Полная немыслимых чудес система Сатурна, несомненно, является украшением Солнечной системы. Но и сам Сатурн — очень не прост. Юпитер , разумеется, тоже полон загадок, тем не менее, имя этой планеты давно уже стало нарицательным — названием обширного класса экзо-объектов, разделённого уже на подклассы: «горячие» и «холодные» юпитеры. Сатурн удивителен уже тем, что он, всё-таки, — не юпитер. И не нептун (ледяные гиганты , чтобы отличить их от газовых, называют «нептунами»). Сатурн, как-то, сам по себе.
Как и Юпитер, Сатурн — газовый гигант. Но если в случае Юпитера, «гигант» является главным словом, то в случае Сатурна с большой буквы надлежит писать «Газовый». В Солнечной системе эту планету выделяет рекордно низкая плотность, ибо доля вещества именно в газообразном агрегатном состоянии в составе Сатурна максимально велика. Массовая доля. Найдены уже более «рыхлые» планеты, окружённые чрезвычайно протяжённой, горячей атмосферой, но их газовые оболочки разрежены. Относительная же масса атмосферы там не так уж велика.
Диаметр Сатурна составляет 120 000 километров, причём, твёрдое ядро в половину меньше. Глубина собственно атмосферы не может быть названа, так как газ переходит в жидкую фазу постепенно. Протяжённость полностью газообразной оболочки, в которой жидкости и твёрдое вещество присутствуют лишь в виде облаков пара и снега, во всяком случае, исчисляется тысячами километров. Атмосфера, преимущественно водородная, представляет собой слоёный пирог: с нарастанием глубины увеличивается концентрация гелия и метана. Верхние аммиачные и метановые облака сменяются нижними — из гидросульфида аммония и воды.
Постепенно давление приводит к конденсации водорода, и уплотняющийся пар без явной границы переходит в водородно-гелиевый океан. Прочие вещества растворены в нём уже преимущественно в атомарной форме, — молекулы при таком давлении не живут. Под океаном же располагается слой металлического водорода. Там не выживают и атомы. Металлический водород — масса полностью ионизированных ядер. Толпы предоставленных себе электронов обеспечивают этому веществу замечательную электропроводность. Потому он и «металлический».
Под слоем твёрдого водорода находится положенное планетам ядро из кислорода, железа и кремния, но… Тут нужно сделать отступление. Откуда всё это известно?
Что находится в недрах планет — не великий секрет, на самом деле. Состав протопланетой туманности известен. Более того, он наблюдаем методами спектрометрии на примере других туманностей. В зависимости от массы планеты, в её состав войдёт большая или меньшая доля лёгких веществ, но — масса тоже известна. Полученные строительные материалы запихиваются в систему уравнений, граничным условием которых являются гидростатическое и термодинамическое равновесие. Решение же показывает, что именно при каких температуре и давлении и в какой форме окажется на определённой глубине. И оно там окажется. У него выбора нет. Физика же.
Решений может быть несколько. Правильное в таком случае выбирается проверкой предсказательной силы . Но их может и не оказаться вообще. Бывают такие вводные, ведущие лишь к переклиниванию электронного мозга. И именно такими вводными окутан Сатурн. Если состав его сверхпротяжённой атмосферы понятен, то динамика творящихся в ней безобразий математическому моделированию не поддаётся. Примером может служить видимый на заглавной картинке полярный шестиугольник. Нет… Никакой мистики. Шестиугольный вихрь удалось даже воспроизвести в лабораторных условиях, в сосуде с жидкостью, разные слои которой вращаются с разной скоростью. Только эффект эксперимента оказался обратным ожидаемому. Исследователи не обрели понимания происходящего в атмосфере Сатурна. Отнюдь. Они лишь перестали понимать, что творится в их бочке. Гидродинамика ничего подобного не предсказывает.
Или «горячие тени». Просто тени от многочисленных лун Сатурна отбрасываемые на облака. В оптическом диапазоне они черные. А в тепловом — белые. Температура повышается там, куда не попадают солнечные лучи. Причём, это касается только теней от спутников.
Тайны окружают Сатурн в буквальном смысле. И просто бросаются в глаза. Знаменитые кольца этой планеты также математике неподвластны. Астрономы могут лишь в изумлении наблюдать за появляющимися «спицами», свивающимися в косы волокнами, спиральными волнами и прочими чудесами . Не то, чтобы чему-то противоречащими. Поскольку модели нет, то наблюдаемым явлениям и противоречить-то нечему.
Причём, касается это только колец Сатурна. Кольца, путь и менее заметные, обнаружены у всех газовых и ледяных планет Солнечной системы, и даже у многих карликовых планет тоже . Но там всё в порядке. Всё описывается и крутится как положено. Сатурн же сам по себе. Это планета живущая по своим, ещё не открытым законам.
