Взаимодействие с кольцами
Слабое пылевое кольцо присутствует вокруг области, занимаемой орбитами Януса и Эпиметея, что видно из изображений, сделанных в прямом рассеянии космическим аппаратом Кассини в 2006 году. Кольцо имеет радиальную протяженность около 5000 км. Его источником являются частицы, сброшенные с поверхности ударами метеороидов, которые затем образуют диффузное кольцо вокруг своих орбитальных траекторий.
Вместе с Эпиметеем Янус действует как луна-пастух , поддерживая острый внешний край Кольца А в орбитальном резонансе 7:6 . Эффект более очевиден, когда более массивный Янус находится на резонансной (внутренней) орбите.
Геологические особенности
Известны многие интересные факты об Энцеладе, связанные с предположениями о существовании жизни, но каковы его геологические особенности? По поверхности спутника простираются равнинные районы, также имеются впадины, хребты и растянувшиеся на большие расстояния цепи трещин в области Южного полюса. Последние являются итогом разбрызгивания ледяных частиц, которые оседали после мощных выбросов гейзеров Энцелада.
Это один из крупнейших внутренних спутников Сатурна. Его поверхность отражает свет от Солнца, который на него попадает, в связи с этим его считают самым рефлектирующим космическим телом среди имеющихся в нашей Солнечной системе. Энцелад имеет гейзеры, которые выплескивают пары воды и пыли в открытое космическое пространство. Как полагают исследователи, из-за вулканической активности шестого по размеру спутника у Сатурна появилось кольцо Е, через которое проходит орбита Энцелада.
Планеты земной группы и спутник Земли
Рисунок 1. Планеты земной группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Меркурий.
Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу.
В 1973 году был запущен американский зонд «Маринер-10», с помощью которого впервые удалось составить достаточно надёжные карты поверхности Меркурия. В 2008 году было заснято впервые восточное полушарие планеты.
Однако, Меркурий остаётся на момент 2018 года самой малоизученной планетой земной группы – Венерой, Землёй и Марсом. Меркурий отличается малым размером, непропорционально крупным расплавленным ядром и имеет в наличии менее окисленный материал, чем его соседи.
В октябре 2018 года ожидается запуск к Меркурию миссии Bepi Colombo, совместного проекта Европейского и Японского космического агентства. Итогом семилетнего путешествия должно стать изучение всех особенностей Меркурия и анализ причин появления таких особенностей.
Венера.
Венера была исследована более 20 космическими аппаратами, преимущественно советским и американским. Рельеф планеты удалось увидеть при помощи радиолокационного зондирования поверхности планеты космическими аппаратами «Пионер-Венера» (США, 1978 г.), «Венера-15 и -16» (СССР, 1983-84 гг.) и «Магеллан» (США, 1990-94 гг.).
Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причем с гораздо меньшим разрешением деталей, чем способны космические аппараты. Например, «Магеллан» получил изображения всей поверхности с разрешением в 300 м. Оказалось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами.
Из последних исследований Венеры отметим миссию Европейского Космического Агентства Venus Express по исследованию планеты и особенностей её атмосферы. Наблюдение за Венерой проходило с 2006 по 2015 год, в 2015 году аппарат сгорел в атмосфере. Благодаря этим исследованиям была получена картина южного полушария Венеры, а также получена информация о недавней вулканической активности гигантского вулкана Идунн, имеющего диаметр 200 километров.
Луна.
Первым объектом пристального внимания со стороны землян стала Луна.
Ещё в 1959 и 1965 году советские аппараты «Луна – 3» и «Зонд – 3» впервые сфотографировали невидимое с Земли «темное» полушарие спутника.
В 1969 году на Луну впервые высадились люди. Самым известным из американских астронавтов, побывавшем на Луне, является Нил Амстронг. Всего на Луне побывало 12 американских экспедиций с помощью космических кораблей «Аполлон». В результате исследований на Землю было привезено около 400 килограммов лунной породы.
Впоследствии, из-за гигантских затрат на лунную программу, пилотируемые человеком полёты на Луну прекратились. Исследования Луны стали проводиться с помощью автоматических и управляемых с Земли космических аппаратов.
В последние четверть века происходит новый этап изучения Луны. В результате исследований космических аппаратов «Клементина» в 1994 году, «Лунар Проспектор» в 1998-1999, и «Смарт-1» в 2003-2006 году земные исследователи смогли получить более новые и уточнённые данные. В частности, были обнаружены залежи предположительно водяного льда. Большое количество этих залежей было обнаружено вблизи полюсов Луны.
А в 2007 году наступил черед китайских космических аппаратов. Таким аппаратом стал «Чаньэ-1», который был запущен 24 октября. 8 ноября 2008 года на лунную орбиту был выведен уже индийский космический аппарат «Чандрайян 1».
Луна является одной из главных целей в освоении человечеством ближнего космоса.
Марс.
Следующей целью земных исследователей является планета Марс.
Первым исследовательским аппаратом, который положил начало изучению Красной планеты, был советский зонд «Марс- 1». Согласно данным американского аппарата «Маринер – 9» полученным в 1971 г. удалось составить подробные карты поверхности Марса.
Что касается современных исследований, отметим следующие изыскания.
Так, в 2008 году космическим аппаратом «Феникс» удалось впервые произвести бурение поверхности и обнаружить лёд.
А в 2018 году радар MARSIS, который установлен на борту орбитального аппарата Европейского космического агентства «Mars Express», смог предоставить первые доказательства того, что на Марсе есть жидкая вода. Этот вывод следует из обнаруженного на южном полюсе озера немалых размеров скрытое подо льдом.
История
Открытие
Янус был идентифицирован Одуэн Дольфус 15 декабря 1966 г. и с учетом временного обозначения S / 1966 S 2. Ранее Жан Тексеро сфотографировал Януса 29 октября 1966 года, не осознавая этого. 18 декабря Ричард Уокер наблюдал объект на той же орбите, что и Янус, но положение которого не могло быть согласовано с предыдущими наблюдениями. Двенадцать лет спустя, в октябре 1978 года, Стивен М. Ларсон и Джон В. Фонтанн осознали, что наблюдения 1966 года лучше всего объяснялись двумя разными объектами (Янусом и Эпиметеем), имеющими очень похожие орбиты. Уокеру приписывают открытие Эпиметей.Вояджер 1 подтвердил эту орбитальную конфигурацию в 1980 году. (Увидеть коорбитальная луна для более подробного описания их уникального расположения.)
История наблюдений
Януса наблюдали несколько раз, и ему давали разные предварительные обозначения. Пионер 11с три детектора энергичных частиц зарегистрировали его «тень», когда зонд пролетел мимо Сатурна 1 сентября 1979 г. (S / 1979 S 2.Дэн Паску заметил Януса 19 февраля 1980 г. (S / 1980 S 1,), а затем Джона У. Фонтана, Стивена М. Ларсона, Гарольд Дж. Рейтсема и Брэдфорд А. Смит 23 февраля 1980 г. (S / 1980 S 2.)
имя
Янус назван в честь двуликого Роман Бог Янус. Хотя название было неофициально предложено вскоре после первоначального открытия 1966 года, он не был официально принят до 1983 года, когда Эпиметей также был назван.
В Оксфордский словарь английского языка перечисляет прилагательная форма имени луны как Яниан.
Атмосфера
Автоматическая межпланетная станция «Кассини» обнаружила на Энцеладе и атмосферу. Впервые ее зарегистрировал магнитометр аппарата по влиянию на магнитосферу Сатурна. Некоторое время спустя «Кассини» непосредственно зафиксировал ее, наблюдая затмение спутником Гаммы Ориона. Исследования зонда позволили узнать примерный состав атмосферы ледяной луны Сатурна. На 65 % она состоит из водяного пара, на втором месте по концентрации располагается молекулярный водород (примерно 20 %), также обнаружены углекислый газ, угарный газ и молекулярный азот.
Источником пополнения атмосферы предположительно являются гейзеры, вулканизм или выбросы газов.
Внешние ссылки
СМИ, связанные с Янусом (луной) на Викискладе?
Прослушать эту статью ( 4 минуты )
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 13 января 2010 г. и не отражает последующих правок.
- Профиль Януса по исследованию Солнечной системы НАСА
- Планетарное общество: Янус
- Мюррей, Карл Д.; Дермотт, Стэнли Ф. (1999). Динамика Солнечной системы . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57597-3.
- Иллюстрация коорбитального движения QuickTime от Мюррея и Дермотта
- Изображение Януса и Эпиметея, сделанное Кассини во время их обмена орбитами.
- Номенклатура Януса со страницы планетарной номенклатуры Геологической службы США
Открытие спутников
Первым открытым самым крупным спутником Сатурна является Титан. История его обнаружения датируется 1655 годом. Первооткрывателем был Христиан Гюйгенс.
В дальнейшем открыты Япет, Диона, Тефия и Рея в промежутке с 1671 по 1684 год. Эти луны открыты величайшим астрономом Джованни Доменико Кассини.
Следующие открытия произошли через 105 лет после открытия предшественников. Это Мимас и Энцелад. Открыл луны Уильям Гершель.
Следующими открытыми лунами оказались Гиперион и Феба (1848 и 1898 года соответственно). Затем произошел перерыв в исследованиях, так как разрешающая способность телескопов не позволяла проводить наблюдения на должном уровне.
Следующие открытия произошли после технического прорыва в астрономии и датируются 1966 годом (открытие Эпиметея и Януса).
С отправкой в космос в 1997 году аппарата Кассини, произошел прорыв в изучении планеты и за короткий промежуток времени открыты все крупнейшие спутники Сатурна.
Дополнительное кольцо Сатурна
В этой статье не раз упоминался Сатурн — планета, известная своей необычной системой окружающих ее колец, состоящих из плоских концентрических образований изо льда и пыли. Совсем недавно, в 2009 году, наука узнала, что у Сатурна имеется одно дополнительное кольцо. Невероятно гигантское кольцо. Отклоненное на 27 градусов от основных колец, новое обнаруженное кольцо расположено на расстоянии, равном примерно 128 радиусам планеты, и занимает еще 207 потенциальных радиусов в пространстве. Оно настолько разряжено, что увидеть его можно только в инфракрасном спектре. И кольцо это может быть причиной «двуликости» одного из спутников Сатурна — Япета. Двуликим его называют потому, что одно из его полушарий черное как копоть, а второе — белое и блестящее, как только что выпавший снег.
В этом же кольце расположена орбита еще одного спутника Сатурна — Фебы, — который, в свою очередь, и может являться виновником образования этого кольца. Некоторые ученые предполагают, что выбрасываемая Фебой пыль оседает на Япет, чья орбита пролегает на грани нового обнаруженного кольца. Каждый раз, когда Япет проходит через кольцо, на его экваторе накапливаются частицы, содержащиеся в кольце. В течение сотни тысяч лет этого процесса они образовали огромные горы, получившие название Стена Япета.
История исследований
Об Энцеладе мало что было известно, пока несколько космических исследовательских аппаратов не приблизились к нему, что позволило собрать более обширную информацию.
В 1980 году «Вояджер 1» с 200 тыс. км сделал первые не очень качественные снимки спутника. Удалось увидеть кратеры и уточнить местоположение.
Вояджер-1
В 1981 году «Вояджер 2» уже с расстояния в 87 тыс. км сделал более подробные фото.
Вояджер-2
Программа «Вояджеров» не включала Энцелад, фото сделаны были по пути. Но информация, добытая станциями, заинтересовала ученых. В 2004 году специально к объекту была запущена станция «Кассини». В период с 17.02.2005 года до 19.12.2015 АМС она осуществила 39 сеансов наблюдения за Энцеладом с различной высоты.
Круитни
Давайте вернемся к околоземному космическому пространству и поговорим о втором «спутнике» нашей планеты. Предполагать наличие второй «Луны» ученые стали еще в 1846 году. Первым о ее наличии заявил Фредерик Пети, которого первоначально никто не воспринял всерьез. А позже и вовсе объявили лжеученым. По его мнению, присутствие второй луны могло объяснять множество несоответствий, с которыми сталкивались многие астрономы. Пити заявил, что время вращения второй луны составляет менее трех часов. Спустя столетие, в 1986 году, наличие этого квазиспутника, или второй луны, подтвердил британский астроном-любитель Дункан Уалдрон.
Тогда выяснилось, что объект 3753 Круитни является астероидом, который через каждые 364 дня совершает полный оборот вокруг Солнца (то есть находится в орбитальном резонансе 1:1 с нашей планетой). Другими словами, каждый год этот 5-километровый астероид становится частью системы Земли. Своей ближайшей точки расположения относительно Земли Круитни достигает в ноябре. С технической точки зрения, этот астероид нельзя называть луной, так как он каждый раз то приближается, то отдаляется от Земли. Но идеальный орбитальный резонанс с планетой позволяет ему оставаться вблизи планеты на протяжении многих орбитальных периодов.
Пан и Атлас
Эти два спутника Сатурна имеют много общего между собой и наиболее близко расположены к планете, вокруг которой они вращаются. Особенными делает эти два космических объекта факт того, что они являются своего рода спутниками-«пастухами» кольца Сатурна. Они, воздействуя своей гравитацией, отталкивают от себя или, наоборот, притягивают к себе частицы кольца планеты, не позволяя им от себя уходить. Они как бы «пасут» эти частицы. Спутник Пан, кстати, и получил свое название в честь древнегреческого бога Пана — покровителя пастушества и скотоводства, плодородия и дикой природы.
Размеры спутника Атлас еще меньше. От полюса до полюса расстояние составляет всего 19 километров, а диаметр — около 46 километров. Выглядит он как летающая тарелка. Столько необычная продолговатая форма обоих спутников, по мнению ученых, не может объясняться тем же способом, как и в случае Хаумеи, так как скорость их вращения недостаточно быстра для этого. Кроме того, быстрое вращение способствовало бы созданию однородной продолговатости их формы. Но их форма неоднородна.
После создания множества компьютерных моделей ученые из Парижского университета, кажется, нашли объяснение вопроса образования столь необычной формы у этих двух лун. Этим объяснением является аккреционное формирование, когда при вращении края структуры объекта сплющиваются. Во время формирования спутников Сатурна вокруг них появились аккреционные диски, состоящие из пыли колец Сатурна, которая в итоге сильнее скопилась на их экваторах и создала на спутниках выпуклые гребни.
Как увидеть планету в телескоп
Кольца Сатурна можно увидеть в бинокль – они напоминают маленькие отростки. Через 60-70 мм телескоп четко видно кольца вокруг диска планеты, а в периоды умеренного или максимального раскрытия колец можно увидеть даже щель Кассини.
Для того, чтобы наблюдать облачные пояса гиганта, потребуется телескоп диаметром не менее 100-125 мм, а вот для более серьезных исследований нужен уже 200-мм аппарат.
В наше время телескопы с такими характеристиками встречаются даже у астрономов-любителей, поскольку они позволяют рассмотреть все пояса, зоны, пятна планеты и даже мельчайшие детали колец.По возможности, предпочтение стоит отдавать апохроматическим рефракторам – они дают контрастные и потрясающие по качеству изображения.
На данный момент, правда, позволить себе такой телескоп из-за высокой цены может не каждый.
Для наблюдения за Сатурном подойдет телескоп “АПО киллер” системы Максутова-Кассегрена, которые были сконструированы специально в целях наблюдения планет.
Нежелательны телескопы центральным экранированием – диаметр объектива хоть и большой, но контраст цветов нарушен.
Ручное ведение телескопа из-за наличия большого количество деталей в системе Сатурна также не способствует его подробному изучению, поэтому лучше запастись монтировкой с системой Go-To либо часовым механизмом.
Как увидеть Сатурн в телескоп
Чтобы выделить тело планеты из общего фона и создать большую контрастность рекомендуется применение следующих фильтров:
- темно-желтый (15) и оранжевый (21) подходят для выделения поясов, зон и их деталей (для 200-мм телескопов альтернативой может выступить темно-красный (25);
- желтый (11) – для выделения зеленых и красноватых элементов;
- зеленый (58) – для лучшей видимости пятен и полярных областей;
- голубой (80А) – для большей детализации колец (для больших объективов имеет смысл использовать синий (38А) либо фиолетово-синий (47).
Орбита
Эпиметей (внизу слева) и Янус (справа), видны 20 марта 2006 г., через два месяца после смены орбит. Две луны кажутся близкими только из-за ракурс; в действительности Янус находится примерно на 40 000 км дальше от Кассини чем Эпиметей.
Орбита Януса совпадает с орбитой Эпиметей. Януса средний радиус орбиты По состоянию на 2006 год от Сатурна было всего на 50 км меньше, чем от Эпиметея, то есть на расстояние меньше среднего радиуса любой из лун. В соответствии с Законы движения планет Кеплера чем ближе орбита завершается быстрее. Из-за небольшой разницы это занимает всего 30 секунд меньше. Каждый день внутренняя луна оказывается на 0,25 ° дальше вокруг Сатурна, чем внешняя луна. Когда внутренняя луна догоняет внешнюю, их взаимное гравитационное притяжение увеличивает импульс внутренней луны и уменьшает импульс внешней луны. Этот дополнительный импульс означает, что расстояние внутренней луны от Сатурна и орбитальный период увеличиваются, а луны внешней луны уменьшаются. Сроки и масштабы обмен импульсом такова, что спутники эффективно меняют орбиты, никогда не приближаясь ближе чем примерно на 10 000 км. При каждом столкновении радиус орбиты Януса изменяется на ~ 20 км, а радиус Эпиметея — на ~ 80 км: орбита Януса менее подвержена влиянию, потому что она в четыре раза массивнее Эпиметея. Обмен происходит примерно раз в четыре года; последние близкие подходы произошли в январе 2006 г., 2010, 2014 и 2018 годы, а следующие в 2022 году. Это единственная такая орбитальная конфигурация, известная в Солнечная система.
Орбитальные отношения между Янусом и Эпиметеем можно понять с точки зрения , как случай, когда две луны (третье тело — Сатурн) похожи по размеру друг на друга.[нужна цитата ]
История исследования Януса
Первичный этап
Близость орбит Януса и Эпиметея серьезно утруднила жизнь астрономам. Первооткрывателем Януса считается француз Одуен Дольфюс, заметивший Янус в 1966 году и до этого предсказавший его существования по искривлениям колец Сатурна, хотя никто не знает, какой из спутников он точно открыл. Однако заслуг в астронома хватает и без того — Дюльфюст всю жизнь изучал планеты, в особенности Юпитер, Сатурн и Марс. Ради изучения последнего он поднялся с аэростатом на высоту 7 километров, где при помощи телескопа определил долю паров воды в атмосфере Марса. За свои успехи удостоился трех премий, среди которых престижная премия Парижской Академии наук.
Кольца Сатурна, а также спутники Янус (вверху) и Рея.
В том же году были проведено исследование Ричарда Уокера, в ходе которого он тоже «нашел» Янус — хотя сегодня считается, что он обнаружил Эпиметей. С тех пор ученые стали испытывать необъяснимые сложности с наблюдением Януса — так как на вычисленном диапазоне орбиты попадался и Эпиметей, астрономы обнаруживали спутник каждый раз в новом месте. Хаотичность перемещения «Януса» не находила объяснений — астрономия нуждалась во втором «первооткрывателе», который внес бы ясность в ситуацию и разделил две луны.
Разделение Януса и Эпиметея
Такими героями стали Стивен Ларсон и Джон Фаунтин, которые в 1978 году — двенадцать лет спустя открытия — доказали раздельность двух спутников Сатурна. Еще через два года зонд «Вояджер-1» прислал первый снимок Януса и Эпиметея, окончательно закрывший вопрос. С тех пор Ларсон и Фаунтин причисляются к первооткрывателям обеих лун.
К слову, история с «двойственностью» спутника до 1978 года полностью оправдывает его имя, выбранное в честь двуликого римского бога Януса. Хотя оно было официально принято лишь после подтверждения «Вояджером» в 1980, Дольфюс пророчески предложил его еще после открытия.
Исследования зондов
Спутник Сатурна Янус на фоне облачного покрова планеты
После «Вояджера-1», наибольший по значимости вклад в формирование научного образа Януса внес зонд «Кассини-Гюйгенс», с 2004 года занимающийся исследованиями системы Сатурна. Двойное название мотивировано тем, что во время запуска 1997 года зонд представлял собою два отдельных устройства: космический аппарат «Кассини» для орбитальных исследований и посадочный модуль «Гюйгенс», предназначенный для изучения Титана. Это наибольший спутник Сатурна, обладающий к тому же полноценной атмосферой. В 2005 году «Гюйгенс» успешно отделился, после чего оба зонда действуют самостоятельно.
Наилучший снимок Януса был получен «Кассини» в 2008 году с расстояния 169 тысяч километров. Известна также фотография, где Янус и Эпиметей находятся в процессе изменения орбит — камере зонда удалось захватить момент максимального сближения спутников с дистанции чуть меньше полумиллиона километров.
