Сату́рн — шестая планета по удалённости от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн классифицируется как газовая планета-гигант. Сатурн назван в честь римского бога земледелия.
Сатурн является второй по размерам планетой Солнечной системы, но большинству он известен благодаря видимым кольцам. Газовый гигант регулярно становится предметом наблюдения для астрономов, и его особенности помогают лучше понять устройство космоса. Сейчас Сатурн хорошо изучен, и любой желающий может получить подробные сведения о нем.
Факты:
Масса: 5.68×10²⁶ кг
Средняя температура: -139 °C
Вторая космическая скорость: 35,5 км/с
Спутники: Титан, Кольца Сатурна, Энцелад, Мимас, Япет, Тефия, Рея, Пан, Диона, Пандора
Орбитальная скорость: 9,68 км/c
Период обращения: сидерический период - 29,46 лет
Когда открыли: в 1610 году
Температура: – 170 ° С
Плотность: 5430 кг/м³
Состав атмосферы: H2 (ок. 96%), He (ок. 3%), CH4 (ок. 0,4%). Из-за низкой темп-ры (ок. –170 °C) облачную поверхность постоянно скрывает туман из конденсиров. метана. Заметны сезонные изменения вида поверхности, причём сезоны на С. различаются больше, чем на Земле (из-за большего наклона оси вращения). Атмосфера С. имеет развитую систему поясов и зон, которые доходят до очень высоких широт. На фоне облачного слоя вплоть до 75–78° широты прослеживается движение быстрых потоков (преобладающее направление потоков – на восток). В разл. районах планеты наблюдаются циклонич. образования; время их существования гораздо меньше, чем у аналогичных образований на Юпитере, хотя метеорологич. процессы на этих двух планетах сходны. Циркуляция атмосферы С., по некоторым данным, затрагивает глубину до 2 тыс. км и более. Снимки районов умеренных широт показывают большое число местных ураганов с диаметром вихрей 1000 км и более. Во время бурь и штормов на С. наблюдаются мощные разряды молний. Скорость зональных ветров в районе экватора достигает 400–500 м/с (в 4 раза выше, чем на Юпитере). Широтное распределение ветров в юж. полушарии почти зеркально повторяет такое же распределение в северном.
Сатурн обладает дипольным магнитным полем, напряжённость которого на уровне видимых облаков у экватора ок. 0,2 Гс (в 1,7 раза меньше, чем на Земле). Магнитный момент С. гораздо больше, чем у Земли, что объясняется значительно бóльшими размерами С. Предполагают, что магнитное поле создаётся электрич. токами в оболочке из металлич. водорода, которая образуется на глубине ок. 30 тыс. км при давлении ок. 300 ГПа.
Магнитосфера С. имеет сравнительно правильную и симметричную структуру. В радиационных поясах магнитосферы есть пустые полости, в которых спутники С. играют роль ловушек заряженных частиц. Наиболее эффективным поглотителем заряженных частиц являются кольца планеты, т. к. энергичные частицы, движущиеся вдоль магнитных силовых линий, легко захватываются огромной площадью материала колец. Над полюсами С. наблюдаются интенсивные полярные сияния.
Главная особенность Сатурна — впечатляющая система из семи колец. Они состоят из миллиардов ледяных осколков, которые отлично отражают свет, а потому хорошо заметны. Радиус колец огромен — 73 000 километров, а толщина — всего 1 километр. Считается, что эти кольца — осколки спутника, разрушенного гравитацией планеты.
Одним из интересных фактов, является то, что ось планеты наклонена к плоскости эклиптики (как и у Земли). И так же, как и у нас, на Сатурне существуют сезоны. На половине своей орбиты, Северное полушарие получает больше солнечной радиации, а затем все меняется и Южное полушарие купается в солнечном свете. Это создает огромные штормовые системы, которые значительно меняются в зависимости от расположения планеты на орбите.
Сезоны оказывают влияние на погоду планеты. В течение последних 30 лет ученые обнаружили, что скорость ветра вокруг экваториальных областей планеты сократилась примерно на 40%. Зонды НАСА Вояджер в 1980-1981 годах обнаружили, что скорость ветра достигает 1700 км/ч, а в настоящее время только около 1000 км/ч (измерения 2003 года).
Время полного оборота Сатурна вокруг своей оси составляет 10,656 часов. Ученым потребовалось много времени и исследований, чтобы найти столь точную цифру. Так как у планеты нет поверхности, то нет возможности наблюдать прохождения одних и тех же областей планеты, таким образом, оценивая ее скорость вращения. Ученые использовали радиоизлучения планеты для оценки скорости вращения и нахождения точной продолжительности дня.
Сатурн имеет большое количество естественных спутников (на март 2023 года известно 83, исключая огромное количество тел, составляющих кольца). Некоторые спутники очень малы: 34 из них имеют диаметр менее 10 км, а ещё 13 — менее 50 км в диаметре. Кроме того, есть 3 небесных тела, которые считаются спутниками, но могут быть просто большими пылевыми телами в кольцах планеты. Крупнейшие спутники — Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет — были открыты к 1789 году, однако и по сегодняшний день остаются основными объектами исследований[8].
Самый большой спутник — Титан — единственный спутник в Солнечной системе, о котором достоверно известно, что у него плотная атмосфера. По сравнению с другими спутниками Сатурна Титан огромен. После Солнца, восьми планет и спутника Юпитера Ганимеда Титан является самым массивным объектом в Солнечной системе. Диаметр Титана на 50 % больше, чем у Луны. Титан содержит около 90 % массы вещества вокруг Сатурна и его колец. Второй по величине спутник планеты — Рея, которая, как считается, имеет разреженную систему колец. Большинство спутников Сатурна названы в честь титанов из греческой мифологии.
Подобно Юпитеру, Сатурн очень быстро вращается вокруг своей оси, однако ему требуется немало времени, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Скорость, с которой Сатурн вращается вокруг звезды, мала: один год на планете длится 29,4571 земных лет или 10 759 земных дней.
Кольца Сатурна в основном состоят из миллиардов частиц водяного льда со следами каменистого материала. Размер частиц варьируется от песчинок до глыб размером с дом; некоторые из них размером с гору!
Почему кольца Сатурна такие яркие? Вероятно, потому, что они относительно массивны и состоят из отражающего материала (водяного льда), что позволяет эффективно рассеивать солнечный свет. Кроме того, ученые предполагают, что кольца относительно молодые и, следовательно, еще не покрылись пылью.
Стоит отметить, что происхождение Сатурна объясняют две главные гипотезы (точно так же, как и с Юпитером). Согласно гипотезе «концентрации», похожий состав Сатурна и Солнца заключается в том, что у этих небесных тел есть большая часть водорода. В результате малая плотность объясняется тем, что на изначальных стадиях развития Солнечной системы в газопылевом диске сформировались массивные «сгущения», которые дали начало планетам. Получается, что планеты и Солнце формировались схожим образом. Но как бы там ни было, эта гипотеза не объясняет различия состава Солнца и Сатурна.
Гипотеза «аккреции» говорит, что процесс образования Сатурна состоял из двух этапов. Сперва в течение двухсот миллионов лет шел процесс образования твердых плотных тел, которые напоминали планеты земной группы. В период этого этапа из области Сатурна и Юпитера диссипировалась некоторая часть газа, что в будущем сказалось на различии химических составов Солнца и Сатурна. После чего начался 2 этап, во время которого самые крупные тела смогли достигнуть удвоенной массы Земли. В течение нескольких сотен тысяч лет проходил процесс аккреции газа на эти тела из первичного протопланетного облака. Температура на втором этапе наружных слоев планеты достигала 2000 °C.
В глубине атмосферы планеты растут температура и давление, а водород переходит в жидкое состояние, но этот переход постепенный. На глубине в 30 тыс. км водород становится металлическим (3 млн атмосфер – давление). Магнитное поле создается циркуляцией электрических токов в металлическом водороде. Оно не настолько мощное, как у Юпитера. В центральной части планеты находится мощное ядро из тяжелых и твердых материалов – металлов, силикатов и предположительно льда. Его вес примерно составляет от 9 до 22 масс нашей планеты. Температура ядра – 11 700°C. Нельзя не отметить и тот факт, что энергия, излучаемая Сатурном в космос, в два с половиной раза больше энергии, которую он получает от Солнца. Существенная часть этой энергии генерируется благодаря механизму Кельвина – Гельмгольца. В то время, когда температура падает, соответственно уменьшается давление в ней, она понижается, а энергия переходит в тепло. Но такой механизм не может выступать единственным источником энергии Сатурна. Ученые предполагают, что дополнительная часть тепла появляется благодаря конденсации и последующему падению капель гелия через слой водорода вглубь ядра. Как следствие, потенциальная энергия капель переходит в тепловую. Область ядра, по оценкам ученых, имеет диаметр примерно 25 тыс. км.
Ещё 22 интересных факта о Сатурне:
На Сатурне есть ярко выраженная смена времён года. Один сезон длится более семи земных лет.
Сатурн — планета с наименьшей среди планет Солнечной системы плотностью, в два раза ниже плотности воды.
Вокруг него обращаются 53 спутника, и, вероятно, их на самом деле больше, просто не все ещё обнаружены.
Знаменитые кольца Сатурна были открыты астрономами в 1610 году.
Сатурн имеет не совсем шарообразную форму. Скорость его вращения так велика, что он сплющивает сам себя.
Созданные человеком космические аппараты посещали окрестности Сатурна всего четырежды.
Сатурн — самая далёкая планета, которую можно увидеть с Земли невооружённым глазом.
До сих пор не существует единой теории образования колец Сатурна.
Сатурн обладает мощнейшим магнитным полем, простирающимся примерно на миллион километров.
Сатурн не имеет твёрдой поверхности.
Скорость ветра на этой планете может достигать 1800 километров в час.
На Сатурне бывает северное сияние.
На одном из спутников Сатурна, Энцеладе, теоретически допускается существование водных форм жизни под толщей льда (см. удивительные факты о спутниках планет).
На Сатурне неоднократно наблюдались облака странной шестиугольной формы.
Самые массивные из колец Сатурна — менее километра в толщину.
Сатурн — вторая по величине планета в Солнечной системе.
Состоит эта планета в основном из гелия и водорода.
Скорость вращения Сатурна вокруг своей оси быстрее, чем у любой другой планеты Солнечной системы.
Второй по величине спутник в нашей системе, Титан, обращается именно вокруг Сатурна (см. факты о Титане).
Впервые Сатурн был сфотографирован аппаратом «Пионер 11» в 1979 году.
Сатурн получил своё название в честь древнеримского бога, покровителя сельского хозяйства.
Сатурнианский год длится около 30 земных лет.
