Сатурн – описание планеты, строение, атмосфера, кольца, фото и видео

Сатурн - описание планеты, строение, атмосфера, кольца, фото и видео
Сатурн - описание планеты, строение, атмосфера, кольца, фото и видео

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.

Размер, масса и орбита

Сатурн обладает внушительными размерами: экваториальный диаметр равен 120 536 км, а полярный – 108 728 км. Площадь поверхности составляет 4,27 * 10’10 кв. км, а объем равен 8,27 * 10’14 куб. км.

Наглядное сравнение размеров Сатурна и Земли
Наглядное сравнение размеров Сатурна и Земли
Интересный факт: параметры Сатурна превосходят земные в следующее количество раз – радиус в 9,3, площадь в 82, объем в 765, масса в 95.

Среднее расстояние газового гиганта от Солнца составляет 1,4 млрд км. За время полного оборота планеты вокруг звезды максимальное расстояние увеличивается до 1 513 783 000 км, а минимальное уменьшается до – 1 353 500 000 км. Скорость вращения Сатурна равна 9,69 км/с, но может меняться в зависимости от его расположения в пространстве. Год на планете длится 10 759 дней, что в 29,5 раз больше, чем на Земле.

Состав и поверхность

Изображение поверхности Сатурна
Изображение поверхности Сатурна

Поскольку Сатурн является газовым гигантом, его поверхность обладает низкой плотностью: всего 0,687 г/куб. см. Состоит она из молекулярного водорода в паровом состоянии, который насыщен гелием.

Интересный факт: поскольку поверхность Сатурна имеет низкую плотность, планета не утонет, если поместить ее в воду.

Под первым слоем находится скопление металлического водорода и гелия в жидком состоянии. Также в веществе имеются примеси летучих веществ, но ученые пока не смогли установить их состав. В центре Сатурна расположено твердое ядро радиусом в 12 500 км, обладающее неровной поверхностью. Оно разогрето до 11 700 градусов Цельсия и по составу может быть приближено к земному.

Из-за высоких температур гелий, находящийся рядом с ядром, нагревается и постепенно поднимается вверх, двигаясь к верхнему слою. Из-за этого поверхность гиганта получает большое количество энергии, которое в два с половиной разе больше той, что достается от Солнца.

Атмосфера и температура

Основным веществом, находящимся в верхнем слое планеты, является водород – его доля составляет 96,3%, на гелий приходится 3,25%, а остальные вещества занимают лишь 0,45% от общего объема. Ученые установили, что среди последних имеются фосфин, этан, ацетилен, аммиак, метан и пропан.

Интересно:  Черная дыра - что это, как выглядит, описание, строение, характеристики, фото и видео

Над поверхностью находится слой облаков, разделенный на верхний и нижний уровни. Первый заполнен аммиачными кристаллами, а ближе к поверхности располагается смесь воды и гидросульфида аммония. На облака воздействуют ультрафиолетовые лучи, которые запускают процесс метанового фотолиза. Его результатом является начало химических реакций углеводорода.

Атмосфера состоит из линий, которые становятся шире ближе к экватору. Также ее можно разделить на два слоя. В верхнем давление меняется от 0,5 до 2 бар, а температура от -173 до -113 градусов Цельсия. В нижнем эти параметры варьируются в диапазонах 10-20 бар и от -3 до 57 градусов Цельсия соответственно. Между слоями находится прослойка, состоящая из ледяных облаков. Там происходит плавное изменение температур и давления.

Атмосфера Сатурна
Атмосфера Сатурна

Иногда в атмосфере Сатурна образуются овальные пятна, которые по цвету белее, чем остальные облака. Из-за этого они легко различимы на поверхности. Ученые пока не смогли объяснить их природу, но наблюдения показывают, что образование пятен имеет закономерность. Например, когда на северном полушарии газового гиганта начинается летнее солнцестояние, в этой области планеты появляется Большое Белое Пятно. Есть версия, что образование белых участков связано с электростатическим возмущением.

По поверхности гиганта гуляют ветра, причем их скорость может достигать 500 м/с. Это второй показатель в Солнечной системе после Нептуна. На севере планеты возникают потоки, имеющие волновую структуру, а на южном – струйную.

Интересный факт: на Сатурне периодически появляются бури, размер которых может превосходить габариты Земли.

Одним из крупнейших вихрей, зарегистрированных телескопом Хаббл, стал поток ветра шестиугольной формы, движущийся по южному полушарию. Его радиус составлял 6 900 км, а на полный оборот уходило 10 ч 39 мин.

Строение Сатурна

Строение Сатурна
Строение Сатурна

Исследования помогли установить, что структурно Сатурн похож на Юпитер и также состоит из трех слоев. В самом центре располагается ядро, имеющее скалистую форму. По оценкам, его масса в 10-20 раз превышает этот параметр у Земли. Снаружи его обволакивает слой жидкого металлического водорода, толщина которого равна примерно 14 500 км. Верхний слой имеет глубину 18 500 км. Практически полностью он состоит из молекулярного водорода.

Из-за состава и происходящих внутри химических реакций, Сатурн излучает в пространство большое количество радиации. Ученые до сих пор пытаются точно установить причины сильного излучения. Уже известно, что внутри газового гиганта происходит реакция Кельвина-Гельмгольца: энергия появляется за счет большой массы планеты и непрерывного гравитационного сжатия такого количества вещества. Но расчеты показывают, что этот процесс все равно не способен служить источником выброса радиации в таких количествах. Значит, внутри Сатурна происходят и иные процессы, способствующие усилению излучения. Есть предположение, что дополнительным источником радиации служат разогретые гелиевые потоки.

Интересно:  Самые большие объекты во Вселенной - список, размеры, сравнение, фото и видео

Хоть в строение Сатурна и входит твердое ядро, большая часть планеты состоит из газа и обладает низкой плотностью.

Орбита и вращение

За время полного оборота вокруг Солнца планета находится от него на среднем расстоянии, равном 1,43 млрд км. Для сравнения, Земля располагается в 9,5 раз ближе к звезде. Из-за такой внушительной дистанции планета совершает полный оборот за 10 756 дней.

Интересный факт: солнечный свет добирается до Сатурна примерно за 1 ч 20 мин. За это время планета преодолевает расстояние в 46 500 км, двигаясь вокруг звезды.
Наглядное изображение орбиты Сатурна вокруг Солнца
Наглядное изображение орбиты Сатурна вокруг Солнца

Газовый гигант обладает третьим по величине эксцентриситетом в Солнечной системе, уступая лишь Марсу и Меркурию. Этот параметр показывает, как сильно орбита отклоняется от формы окружности. Фактически, это разница между максимальным и минимальным расстоянием до Солнца. У Сатурна эксцентриситет равен примерно 154 000 000 км, что в 400 раз больше расстояния между Землей и Луной.

Ось вращения планеты находится под наклоном на 26,73 градуса. Благодаря этому на планете возможна смена сезонов. Однако поскольку Сатурн находится на большом расстоянии от Солнца, разница между временами года здесь не так заметна.

Планета вращается вокруг оси довольно быстро, уступая по скорости лишь Юпитеру. Сутки на Сатурне длятся 10 ч 45 мин. Из-за высокой скорости форма планеты является не круглой, а сферической, с заметным утолщением на экваторе.

Атмосфера и поверхность планеты разбиты на видимые широты, которые тоже вращаются, но с разными скоростями. Это объясняется тем, что верхний слой Сатурна состоит из газов, а не из твердых веществ.

Кольца Сатурна

Наглядное изображение колец Сатурна
Наглядное изображение колец Сатурна

Сатурн обладает самыми заметными кольцами среди всех планет Солнечной системы. Они состоят в основном из частиц льда, космического мусора и пыли. Именно поэтому они так хорошо заметны даже на большом расстоянии.

На данный момент известно семь колец газового гиганта. Для удобства они назывались буквами английского алфавита по мере их открытия: A, B, C, D, E, F и G. При рассмотрении Сатурна в телескоп с поверхности Земли хорошо заметны только A, B и C.

Интересно:  Правда ли, что в центре звезд и планет невесомость? Фото и видео

Исследования показали, что семь колец состоят из тысяч более мелких, прижатых друг к другу. При этом между группами имеются расстояния. Самая большая дистанция находится между кольцами A и B: она составляет 4700 км.

Интересный факт: ближайшее кольцо к Сатурну располагается на расстоянии 7000 км, а самое дальнее на 73 000 км.

Несмотря на то, что общая ширина колец составляет примерно 66 000 км, их толщина не более одного километра.

Формирование колец

Основная версия формирования колец Сатурна заключается в том, что они появились в результате разрушения небесного тела. Примерно 4 млрд лет назад вокруг газового гиганта вращался спутник, состоящий в большей степени изо льда. Из-за неизвестных факторов он слишком сильно приблизился к поверхности Сатурна, из-за чего сила гравитации разрушила его на мелкие куски. Последние из-за притяжения не покинули орбиту планеты, и по мере движения Сатурна вокруг своей оси постепенно сформировали кольца. Приближение спутника к поверхности гиганта – это лишь одна из версий его разрушения. Он также мог столкнуться с другим небесным телом.

Модель колец Сатурна крупным планом
Модель колец Сатурна крупным планом

Есть и альтернативная гипотеза появления колец. Она гласит, что они образовались вместе с Сатурном из солнечной туманности. Однако в этом случае лед, из которого состоят кольца, должен быть покрыт пылью и прочими частицами, но он кристально чистый. Сторонники гипотезы считают, что отсутствие посторонней грязи связано с регулярным столкновением камешков в процессе движения.

Спутники планеты Сатурн

Вокруг Сатурна вращается 62 основных спутника, обладающих определенными особенностями, причем девять небесных тел до сих пор не имеют названия. Больше половины обладают радиусом менее 5 км. Но на орбите газового гиганта есть и крупные спутники, размеры которых могут доходить до 5000 км.

Большинство небесных тел названо в честь древнегреческих титанов. Среди них выделяют группу внутренних лун, находящихся между планетой и кольцами:

  1. Мимас. Яйцеобразный спутник располагается всего в 185 539 км от планеты. Его радиус равен 198 км, а масса 4*10’19 кг. На оборот вокруг Сатурна у Мимаса уходит примерно 22 земных часа.
  2. Энцелад. Сферическая луна радиусом в 252 км и массой 1,1*10’20 кг. Считается самым маленьким спутником в Солнечной системе, вращающимся вокруг своей оси. Периодически на Энцеладе наблюдается геологическая активность, результатом которой служит образование трещин на южных широтах и появление гейзеров. Вода, выбрасываемая вверх, доказывает наличие внутреннего океана, в котором может существовать жизнь.
  3. Тефия. Луна обладает радиусом в 533 км. Его поверхность состоит из кратеров и равнин.
  4. Диона. Считается самым крупным внутренним спутником Сатурна. Его радиус равен 556 км, а масса составляет 1,1*10’21 кг. Наличие большого количества кратеров на поверхности намекает на большой возраст объекта.
Интересно:  Способна ли звезда переместиться в другое созвездие?

Все внутренние луны состоят преимущественно изо льда. Также они могут иметь твердое скалистое ядро.

Внешние спутники располагаются за пределами кольца E. В большинстве своем они состоят из горных пород и льда. Среди них можно выделить следующие основные луны:

  1. Рея. Спутник обладает радиусом в 764 км, а его масса равна 23*10’20 кг. Небесное тело находится на расстоянии 527 108 км от планеты. На полный оборот у него уходит четыре с половиной земных дня. На поверхности спутника имеется множество кратеров.
  2. Титан. Радиус равен 2575 км, а масса – 1,35*10’20 кг. Считается самым крупным небесным телом, вращающимся вокруг планеты. У Титана имеется атмосфера, состоящая из метана и азота. Она окутывает спутник непрозрачным туманом, и лишь в некоторых местах на поверхности можно разглядеть кратеры и равнины. Небесное тело располагается на расстоянии в 1 222 000 км от газового гиганта. На полный оборот уходит 16 суток.
  3. Гиперион. Находится недалеко от Титана. Его радиус равен 135 км. Представляет собой яйцеобразный объект коричневого цвета.
  4. Япет. Расположен на довольно большом расстоянии от Сатурна: 3 561 000 км. Из-за этого время полного оборота составляет почти 80 дней.

Дальше этих небесных тел находятся нерегулярные спутники. Практически все они обладают небольшими размерами и ретроградными орбитами. Их разделяют на три категории:

  1. Норвежская. Содержит в себе 29 лун размером 6-18 км. Они находятся на расстоянии от 12 до 24 млн км от газового гиганта.
  2. Галльская. В группе расположено четыре луны на расстоянии 16-19 млн км от Сатурна. Их размер – от 6 до 32 км.
  3. Инуиты. Пять лун, движущихся от планеты на расстоянии от 11 до 18 млн км. Их размер не превышает 40 км.

За пределами этих групп находятся и другие спутники, но их расстояние до Сатурна слишком велико, чтобы собрать их в полноценные категории.

Интересный факт: некоторые крупные небесные объекты Сатурна имеют собственные спутники. Например, вокруг Тефии вращаются Калипсо и Телесто.

Сколько спутников у Сатурна?

Орбиты некоторых спутников Сатурна
Орбиты некоторых спутников Сатурна

Наблюдения показывают, что у Сатурна может быть до 150-ти спутников, но только 62 из них находятся на орбитальных путях. Остальные располагаются на больших расстояниях и относятся к числу нерегулярных. Чтобы совершить полный обход вокруг газового гиганта, им требуется несколько лет.

Интересно:  Юпитер: описание, строение, характеристики, интересные факты, фото и видео

История изучения

Поскольку Сатурн можно разглядеть без использования телескопа, его обнаружили еще древние люди. Упоминания планеты встречаются в вавилонских источниках. Греки называли газового гиганта Кроносом в честь бога земледелия. А Птолемею даже удалось рассчитать его орбиту.

Галилео Галилей первым наблюдал Сатурн в телескоп
Галилео Галилей первым наблюдал Сатурн в телескоп

В 1610-ом году Галилей с помощью телескопа обнаружил вокруг Сатурна кольца, но принял их за спутники. Через некоторое время Христиан Гюйгенс обнаружил Титан и еще несколько небесных тел, вращающихся вокруг Сатурна. Вплоть до XX века астрономы открывали новые спутники.

Интересный факт: первым кольца Сатурна обнаружил Христиан Гюйгенс в 1655-ом году и сделал их описание.

Когда люди начали покорять космос, несколько летательных аппаратов было отправлено в сторону Сатурна. В 1979-ом году зонд Пионер-11 долетел до планеты и сделал ее снимки. В 1980-ом к ней прибыл Вояджер-1, а спустя год Вояджер-2. В 2004-ом космический корабль Кассини начал сбор сведений о планете и Титане, а спустя два года открыл новое кольцо. Сейчас газовый гигант регулярно наблюдается в современные телескопы.

Когда открыли Сатурн?

Фото Сатурна на звездном небе
Фото Сатурна на звездном небе

Сатурн был открыт людьми еще в древности. Это одна из пяти планет, которые можно рассмотреть на небе невооруженным взглядом. О газовом гиганте знали в Древней Греции, Риме и Вавилоне.

Кто открыл?

Несмотря на то, что еще в древности люди наблюдали Сатурн на небе, его первооткрывателем можно считать Галилео Галилея, который рассмотрел планету в изобретенный им телескоп и увидел ее вблизи.

Как Сатурн получил свое имя?

Древние греки именовали планету Кроносом, в честь бога земледелия. Римляне решили позаимствовать это и назвали небесное тело именем своего повелителя урожая – Сатурна. С тех пор газовый гигант именуется именно так.

Возраст

Сатурн, ровно как и другие планеты, находящиеся в Солнечной системе, появился примерно 4,6 млрд лет назад. Водород и гелий в его составе намекают на то, что газовый гигант сформировался из туманности. Первые 600 млн лет своего существования планета не имела колец. Их изучение показало, что они не старше 4 млрд лет.

Интересно:  Почему космос черный? Описание, иллюстрации, фото и видео

Как образовался Сатурн

Процесс образования Солнечной системы
Процесс образования Солнечной системы

Изначально на месте Солнечной системы было большое облако, состоящее из пыли и газа. В определенный момент на него начала воздействовать внешняя сила. Это могла быть волна от взрыва сверхновой или столкновение с другим облаком.

Из-за этого скопление начало вращаться и постепенно сжиматься. Накопившаяся в центре энергия спровоцировала появление протозвезды, которая в будущем стала Солнцем. Оставшиеся пыль и газ начали вращаться вокруг светила и превратились в диск. Более твердые материалы находились ближе к центру, и там сформировались планеты земной группы.

На дальнем расстоянии расположились ледяные частички и газы. Из них образовались газовые гиганты, в том числе и Сатурн.

Жизнь на Сатурне

Наличие жизни на Сатурне маловероятно из-за царящих здесь условий. Поскольку верхний слой состоит из газа, находиться на поверхности не представляется возможным. Более того, температура здесь может опускаться до -150 градусов Цельсия.

Если же двигаться к ядру планеты, где более теплый климат, начнет возрастать давление. На глубине, где начинается плюсовая температура, оно примерно такое же, как на дне Мирового океана.

Модель Энцелада с действующими гейзерами, которые доказывают наличие подземного океана и возможной жизни в нем
Модель Энцелада с действующими гейзерами, которые доказывают наличие подземного океана и возможной жизни в нем

Однако жизнь может быть на спутниках Сатурна. Например, на Титане имеются моря из углеводорода, в котором могут существовать простейшие организмы.

Наблюдение в телескоп

Поскольку Сатурн можно разглядеть на небе и невооруженным глазом, телескоп существенно упрощает эту задачу. Даже благодаря любительскому оборудованию можно получить довольно крупную и четкую картинку планеты. Найти газового гиганта можно на южной части неба.

Интересный факт: поскольку кольца также отражают свет, общая видимая площадь планеты кажется больше, что облегчает ее поиск.

Если смотреть на Сатурн через 60-70 мм телескоп, будут заметны кольца и очертания Сатурна. Также удастся различить цвета отдельных широт. Для лучшей детализации нужно использовать оборудование с апертурой не менее 100 мм.

Наблюдение Сатурна через телескоп
Наблюдение Сатурна через телескоп

Не лишним будет использование светофильтров. Голубой помогает четче увидеть кольца, зеленый показывает больше деталей на полюсах, а оранжевый позволяет лучше рассмотреть центр Сатурна.

Сколько лететь до Сатурна?

Снимок Сатурна, сделанный аппаратом Вояджер-1
Снимок Сатурна, сделанный аппаратом Вояджер-1

Путь от Земли до Сатурна занимает большое количество времени. Зонд Пионер-11 смог добраться до него за 6,5 лет, зато Вояджер-1 преодолел расстояние за 3 года и 2 месяца. Аппарат Вояджер-2 оказался возле гиганта через четыре года, а у Кассини ушло на это 6 лет и 9 месяцев. Последним возле планеты побывал корабль Новые Горизонты. У него на дорогу ушло 2 года и 4 месяца.

Столь большая разница во времени путешествия связана с разной конструкцией кораблей и выбранными маршрутами.

Интересное видео про Сатурн

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться:
guest
0 Комментарии
Встроенная обратна связь
Просмотр всех комментариев