Планета сатурн: интересные факты и предстоящие события

Самые крупные спутники

Орбита Сатурна богата на крупные космические тела. Шестерка самых крупных лун Сатурна входит в пятнадцать самых крупных космических тел (за исключением планет) солнечной системы.

Все самые крупные луны Сатурна имеют схожее происхождение и структуру. Отличительная их особенность – гравитационное влияние на кольца планеты. Ниже представлено описание самых крупных представителей орбиты, а также некоторые их особенности.

Титан

Открывает список самых крупных спутников — Титан. Титан является вторым по величине спутником в Солнечной системе, уступая по размеру лишь спутнику Юпитера Ганимеду.

Титан обладает мощной атмосферой, состоящей в основном из азота. Диаметр – около 5200 километров. Масса Титана внушительна и самая большая среди лун Сатурна (95% массы спутников планеты принадлежит Титану).

Примечательно то, что он во многом похож на Землю. Обладает единственным телом в Солнечной системе кроме Земли, на котором доказано существование жидкости.

Данный факт породил большое количество обсуждений в научном мире на предмет существования микроорганизмов на Титане. Температура на Титане составляет около -170 — -180 градусов по Цельсию.

Расстояние до Титана от Сатурна составляет 1 миллион 200 тысяч километров. Период обращения вокруг Сатурна – 16 дней.

Рея

Рея – второй по величине спутник Сатурна. Схема расположения спутников Сатурна изображает Рею как внешний спутник, то есть, находящийся вне кольцевой системы планеты.

Рея представляет собой ледяное тело с небольшими примесями горных пород, именно поэтому плотность его невелика – 1,3 кг/см3. Атмосфера состоит преимущественно из двухатомного кислорода и углекислого газа. Поверхность Реи усеяна кратерами, которые локализованы по размеру.

Одна категория кратеров не превышает и 20 км в диаметре, а другая – 30 — 40 км, что говорит о метеоритном происхождении.

Размеры спутников Сатурна (иллюстрация из открытых источников)Размеры спутников Сатурна (иллюстрация из открытых источников)

Япет

Япет – третий по величине спутник Сатурна. До присвоения ему собственного названия имел обозначение как Сатурн VIII. Имеет ряд особенностей:

• Передняя часть Япета черная, а задняя белая. При этом задняя часть по яркости- вторая в Солнечной системе, уступает по этому показателю Европе – спутнику Юпитера.
• Малая плотность, которая свидетельствует о нахождении на нем жидкости в виде льда.
• Одна из двух лун Сатурна, которая находится под углом к экватору планеты (15,47 градусов).
• По поверхности проходит горный хребет, известный как «стена Япета».

Диона

Еще один из спутников – гигантов.

Диона по своему составу похожа на Рею.

Поверхность образована за счет льда, а под его поверхностью, согласно предположениям, выдвинутым после недавнего получения сведений с аппарата «Кассини», возможно нахождение океана либо отдельных озер.

Спутники Сатурна (иллюстрация из открытых источников)Спутники Сатурна (иллюстрация из открытых источников)

Тефия

Тефия – спутник планеты Сатурн, по физическим характеристикам похожий на Рею и Диону. Происхождение его связано с газопылевым облаком, витавшим вокруг планеты, сразу же после образования.

Поверхность Тефии, так же, как и поверхность схожих с ней Реи и Дионы, испещрена кратерами. При этом кратеры на поверхности Тефии, так же, как и на поверхности Реи и Дионы локализованы, происхождение их схоже.

По поверхности Тефии проходит гигантский разлом, размеры которого 2000 км в длину и 100 км ширину.

Тефия (иллюстрация из открытых источников)Тефия (иллюстрация из открытых источников)

Энцелад

Шестой по величине спутник Сатурна. Диаметр около 500 километров. Поверхность Энцелада обладает самой высокой способностью к отражению солнечного света, что опять же свидетельствует о составе поверхности. Плотность невысокая из-за преобладания льда в составе спутника.

Отличительная способность Энцелада – ледовый вулканизм, свидетельствующий о наличии под поверхностью воды в жидком состоянии.

Энцелад (иллюстрация из открытых источников)Энцелад (иллюстрация из открытых источников)

Мимас

Еще одна из лун Сатурна крупного размера. Название получил в честь титана из греческой мифологии. Диаметр около 400 километров, является самым малым космическим телом в Солнечной системе, имеющим округлую форму из-за собственной гравитации.

Мимас (иллюстрация из открытых источников)Мимас (иллюстрация из открытых источников)

Миссии на Сатурн

Сатурн не так уж часто становился объектом космических исследований. Первым космическим аппаратом, посетившим планету, был “Пионер-11”, запущенный НАСА в 1973 году. Он сделал изображения Сатурна в низком разрешении и обнаружил тонкое кольцо F. В 1977 году НАСА запустило еще две миссии, “Вояджер-1” и “Вояджер-2”, которые предоставили ученым ценные данные о Сатурне, его спутниках и кольцах, а также тысячи изображений в высоком разрешении. Корабли-близнецы все еще продолжают свое долгое путешествие: они исследуют межзвездное пространство, ранее не посещаемое земными космическими кораблями.

Запущенная в 1997 году автоматическая межпланетная станция “Кассини-Гюйгенс” была четвертым космическим аппаратом, посетившим Сатурн и первым, вышедшим на его орбиту. Миссия включала в себя станцию “Кассини” НАСА и зонд “Гюйгенс” ЕКА, который стал первым искусственным объектом, достигшим поверхности Титана и совершившим посадку во Внешней Солнечной системе. Более того, “Кассини” был первой миссией, которая исследовала внеземной океан. Миссия завершилась в 2017 году; космическая станция совершила 293 оборота вокруг Сатурна.

В 2027 году будет запущена еще одна миссия к Сатурну. Миссия НАСА “Дрэгонфлай” прибудет на Титан в 2036 году, чтобы исследовать этот спутник и его жизнепригодность.

Загадочные кольца

Наличие колец – это то, что делает Сатурн узнаваемым и особенно интересным для изучения. Хотя ещё у четырёх гигантов есть подобные структуры, но именно здесь они самые заметные. С Земли они выгладят по-разному в зависимости от угла наблюдения. Иногда они кажутся плоскими, а иногда разворачиваются по ширине. Происходят эти изменения достаточно медленно, по несколько лет.

То, что кольца не являются сплошными и твёрдыми, исследователи предполагали уже несколько столетий назад, но доказано это было только в конце XIX века на основании наблюдения Белопольского А.А. Эти удивительные кольца представляют собой скопление миллиардов твёрдых частиц, которые упорядоченно перемещаются по орбите. Каждая такая частичка по размеру колеблется в пределах 1 см – 10 м. Состоят они преимущественно изо льда и небольшого количества углерода. Отдельные частицы по внешнему периметру колец отыгрывают роль «пастухов», удерживающих кольца на своих орбитах и препятствующих смещению остальных частиц.

Как возникли эти кольца, пока что остаётся загадкой для учёных. Существует предположение, что они появились после распада спутника, который состоял из жидкости, или после его столкновения с другим небесным телом. Но эти теории требуют доказательств.

Всего колец четыре: три более толстые и одно – тоньше. Самое крупное по толщине составляет приблизительно километр. Несмотря на то, что такой размер по космическим меркам мизерный, эти интересные структуры прекрасно видны в телескоп. Так происходит потому, что именно кольца планеты отражают больше всего света от своей поверхности. Когда раскрытие максимальное, то вид в телескоп наиболее красивый. Яркий и мерный свет означает, что на планете либо зима, либо лето.

Из чего состоит Сатурн?

Интересно, что газовый гигант в основном состоит из тех же компонентов, что и Солнце; однако планете не хватает массы, необходимой для того, чтобы запустить термоядерные реакции и стать звездой.

Формирование и возраст Сатурна

Как и остальные планеты Солнечной системы, Сатурн образовался из солнечной туманности. Планета сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, и заняла свое нынешнее положение шестой планеты от Солнца около 4 миллиардов лет назад.

Строение Сатурна

Сатурн — это газовый гигант, почти полностью состоящий из водорода и гелия. В центре планеты находится плотное металлическое ядро. Оно окружено металлическим водородом и слоем жидкого водорода; последний постепенно переходит в газ. Внешний газовый слой Сатурна простирается на 1000 километров.

Поверхность Сатурна

У Сатурна нет твердой поверхности: если бы вы попытались пройти по поверхности планеты, вы бы провалились сквозь ее внешнюю часть, подвергаясь воздействию высоких температур и давления. Поверхность планеты в основном представляет собой газовые вихри.

Странный шестиугольник

НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук

Большинство экспертов сходятся во мнении, что Сатурн — это гигантский газовый шар без твердой поверхности, хотя, похоже, он имеет раскаленное железо и каменистое внутреннее ядро. Отчасти из-за этого у Сатурна плоские полюса и выпуклости на экваторе. По мере приближения лета на планете циркулируют реактивные потоки, создавая водовороты, подобные ураганам на Земле.

Камера «Кассини» обнаружила вихрь в форме шестиугольника над северным полушарием планеты, вращающийся на сотни километров выше в стратосфере.

«Края этого недавно обнаруженного вихря кажутся шестиугольными, точно совпадающими со знакомым и причудливым шестиугольным рисунком облаков, которые мы видим глубже в атмосфере Сатурна», — сказал Ли Флетчер, старший научный сотрудник по планетологии в Университете Лестера, Великобритания. Хотя мы ожидали увидеть своего рода вихрь на северном полюсе Сатурна по мере его нагревания, форма действительно удивительна. Либо шестиугольник образовался спонтанно и одинаково на двух разных высотах, один ниже в облаках, а другой высоко в стратосфере, либо шестиугольник на самом деле является высокой структурой, простирающейся по вертикали на несколько сотен километров.

Общие сведения о планете

Сатурн является шестой по счету планетой от Солнца и удален от него в среднем на расстоянии 1,43 млрд. км. Как и все газовые гиганты, он не имеет твердой поверхности, и плотная атмосфера сразу переходит в водородную мантию.

Благодаря своим большим
размерам его можно разглядеть на небе даже невооруженным глазом. Наблюдать гиганта
в течение всей ночи можно в периоды противостояния, когда он сближается с
Землей на максимально близкое расстояние (около 1,2 млрд. км). В следующий раз
данное явление произойдет 9 июля 2019 года.

Цвет Сатурна — бледно-желтый. Такой окрас он получил из-за аммиачных облаков в нижних слоях атмосферы. Чтобы увидеть кольца газового гиганта, необходимо вооружиться телескопом с диаметром не менее 15 мм.

Интересные факты

1. В глубоких атмосферных слоях наблюдается увеличение давления и температуры, а водород становится жидким и становится металлическим.
2. Видимая атмосфера относительно спокойная, можно сказать, уравновешенная. Поскольку в ней редко образуются какие-либо длительные явления.
3. Считается, что магнитное поле вызывается циркуляцией электрических токов, и уступает по мощности Юпитеру.
4. Вдобавок, магнитосфера содержит плазму, которая продуцируется планетой и её спутниковыми объектами.
5. Ускорение свободного падения 10,44 м/с2, то есть близко к земным и нептунианским значениями, но слабее чем у Юпитера.
6. Что интересно, Сатурн лидирует по количеству лун среди всех известных космических объектов. Все мы знаем, что у нашей Земли всего одна единственная Луна — наш естественный спутник. Так вот сатурианских лун насчитывается целых 62!
7. По видимости с Земли это самое отдалённое планетное тело, хорошо наблюдаемое даже невооружённым глазом. В принципе, видимая звёздная величина колеблется от -0,24 до +1,47.

Потому как Сатурн легко отыскать на небесной сфере, о его существовании люди знают уже очень давно. Однако его более глубокое изучение начали проводить при помощи космических аппаратов. Например, немалую роль в этом сыграл известный телескоп Хаббл. Кроме того, для исследований использовались АМС Пионер-11, Вояджёр-1 и 2, а также Кассини-Гюйгенс. Все полученные данные подробно изучались и позволили многое узнать о самой планете и её спутниках.

Разумеется, учёные намерены и дальше следить за всеми телами нашей системы, в числе особенно интересных для них есть и планета Сатурн.

Сатурн

Интересные факты о планете Сатурн

Поскольку твёрдой поверхности здесь нет, высадиться на Сатурн не представиться возможным. Но кое-какие сведения о нём всё же известны:

1. В 11 серии мультфильма «Аладдин» Джинн катается со своей подругой по кольцам Сатурна на коньках, как на катке. Это связано с тем, что сияющее «украшение» действительно по большей части состоит изо льда. Также в их составе присутствует пыль и скальные породы.
2. Единой версии происхождения колец нет до сих пор. Учёные в разное время предлагали теории о столкновении спутников Сатурна с небесными телами, метеоритами или астероидами, и, как следствие, образовании колец из частичек распавшихся спутников. Иные предполагают, что мощнейшее притяжение Сатурна способствовало разрыву пролетающих мимо комет, что могло стать причиной создания таких образований.
3. Возраст колец установить не удалось. Единственное, в чём сходятся учёные, – то, что они слишком чистые для того, чтобы быть старыми, и им не более 10 млн. лет.
4. Известно, что планету окружает не единое цельное кольцо. На самом деле, их несколько тысяч, и расположены они также тесно друг к другу, как «бороздки» на компакт-диске. Основных ободков выделяют 4.
5. Состоят они из разных по форме и площади кусков льда и обладают свойством отражать свет сильнее, чем это делает вся планета целиком.
6. Ободки настолько широкие, что если их распрямить, то получилась бы дорожка протяжённостью от Земли до Луны. И они настолько тонкие, что пересечь их поперёк можно всего за 15 минут неспешным шагом.
7. Ширина основного кольца составляет меньше 1000 м.
8. Это не единственная планета с кольцами, но это «космические» украшения, которые видны с Земли. Даже технические современные приспособления для этого не нужны. Галилей в 1610 году обошёлся простым телескопом, высмотрев «у Сатурна уши».
9. Облака здесь ледяные, потому как состоят из аммиака и водяного льда. Периодически фиксируются воздушные образования в форме многоугольников.
10. Космические корабли находились вблизи Сатурна 4 раза, не состыковываясь с ним.
11. Первый посланный сюда космический аппарат «Пионер-11» пролетел на расстоянии 20 тысяч км от поверхности планеты в 1979 году. Последний, аппарат Кассини, вышел на орбиту Сатурна в 2004 году, порадовав мир снимками планеты, ее колец и спутников.
12. Космическое тело имеет несколько «сплюснутую» форму. Его полюса располагаются к центру ближе, чем экватор.
13. Вокруг своей оси вращается в разы быстрее любой из планет Солнечной системы.
14. Данные о продолжительности дня здесь условны из-за невозможности установить отслеживающую аппаратуру. Магнитное поле помогло зафиксировать продолжительность дня, равного 10 часам 14 минутам, аппарат Кассини – на 31 минуту дольше. В среднем, сутки на Сатурне длятся 10 часов 32 минуты 35 секунд.
15. Один год здесь составляет 29 лет на Земле.

Одна из самых красивых и неизученных в Солнечной системе — планета Сатурн. Возможно, в будущем будут открыты и другие интересные факты о ней, которые человечеству ещё предстоит узнать.

https://youtube.com/watch?v=FL6J3v95FHg

Поверхность Луны Энцелад

НАСА / Лаборатория реактивного движения

Это художественное изображение поверхности Энцелада, шестого по величине спутника Сатурна. Известный своим большим водяным льдом на поверхности, он примерно в 10 раз меньше Титана, крупнейшего спутника Сатурна. Кассини обнаружил богатый водой шлейф, исходящий из южного полярного региона Луны. Известно, что он чрезвычайно геологически активен.

Сравнительные размеры Сатурна и Земли

Расстояние от Земли до Сатурна постоянно меняется, потому что орбиты планет эллиптические. Среднее расстояние между планетами составляет 1 миллиард 280 миллионов километров. С учетом современных технологий долететь до Сатурна можно за 6-7 лет. Различия между планетами огромны, поможет посмотреть сравнительную таблицу:

Сатурн планета. Сатурн

Сатурн – шестая от Солнца планета Солнечной системы, одна из планет-гигантов. Характерная особенность Сатурна, его украшение, – система колец, состоящих в основном изо льда и пыли. Обладает множеством спутников. Сатурн был назван древними римлянами в честь особо почитаемого ими бога земледелия.

Краткая характеристика

Сатурн – вторая планета в Солнечной системе по величине после Юпитера, его масса составляет примерно 95 масс Земли. Сатурн вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 1430 миллионов километров. Расстояние до Земли составляет 1280 млн. км. Период его обращения – 29,5 лет, а сутки на планете длятся десять с половиной часов. Состав Сатурна практически не отличается от солнечного: основные элементы – водород и гелий, а также многочисленные примеси аммиака, метана, этана, ацетилена и воды. По внутреннему же составу он больше напоминает Юпитер: ядро из железа, воды и никеля, покрытое тонкой оболочкой из металлического водорода. Атмосфера из огромного количества газообразного гелия и водорода толстым слоем обволакивает ядро. Поскольку планета состоит главным образом из газа, а твердая поверхность отсутствует, Сатурн причисляют к газовым гигантам. По той же причине его средняя плотность невероятно мала – 0,687 г/см3, что меньше плотности воды. Это делает его наименее плотной планетой в системе. Однако степень сжатия у Сатурна наоборот самая высокая. Это означает, что его экваториальный и полярный радиусы сильно различаются по величине – 60 300 км и 54 400 км соответственно. Из этого также следует большая разница в скоростях для различных частей атмосферы в зависимости от широты. Средняя скорость вращения вокруг оси – 9,87 км/с, а орбитальная скорость – 9,69 км/с.

Кто и когда открыл планету

Первым, кто открыл Сатурн, и кому посчастливилось увидеть его в телескоп, был Галилео Галилей.

История открытия Сатурна такова: в начале XVII века, наблюдая за планетой в телескоп, Галилей обнаружил, что небесное тело представляет собой не одно, а будто три, каким-то образом, скрепленных между собой тела. Когда через несколько лет он повторил наблюдение, то двух тел уже не обнаружил.

В 1659 исследователь из Нидерланд Христиан Гюйгенс, используя более точный телескоп, установил, что “два тела”, обнаруженные Галилеем – это кольцо вокруг планеты, а также открыл Титан – самый крупный из спутников. Продолжил исследование планеты итальянец Джованни Кассини – именно он в 1675 году установил, что Сатурн окружают несколько колец, разделенных зазором, названным позже “щелью Кассини”. Чуть позже он открыл и некоторые из спутников планеты: Диону, Япет, Рею и Тефию.

Щель Кассини и кольца Сатурна

Почти полторы сотни лет после исследований Кассини никаких существенных данных о Сатурне не было собрано.

Однако, к концу XVIII века англичанин Уильям Гершель открыл еще два крупных спутника – Энцелад и Мимас. Позднее были открыты Гиперион и Феба – единственный нерегулярный спутник, вращающийся к тому же в обратном направлении.

В середине XX века Джерард Койпер установил уникальное явление – наличие у Титана атмосферы.

У Сатурна нет поверхности

Сатурн является классической планетой-гигантом. Это значит, что он состоит по большей части газов – водорода (96%) и гелия (3%). Таким образом, большая часть Сатурна – это его атмосфера. В глубинах атмосферы давление выше, а потому газы превращаются в жидкий океан. Впрочем, четкой границы между океаном и атмосферой, как на Земле, нет.
В ещё более глубоких слоях Сатурна, где давление достигает 3 млн атмосфер, жидкий водород становится металлическим. И уже под этим слоем металлического водорода располагается маленькое ядро (которое, впрочем, в 20 раз тяжелее Земли) из тяжелых элементов – кремния и металлов.

Спутники

Спутники Сатурна являются главными помощниками исследователей в изучении этой планеты. Мощная магнитосфера и радиационное излучение не позволяют космическим зондам максимально близко подобраться к их планетарному хозяину, поэтому главной посадочной посадкой для межпланетных станций стала крупнейший спутник планеты – Титан.

По размерам эта
сатурнианская луна превышает Луну земную в 1,5 раза. Его масса практически
равна массе всех остальных спутников планеты. Атмосфера Титана преимущественно
азотная с небольшими примесями простых углеводородных соединений. Поверхность
же почти полностью состоит изо льда.

Из остальных крупных
спутников больше всего интересует исследователей Энцелад.  Его диаметр составляет 500 км, а масса
составляет 1,1*1020 кг. Этот сатурнианский спутник на данный момент
считается потенциально пригодным для жизни внеземным объектом.

Такую характеристику
Энцелад получил благодаря подповерхностному океану жидкой воды, занявшему более
10% его площади. Он спрятан под ледяным панцирем и в нем постоянно происходят
активные гидротермальные процессы. Это может послужить источником энергии для
образования первых живых организмов.

Предстоящие события

Все астрономические события, связанные с Сатурном, можно посмотреть в календаре Sky Tonight. Запустите приложение, нажмите на иконку лупы в нижней части экрана и введите название планеты в строку поиска, а затем нажмите на соответствующий результат. Во вкладке “События” вы найдете список астрономических событий, связанных с Сатурном.

16 февраля: Сатурн в соединении с Солнцем

16 февраля, в 19:17 по московскому времени (16:17 GMT), Сатурн пройдет рядом Солнцем и на несколько недель затеряется в его лучах. Расстояние между двумя небесными телами составит 1°15′. В это же время Сатурн будет находиться на максимальном расстоянии от Земли (10.81 а.е.) – если бы в этот момент его можно было увидеть, вам бы показалось, что он уменьшился. Не пытайтесь найти Сатурн на небе, когда он находится близко к Солнцу: это может привести к необратимой потере зрения.

19 марта: Сатурн рядом с Луной

19 марта в 18:22 по московскому времени (15:22 GMT), убывающая Луна (звездная величина -9,8) будет в соединении с Сатурном (звездная величина 0,8) в созвездии Водолея. Лунный диск, освещенный на 10,5%, пройдет в 3°35′ к югу от Сатурна. В бинокль или телескоп их на таком расстоянии увидеть не получится, так что наблюдайте соединение невооруженным глазом.

27 августа: противостояние Сатурна

27 августа в 17:52 МСК (14:52 GMT) состоится противостояние Сатурна, во время которого планета будет полностью освещена Солнцем и будет ярко сиять со звездной величиной 0,4 в созвездии Водолея. Для невооруженного глаза Сатурн будет выглядеть как желтая точка; в бинокль будет различима овальная форма планеты, а с помощью небольшого 4-дюймового телескопа можно будет разглядеть и кольца Сатурна.

В течение нескольких дней до и после противостояния кольца Сатурна будут сиять необычайно ярко – это называется «эффектом Зелигера». Во время противостояния Солнце светит прямо на Сатурн, если смотреть с Земли, поэтому планета и частицы, из которых состоят ее кольца, полностью освещены и не отбрасывают теней. Кроме того, свет попадает на каждую из частиц и многократно отражается, делая кольца еще ярче.

Зонд Гюйгенса был запущен на поверхность Титана в 2004 году

В попытке собрать больше фактов о Сатурне было запущено много космических аппаратов, которые проводили наблюдения за Сатурном. Pioneer 11 был первым, кто пролетел над Сатурном в 1979 году. Затем космический корабль Voyager I наблюдал планету. К этому моменту ученые собрали больше информации о спутнике Сатурна Титане.

В 1981 году Вояджер II посетил Сатурн и сделал больше снимков и измерений для изучения учеными. 

Зонд Гюйгенса

В 2004 году космический зонд Cassini-Huygens вышел на орбиту вокруг Сатурна. Космический   корабль Кассини запустил зонд, а также снял радарные снимки Титана и Фиби.

Кассини завершил свое посещение Сатурна захватывающим образом и собрал больше фактов о Сатурне и Титане, запустив  зонд Гюйгенса  на поверхность Луны. Зонд Гюйгенса предоставил ученым более подробную информацию о составе атмосферы Титана.