Система спутников и кольца Сатурна
У Сатурна 62 спутника, причем большая часть из них имеет твердую поверхность и даже обладает собственной атмосферой. По своим размерам некоторые из них могут претендовать на звание планеты. Чего только стоят размеры Титана, который является одним из самых крупных спутников Солнечной системы и больше чем планета Меркурий. Это небесное тело, вращающееся вокруг Сатурна, имеет диаметр 5150 км. Спутник обладает собственной атмосферой, которая по своему составу сильно напоминает воздушную оболочку нашей планеты на ранней стадии формирования.
Ученые считают, что во всей Солнечной системе у Сатурна самая развитая система спутников. По информации, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини», Сатурн представляет собой едва ли не единственное в Солнечной системе место, где на его спутниках может быть существовать вода в жидком состоянии. На сегодняшний день исследованы только некоторые из спутников окольцованного гиганта, однако даже та информация, которая имеется, дает все основания считать эту наиболее отдаленную часть ближнего космоса пригодной для существования определенных форм жизни. В этом плане очень большой интерес для ученых-астрофизиков представляет пятый спутник — Энцелад Главным украшением планеты, безусловно, являются его кольца. В системе принято выделять четыре главных кольца, имеющие соответствующие названия А, В, С и D. Ширина самого большого кольца В составляет 25500 км. Кольца разделяются щелями, среди которых самая большая — это деление Кассини, разграничивающая кольца А и В. По своему составу сатурнианские кольца представляют собой скопления мелких и крупных частиц водяного льда. Благодаря ледяной структуре нимбы Сатурна имеют высокое альбедо, и поэтому хорошо видны в телескоп.
Параметры колец
Всего насчитывается 7 основных колец Сатурна, названных буквами латинского алфавита(A,B,C,D,E,F,G). Каждое такое большое кольцо состоит из тысяч тонких, расположенных на минимальном отдалении друг от друга. Основные же элементы кольцевой системы разделены щелями и делениями шириной от 3 до 4700 км.Самым близким к хозяину является кольцо D. Он отдаленно от планеты на расстоянии 70 тыс. км. Самыми яркими в системе являются образования А, В, С. Увидеть эти кольца Сатурна на ночном небе можно в телескоп диаметром не менее 15 мм.
Снимок колец Сатурна
Из чего же состоят кольца Сатурна? Основным их компонентом является водяной лед и всего 1% приходится на пыль из смеси силикатов. Общая масса материала составляет 3*1019 кг.
Звуки колец
Сатурн поглощает свои кольца благодаря гравитационному взаимодействию. При их контакте с ионосферой и другими объектами орбиты возникает удивительная «мелодия». Ее сумел записать и передать на Землю зонд Кассини.
Кольца Сатурна «звучат» многогранно. Можно отчетливо расслышать тихое шипение и шуршание пылевых и ледяных частиц, сменяющиеся скрипами и коротким свистом. Этот звук имеет достаточно приятные вибрации.
Исчезновение колец
В начале 20 века умы людей взбудоражила новость об исчезновении сатурнианских колец. Прошел слух, что они начали разрушаться и гигантские обломки стремительно летят к Земле. Но новость оказалась вымыслом, связанным с ошибочной интерпретацией данных. На самом деле, кольца Сатурна были повернуты ребром к Земле, что не позволило их разглядеть в слабые телескопы того времени.
В наше время Сатурн «терял» свои кольца уже дважды. Наблюдалось это в 1995 и 2009 годах.
Знакомство
В 1997 году с целью исследовать конкретно Сатурн, поверхность планеты, его атмосферу, и окружение был запущен космический аппарат «Cassini – Huygens». Несмотря на то что планету уже посещали другие космические аппараты, именно в этот полет стало известно много интересного о планете и о спутниках. Сколько лететь до Сатурна пришлось аппарату? 81 месяц потребовался для полета до Сатурна, миссия длилась до 22 апреля 2017 года, после этого зонд «Cassini» начал спуск в атмосферу Сатурна и передал свои последние данные в сентябре 2017 года. Длилась экспедиция почти двадцать лет.
Из определения газовый гигант уже становится понятно из чего состоит Сатурн, в основной своей массе это водород, чуть разбавленный смесью гелия, метана, аммиака. Железо, никель, силикаты да лёд составляют 25 тысяч километров ядра, температура в нем достигает 11800 градусов, а сверху простирается водородный слой и внешний слой газа. Своей массой он превышает массу нашей уютной планеты в девяносто пять раз, но при этом считается самой легкой планетой, его плотность 0, 686 грамм на сантиметр.
Вы уже поняли какая поверхность у Сатурна — она газовая, твердой поверхности нет. Атмосфера делится на облака верхней части, состоящие из аммиака, и нижней из воды или же содержат гидросульфит аммония. Температура в верхней части атмосферы достигает минусовых пределов, до — 180 градусов, и повышается ближе к центру планеты. Атмосфера очень плотная, похожа на юпитерскую.
Чем объясняется наличие у Юпитера и Сатурна похожих составов попробовали объяснить ученые, они выдвинули гипотезу, что изначально было сформировано плотное тело, которое достигнув массы способной удерживать водород, начало поглощать водород из облака газа и пыли, что окружало Солнце. Именно из-за этого сформировались такие плотные атмосферы у этих газовых гигантов. На севере, в районе полюса облака образовали интересную шестиугольную фигуру, причем по площади весьма внушительную, она не изменяет своей формы при вращении и остается неизменной более 20 лет. Впервые шестиугольник был увиден при помощи космического аппарата «Вояджер», который преодолел расстояние от Земли до Сатурна, и передал данные в 1980 годах. Такого гигантского образования ученые еще не видели, но предполагают, что это шторм и его свободному движению не мешает рельеф Сатурна по причине отсутствия. Как он возник и что дает ему силы для существования еще предстоит выяснить.
И хотя гигант с космоса выглядит спокойным, но на самом деле это не так. Погода на планете Сатурн довольно ветреная, ветра достигают очень больших скоростей, до 550 метров в секунду и это не предел. Причем направление движения совпадают с вращением планеты вокруг своей оси, с запада на восток. С частотой один раз в двадцать пять — тридцать лет начинается сверхмощный ураган, несущийся с бешеной скоростью около двух тысяч километров в час.
Сверхмощные разряды молний сопровождают бури, которые длятся не по одному месяцу. Великолепнейшие полярные сияния представлены на Сатурне овальными кольцами, по своей, по интенсивности, а также по положению зависят от силы солнечного ветра. Примерно такие же явления наблюдаются и на Юпитере. Магнитное поле достигает огромных размеров простираясь на один миллион километров и создается оно при движении металлического водорода.
Сатурн и его спутники — Титан, Янус, Мимас и Прометей — на фоне колец Сатурна,
Таблица основных характеристик планет Солнечной системы
возникли примерно в одно время ~ 4,5-4,55 млрд. лет назад, приблизительно через 100 млн. лет после Солнца.
Выделяя диаметр и плотность, астрономы разделили 8 планет на газовых гигантов и земную группу. К отличиям земной группы можно отнести более медленную скорость вращения вокруг собственной оси (венерианские сутки и вовсе длятся 243 земных дня). Зато они быстрее совершают оборот вокруг Солнца – из-за близости к светилу. Газовые гиганты имеют значительно большие размеры и, как правило, не имеют твёрдой поверхности.
Планетарные радиусы и массы лишь частично передают габариты планет. Поэтому в таблицу внесены удалённость от Солнца и показатель плотности. На первый взгляд показатель плотности не влияет на размеры планет, но на самом деле – это одна из важнейших планетарных характеристик.
|
Планеты |
Радиус | Объём | Масса | Плотность | ||||
| км | по отношению.
к земному |
1010 км3 | по отношению
к земному |
1024 кг | по отношению
к земной |
млн. км |
г/см3 |
|
|
Меркурий |
2439,7 | 0,382 | 6,08 | 0,056 | 0,33 | 0,055 | 58 | 5,43 |
| Марс | 3389,5 | 0,532 | 16,32 | 0,151 | 0,642 | 0,108 | 228 |
3,93 |
|
Венера |
6052 | 0,950 | 92,84 | 0,857 | 4,868 | 0,815 | 108 | 5,24 |
| Земля | 6371 | 1 | 108,32 | 1 | 5,972 | 1 | 150 |
5,51 |
|
Нептун |
24622 | 3,865 | 6254 | 57,74 | 102,4 | 17,15 | 4500 | 1,64 |
| Уран | 25362 | 3,981 | 6834 | 63,09 | 86,8 | 14,53 | 2860 |
1,27 |
|
Сатурн |
58232 | 9,153 | 82713 | 763,6 | 568,3 | 95,16 | 1427 | 0,69 |
| Юпитер | 69911 | 10,973 | 143128 | 1321 | 1898,1 | 317,8 | 778,5 |
1,33 |
Ниже приведены планеты Солнечной системы по размеру в порядке возрастания.
Размеры звезд и планет Солнечной системы
Планета Марс
Северная Америка по сравнению с Марсом
Планета Марс не такая большая, как может показаться. Если бы вы решили полететь с одной стороны Марса на другую, это заняло бы 8 часов
. Диаметр Марса составляет 6792 км на экваторе, а от полюса до полюса он на 40 км меньше.
Марс является второй самой маленькой планетой в Солнечной системе после Меркурия. На самом деле масса суши Марса почти такая же, как на Земле
, и хотя он намного меньше Земли, на нем нет океанов.
Сатурн
На изображении можно увидеть насколько Сатурн превосходит Землю по размерам.
По ширине колец Сатурна поместилось бы 6 планет Земля
.
По диаметру основного диска Сатурна может поместиться почти 10 планет Земля, а если можно было бы заполнить пространство внутри Сатурна, в него уместилось бы 764 Земли
.
Кольца Сатурна
Вот как бы выглядела наша планета, если бы вместо диска Сатурна поместили Землю
Ледяные кольца Сатурна состоят из миллиардов частиц, начиная от крошечных зерен до глыб размером с гору.
Кольца достигают 1 км в толщину
, а расстояние от внутреннего кольца до внешнего составляет 282 000 км
, и это три четверти расстояния от Земли до Луны.
Юпитер
Размеры Северной Америки на фоне Юпитера
Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе, и его масса больше, чем все планеты и спутники вместе взятые
.
Диаметр Юпитера составляет 142 984 км на экваторе
. Это в 11 раз больше диаметра нашей планеты. Молнии на Юпитере в 1000 раз сильнее, чем на Земле, а скорость ветра в верхних слоях атмосферы может достигать 100 метров в секунду.
Кроме того, это самая быстро вращающаяся планета, которая совершает оборот вокруг своей оси за 10 часов
(Земля совершает оборот вокру
г своей оси за 24 часа).
Солнце
Земля по сравнению с Солнцем
Солнце составляет 99,86 процентов массы всей Солнечной системы
, а это значит, что наша Земля, другие планеты и спутники — просто мелкий щебень, оставшийся после формирования Солнца 4,5 миллиарда лет назад.
Обычное солнечной пятно легко затмевает своими размерами Землю. По диаметру Солнца может поместиться 109 планет Земля
, а чтобы заполнить объем Солнца, потребовалось бы 1 300 000 Земель
.
При ближайшем рассмотрении Солнце выглядит гранулированным, а всего насчитывается до 4 миллионов таких гранул по диаметру диска Солнца, каждая из них размером до 1000 км.
За 1 секунду Солнце выпускает больше энергии, чем было произведено за всю историю человечества. Оно теряет 4 миллиарда материала ежесекундно, но может прожить еще 5 миллиардов лет
.
Но стоит помнить, что Солнце — это всего одна из сотен миллиардов звезд в нашей галактике Млечный путь
.
> Диаметр планет Солнечной системы
Исследуйте диаметр планет Солнечной системы
по порядку. Детальное описание с фото, время на вращение оси и показатели для диаметра на экваторе и полюсах.
Солнечные планеты отличаются по размерам и форме. Некоторые невероятно огромные, а другие совсем крошечные и не дотягивают до спутников. К примеру, Меркурий уступает Ганимеду. Некоторые планеты шире в экваториальной линии, чем на полюсах. Давайте рассмотрим диаметры планет Солнечной системы в км по порядку.
Размеры планеты Земля в сравнении
Нейтронная звезда
Нейтронная звезда по сравнению с северо-восточной частью Англии
Нейтронная звезда — довольно странный и необычный объект. Хотя ее диаметр составляет всего 20 километров, ее масса в 1,5 раза больше Солнца, так как она невероятно плотная
.
Настолько плотная, что чайная ложка весила бы миллиард тонн. А если бы вы стояли на ее поверхности, то почувствовали силу тяжести, которая в 200 миллиардов раз больше
, чем на нашей планете.
Кроме того, нейтронная звезда обладает способностью вращаться, и скорость самой быстрой нейтронной звезды составляет 716 раз в секунду
.
Гора Олимп на Марсе
Марсианский вулкан Олимп помещается в штат Аризона
Хотя Марс — относительно небольшая планета, здесь находится самый большой вулкан в Солнечной системе
— гора Олимп. Она в 3 раза выше горы Эверест, достигая 624 км в ширину и 26 км в высоту
.
На вершине этой невероятной структуры находится кальдера диаметром 80 км.
Спутник Юпитера Ио
Сравнение спутника Юпитера — Ио с Северной Америкой
Спутник Ио является самым вулканическим телом
в Солнечной системе. Его диаметр составляет 3636 км, а размер приближен к размеру спутника Земли — Луне. Ио просто крошечный по сравнению с Юпитером, находясь на расстоянии 350 000 км от него (или 2,5 Юпитеров).
Из-за гравитационного притяжения Юпитера ядро Ио расплавлено, а вулканы на поверхности извергают лаву, покрывая Ио желтой серой. Потоки лавы настолько высокие
, что, если бы они происходили на Земле, то они были выше Международной космической станции.
Самая большая планета — Юпитер
Юпитер представляет собой крупнейшую по размеру газовую планету. По удаленности от Солнца он выступает пятой планетой, а его орбита расположилась сразу за астероидным поясом Марса.
По своему составу он напоминает Солнце: 89% его атмосферы занимает водород, а 11% — гелий.
Согласно предположениям ученых, у Юпитера есть твердое ядро, которое составляет в объеме 1,5 диаметра Земли. Тем не менее, оно как минимум в 20 раз плотнее. Даже если бы на Юпитере существовала твердая поверхность, опуститься на нее было бы невозможно из-за давления атмосферы.
Скорость ветра на нем может превышать 600 км/ч. Ими в большей степени управляет внутреннее тепло, а не солнечное, как на Земле.
Благодаря своей сильной магнитосфере Юпитер имеет множество спутников, из которых были открыты только 70. Все они имеют разные размеры.
Самые крупные из них:
- Европа;
- Ио;
- Ганимед;
- Каллисто.
Всех их открыл Галилео Галилей в 1610 г.
Расстояние между Землей и Юпитером меняется от 588 до 967 млн км.
На нем не наблюдается смены времен года, т. к. ось его вращения перпендикулярна орбите. Он отличается самым быстрым вращением вокруг своей оси, период которого у экватора составляет почти 10 часов.
Крупнейшая газовая планета. Credit: sciencepop.ru.
Поражающие габариты
Его диаметр по экватору — 143 000 км (земной — 12 742 км). Вторая по величине планета, Сатурн, также является газовым гигантом. Ее диаметр составляет 120 000 км.
Масса Юпитера составляет 1,9×10^27 кг. Эта третья по величине и весу планета из всех изученных во Вселенной. Самой крупной планетой считается НАТР-Р-32b, которая была открыта в 2011 г. Она расположена в созвездии Андромеды, как и Tres-4b, — вторая по величине после НАТР-Р-32b.
Юпитер составляет 318 масс Земли. Для сравнения, Солнце весит как 1050 Юпитеров.
Площадь этого газового гиганта в 122 раза превышает земную. При этом нужно учитывать, что ее поверхность состоит из газов, которые при приближении к ядру уплотняются, переходя в жидкое состояние, а затем в металл.
Эфемерная поверхность
Юпитер имеет самую мощную атмосферу и магнитосферу, которая в 20 000 раз превышает земную.
Атмосфера его состоит из гелия и водорода.
В ней в малых количествах присутствуют такие элементы, как:
- метан;
- аммиак;
- вода;
- сероводород.
У этой планеты отсутствует твердая поверхность. Вглубь этого газового шара можно спускаться долго, при этом давление будет постоянно нарастать.
Газ постепенно переходит из одного состояния в другое:
- превращается в туман;
- переходит в промежуточное полужидкое состояние;
- становится жидким водородом;
- уплотняется до металлического состояния.
Но четкие границы перехода из одного состояния в другое отсутствуют, т. к. между ними существует много промежуточных стадий. Атмосфера Юпитера простирается в высоту на 5 000 км (отсчет ведется от условной поверхности, где водород имеет жидкую консистенцию).
Состав Юпитера. Credit: v-kosmose.com.
Облака и пятна
Полосы, которые видны на нем из космоса, созданы благодаря скоплениям облаков. Они закручиваются в спирали под воздействием мощных ветров (поясов), движущихся в различных направлениях.
В состав облаков входят такие химические компоненты:
- сульфид аммония;
- вода;
- кристаллизованный аммиак.
Благодаря такому составу они приобретают различные оттенки. Кроме того, они располагаются на различной высоте в атмосфере. Между этих облаков проходят удары мощных молний, которые не могут сравниться по силе с земными.
Главная особенность Юпитера
Кроме того, атмосфера этого гиганта достаточно агрессивная: на ней буйствуют вихри и ураганы разных масштабов. Крупнейший ураган во всей Солнечной системе называется Глаз Юпитера, или Большое Красное Пятно. Его размеры позволяют разглядеть его даже в телескоп средней мощности (любительский). Он активен на протяжении нескольких столетий, но в последний период наблюдается небольшой спад его активности. Размер его составляет 15×30 тыс. км, что в 2 раза превышает размер Земли.
Красновато-оранжевый оттенок этого пятна ученые объясняют наличием в нем фосфора и других химических соединений.
Нептун
На удалении четырех с половиной миллиардов километров от Солнца располагается Нептун. Это еще один ледяной газовый гигант. У планеты имеются спутники и слабая кольцевая система.
Масса планеты 1, 02 х 10 26 кг. Вокруг солнца Нептун пролетает за сто шестьдесят пять лет. День длится здесь всего шестнадцать часов.
На планете имеется вода, метан, аммиак, гелий.
У Нептуна имеется тринадцать спутников и еще один пока не получил статус луны. В кольцевой системе ученые выделяют шесть формирований. До этой планеты смог долететь только один искусственный спутник — «Вояджер-2», запущенный в космос многие годы назад.
Газовые ледяные гиганты очень холодные, здесь температура опускается до -300 градусов и ниже.
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.
