 км  Он был открыт в 1789 году Уильямом Гершелем и назван в честь великана Энцелада из греческой мифологии.

Этот спутник в основном покрыт свежим чистым льдом, что делает его одним из самых отражающих тел Солнечной системы. Температура поверхности в полдень достигает 198 ° C (-324 ° F), что намного холоднее, чем было бы у поглощающего свет тела.

Было идентифицировано более 100 гейзеров, а также богатые водой шлейфы, криовулканы, которые выбрасывают в космос похожие на гейзеры струи водяного пара, молекулярного водорода, других летучих веществ и твердых материалов. Часть водяного пара падает обратно на его поверхность, образуя свежий снег, в то время как остальная часть поставляет большую часть материала, из которого состоит система E Ring Сатурна.

Это единственный спутник Сатурна, который в настоящее время эндогенно активен, и в то же время это самое маленькое известное тело в Солнечной системе, которое сегодня геологически активно.

Энцелад выбрасывает газ и пыль со скоростью более 100 кг/с. У него также может быть жидкая вода под южной полярной поверхностью.

Недавно данные выявили присутствие органических соединений в шлейфах жидкой воды, которые выбрасываются в космос. Эти соединения несут азот и кислород — элементы, которые играют ключевую роль в производстве аминокислот, строительных блоков белков.

Тетис

Тефия — третий по величине внутренний спутник Сатурна. У него самая низкая плотность из всех спутников, что говорит о том, что он в основном состоит из воды и небольшого количества камня. Он был открыт в 1684 году Г. Д. Кассини и назван в честь титана из греческой мифологии.

Он имеет диаметр около 1060 км и низкую плотность 0,98 г/см ³ . На нем присутствует небольшое количество неопознанного темного материала. Это вторая по яркости луна Сатурна, она сильно покрыта кратерами и изрезана большими разломами/грабенами. Известный кратер называется Одиссей и имеет диаметр 400 км  Считается, что спутник образовался вместе с другими обычными спутниками из субтуманности Сатурна — диска из газа и пыли, окружавшего Сатурн вскоре после его образования. Он вращается вокруг Сатурна на расстоянии почти 295 000 км .

Диона

Диона — второй по величине внутренний спутник Сатурна. У него более высокая плотность, чем у геологически мертвой Реи, самой большой внутренней луны, но ниже, чем у активного Энцелада.

Он был открыт в 1684 году Г. Д. Кассини и назван в честь титана из греческой мифологии Диона имеет диаметр около 1,122 км являясь 15- й по величине луной в Солнечной системе, а ее масса больше, чем у всех других малых лун вместе взятых.

Около двух третей массы Дионы составляет водяной лед, а остальное — плотное ядро, вероятно, силикатная порода. Дополнительная информация предполагает, что у него также есть внутренний жидкий океан с морской водой, подобный Энцеладу.

В то время как большая часть поверхности Дионы представляет собой старую местность с сильными кратерами, луна также покрыта обширной сетью впадин и линеаментов, что указывает на то, что в прошлом на ней была глобальная тектоническая активность. Диона может быть геологически активной даже сейчас, хотя и в гораздо меньших масштабах, чем криовулканизм Энцелада.

Рея

Названная в честь «матери богов» в греческой мифологии, Рея была открыта в 1672 году Г. Д. Кассини. Это вторая по величине луна Сатурна и девятая по величине в Солнечной системе.

Он имеет плотность около 1,236 г/см ³ . Эта низкая плотность указывает на то, что он состоит примерно на 25% из горных пород (плотность ~3,25 г/см ³ ) и на ~75% из водяного льда (плотность ~0,93 г/см ³ ). Хотя Рея является девятой по величине луной, это всего лишь десятая по массе луна. . Температура на Рее составляет 99 К (-174 ° С) под прямыми солнечными лучами и от 73 К (-200 ° С) до 53 К (-220 ° С) в тени.

Рея имеет диаметр около 1,528 км и разреженную атмосферу — экзосферу, состоящую из кислорода и углекислого газа. Вполне возможно, что у Реи также может быть разреженная система колец, а это означает, что это будет первая луна с кольцами, когда-либо обнаруженными, но наблюдения продолжаются.

Япет

Третий по величине спутник Сатурна, Япет, вращается вокруг своей родительской планеты на расстоянии 3,5 миллиона км , что на сегодняшний день является самым дальним из больших спутников Сатурна, а также имеет самое большое наклонение орбиты, 15,47 °.

Известный своей необычной двухцветной поверхностью, он был открыт в 1671 году Г. Д. Кассини и назван в честь титана из греческой мифологии. Он заблокирован приливами, всегда обращен одной и той же стороной к Сатурну и имеет диаметр около 1,436 км . Из-за своего внешнего вида его называют инь-ян Солнечной системы.

Он также имеет низкую плотность, что указывает на то, что он в основном состоит из льда и каменистых материалов. Он не сферический и не эллипсоидный, но с выпуклой линией талии и сплющенными полюсами. Этот уникальный экваториальный хребет настолько высок, что его видно издалека. Экваториальный хребет проходит вдоль центра Кассини-Реджо, его длина составляет около 1300 км (810 миль), ширина 20 км (12 миль) и высота 13 км (8,1 мили).

Не совсем понятно ни то, как образовался этот хребет, ни почему у Япета такая хаотичная орбита, но в целом считается, что виноваты столкновения

Планетарные Кольца

Спутники Сатурна также играют роль в системе колец планеты. Кольцевая система Сатурна является самой большой и сложной во всей Солнечной системе. Они сделаны из льда и остатков скал комет, астероидов и лун.

Размер этих частиц варьируется от маленьких, как пыль, до больших, как дома или даже горы. Кольцевая система разделена на 7 групп колец: кольцо D, кольцо C, кольцо B, кольцо A, кольцо F, кольцо G и кольцо E.

Вместе они достигают ширины 4,5 Земли, но толщиной всего около двух третей мили. Кольца могут простираться до 175 000 миль от планеты. Они остаются нетронутыми и на правильном пути из-за самых маленьких спутников Сатурна. Эти спутники-пастухи вращаются между кольцами и используют свою гравитацию, чтобы формировать из материала колец круговые траектории.

Жизнь на сатурне

Поскольку у Сатурна нет настоящей поверхности, жизнь там невозможна. Однако спутники Сатурна, соответственно Титан и Энцелад, имеют внутренние океаны, в которых, возможно, может существовать жизнь.

Исследование Сатурна:

К концу 20 века беспилотные космические корабли начали совершать облеты Сатурна, собирая информацию о его составе, атмосфере, кольцевой структуре и спутниках. Первый пролет был проведен НАСА с помощью роботизированного космического зонда «Пионер-11» , который прошел мимо Сатурна на расстоянии 20 000 км в сентябре 1979 года.

Были сделаны снимки планеты и нескольких ее спутников, хотя их разрешение было слишком низким, чтобы различить детали поверхности. Космический аппарат также изучил кольца Сатурна, обнаружив тонкое кольцо F и тот факт, что темные промежутки в кольцах становятся яркими, если смотреть на Солнце, а это означает, что они содержат тонкий светорассеивающий материал. Кроме того, Pioneer 11 измерил температуру Титана.

Следующий пролет произошел в ноябре 1980 года, когда космический зонд «Вояджер-1» прошел через систему Сатурна. Он прислал первые изображения планеты, ее колец и спутников в высоком разрешении, которые включали особенности различных лун, которые никогда раньше не наблюдались.

В августе 1981 года «Вояджер-2» совершил пролет и собрал более крупные изображения спутников Сатурна, а также свидетельства изменений в атмосфере и кольцах. Зонды обнаружили и подтвердили несколько новых спутников, вращающихся вокруг колец планеты или внутри них, а также небольшой разрыв Максвелла и Килер (пробел шириной 42 км в кольце А).

В июне 2004 года космический зонд «Кассини-Гюйгенс» вошел в систему Сатурна и совершил близкий облет Фебы, отправив обратно изображения и данные с высоким разрешением. К 1 июля 2004 года зонд вышел на орбиту вокруг Сатурна, а к декабрю совершил два облета Титана, прежде чем запустить зонд «Гюйгенс». Этот посадочный модуль достиг поверхности и начал передачу данных об атмосфере и поверхности к 14 января 2005 года.  С тех пор «Кассини» провел несколько облетов Титана и других ледяных спутников.

В 2006 году НАСА сообщило, что Кассини обнаружил свидетельства существования резервуаров с жидкой водой, которые извергаются в гейзерах на спутнике Сатурна Энцеладе. С тех пор было идентифицировано более 100 гейзеров, которые сосредоточены вокруг южного полярного региона. В мае 2011 года ученые НАСА на конференции фокус-группы по Энцеладу сообщили, что внутренний океан Энцелада может быть наиболее вероятным кандидатом на поиски внеземной жизни.

Кроме того, фотографии Кассини выявили ранее не обнаруженное планетарное кольцо, восемь новых спутников и свидетельства наличия углеводородных озер и морей вблизи северного полюса Титана. Зонд также отвечал за отправку изображений с высоким разрешением интенсивной штормовой активности на северном и южном полюсах Сатурна.

Основная миссия «Кассини» завершилась в 2008 году, но с тех пор миссия зонда дважды продлевалась — сначала до сентября 2010 года, а затем до 2017 года. В ближайшие годы НАСА надеется использовать зонд для изучения полного периода сезонов Сатурна.

Будущие планы на Сатурн

Большая часть Сатурна открыта, и многое еще предстоит открыть. Прямо сейчас, поскольку его спутники, Титан и Энцелад, имеют больше шансов либо содержать жизнь, либо быть несколько более гостеприимными, чем Сатурн и остальные его спутники, основное наше внимание направлено на них. Условия на Титане могут стать гораздо более пригодными для жизни в далеком будущем, поскольку в 2026 году будет запущена такая миссия под названием Dragonfly, состоящая из большого беспилотника с РИТЭГом, который будет летать в атмосфере Титана.

Цель этой миссии — изучить, как далеко может продвинуться пребиотическая химия. Не исключено, что Энцелад также может стать предметом дальнейших наблюдений.