Астрология


Планета Сатурн


Сатурн - вторая планета - великан и шестая числом планета в Солнечной системе. Почти во всем подобная Юпитеру, она вращается вокруг Солнца с периодом 29,5 земных лет на расстоянии около 9,5 а. о. Звездные сутки на Сатурне длятся 10 час. 45 Мин. Через быстрое вращение он сплющен около полюсов: полярный радиус планеты меньший от экваториального. Периоды его вращения в разных широтах не одинаковы. Масса Сатурна в 95 раз больше массы Земли, а сила притяжения в 1,12 разы больше земной.

Сатурн имеет на чудо низкую плотность, ниже плотности воды, - лишь 0,7 г/см3. И если бы нашелся такой громадный океан из воды, куда можно было бы окунуть Сатурн, он бы не утонул. Такая маленькая плотность свидетельствует о том, что, как и остальные планеты - гигантов, Сатурн преимущественно состоит из водорода и гелия.

Поскольку Сатурн находится в 9,5 раз дальше от Солнца, чем Земля, то на единицу площади он получает в 90 раз меньше тепла чем она. Согласно счетам температура внешнего слоя тучевого покрова должна представлять 80К, в действительности температура атмосферы планеты равняется 90К. Следовательно, Сатурн, как и Юпитер, находится в состоянии медленного сжимания. На диске желтоватого цвета отдельные детали верхних слоев атмосферы Сатурна проявляются значительно слабее, чем в Юпитере.

И все же при экваториальные темные полосы видно достаточно хорошо. Заметно также, что околополярные зоны кажутся слегка зменшуватими. Кроме, того, время от времени появляются светлые и темные пятна, благодаря которым и был определен период вращения Сатурна. В верхних слоях тучевого покрова наблюдаются сильные ветры, скорость которых в экваториальной зоне достигает 110 м/с.

Сатурн как и Юпитер, имеет магнитное поле, радиационные пояса, и является источником радиоизлучения.

Среди планет-гигантов Сатурн - наиболее интересная планета в Солнечной системе.

Широкое, полностью плоское кольцо окружает экватор планеты, как шляпа его крысы. Оно размещено покато к тому кругу по которому Сатурн обходит Солнце при 29,5 году. Через то в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо возвращается к нам то одной стороной, то вторым. Каждые 15 лет оно становится к нам ребром, и тогда его нельзя рассмотреть даже в мощнейшие телескопы, а это значит что кольцо очень тонко и его толщина не превышает 10-15 км.

Знаменитый астроном Галилей в 1610 году выявил, что Сатурн чем-то окружен. Но его телескоп был слишком слаб, и через то Галилей не смог разобрать, что он видит вокруг Сатурна. Только через полвека голландскому ученому Гюйгенсу удалось рассмотреть, что это в действительности плоское кольцо, которое окружает планету, и нигде к ней не прикасается. Изучение Сатурна с помощью более совершенных телескопов показало, что кольцо распадается на три части, которые образуют словно три независимых кольца, вложенных друг в друга. Внешнее кольцо отделяется от среднего темным промежутком - узкой черной щелью. Среднее кольцо ярче от внешнего. С середины к нему плотно подходит полупрозрачное, словно туманы - третье кольцо. Что есть являют собой эти интересные кольца? Может, это действительно твердые маленькие площадки? Нет, это не так. Выдающиеся ученые - английский физик Максвелл и русская женщина-математик С. В. Ковалевская своими расчетами доказали, что сплошное и твердое кольцо такого размера существовать не может: оно было бы мигом разрушено в результате отличия в силе притягивание для разных его частей. Выдающийся русский астрофизик А. А. Бєлопольський пристальными наблюдениями Сатурна подтвердил, что кольцо действительно не сплошное. Оказалось, что скорость движений разных частиц кольца разная. Это значит, что кольца состоят из мелких обломков, каждый из которых вращается натворило Сатурна с такой скоростью, которую имел бы спутник планеты, которая находится на таком же расстоянии.

Каждый такой обломок - будто независимый спутник, что сам по себе вращается вокруг Сатурна.

Кольца Сатурна имеют сложную структуру. "Вояжер-1" и "Вояжер-2", которые пролетели мимо Сатурна в 1980-1981 гг., Передали на Землю изображение колец из близкого расстояния. На фотографии видно, что кольца Сатурна состоят из сотен отдельных узких колец, разделенных такими же узкими промежутками. Сами же кольца состоят из отдельных частей водяного хрупкого снега размером от мелких пилинок к глыбам в 10-15 м величиной, которые хорошо отбивают солнечный свет. Ширина колец вместе с самым отдаленным очень слабым кольцом, представляет 65000 км, а толщина не превышает 1 км.

Кроме колец, Сатурн имеет 30 известных на сегодня спутников. Наибольший спутник Сатурна, Титан, имеет мощную непрозрачную атмосферу толщиной до 200 км. Она состоит из азота с примесями метана и водорода. Но все они далеко меньшие от Титана. Сатурн во многом напоминает своего Сократа - Юпитера.

Из Земли в телескоп хорошо видные три кольца: внешнее, средней яркости кольцо А; среднее, наиболее яркое кольцо В во внутреннее, неяркое полупрозрачное кольцо Из, что иногда называется креповым. Кольца едва больше желтоватого диска Сатурна. Расположено они в плоскости экватора планеты и очень тонкие: при общей ширине в радиальном направлении приблизительно 60 тыс. Км. Они имеют толщину менее 3 км. Спектроскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как твердое тело, - с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Больше того, каждая точка колец имеет такую скорость, которую имел бы на этом расстоянии спутник, который свободно двигается вокруг Сатурна по круговой орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна собственно говоря являют собой колоссальное скопление мелких твердых частей, которые самостоятельно обращаются вокруг планеты. Размеры частей настолько малые, что они не видно не только в земные телескопы, но и из борта космических аппаратов. Характерная черта здания колец - темные кольцевые промежутки распределения, где вещества очень мало. Именно широкое из них 3500 км отделяет кольцо В от кольца А и называется распределением Кассіні в честь астронома, который впервые увидел его в 1675 году. При исключительно хороших атмосферных условиях таких распределений из Земли видно свыше десяти. Природа их, очевидно, резонансная. Да, распределение Кассіні - это область орбит, в которой период обращения каждой части вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего большого спутника Сатурна, - Мімаса. Через такое совпадение Мимас своим притягиваниям как бы раскачивает части, которые двигаются внутри распределения, и и в конечном итоге выбрасывает их оттуда. Бортовые камеры Вояджеров показали, что из близкого расстояния кольца Сатурна похожие на граммофонную пластинку: они как бы расслоены на тысяче отдельных узких колечек с темными пробелами между ними. Пробелов так много, что объяснить их резонансами с периодами обращения спутников Сатурна уже невозможно. Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномерное распределение частей по плоскости колец механически хитливо. Вследствие этого возникают круговые волны плотности - это и есть тонкая структура, которая наблюдается. Кроме колец А, В и С Вояджери нашли еще четыре: D, E, F и G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом видны из Земли при особенно благоприятных условиях; кольца F и G выявлены впервые. Порядок обозначения колец объясняется историческими причинами, потому он не совпадает с алфавитным. Если расположить кольца в меру их удаления от Сатурна, то мы получим ряд: D, C, B, A, F, G, E. Особенный интерес и большую дискуссию вызывало кольцо F. К сожале - ною, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не удалось, потому что наблюдение двух Вояджеров не согласятся между из - бой. Бортовые камеры Вояджера- 1 показали, что кольцо F состоит из нескольких колечек общей шириной 60 км., Причем два из них перевиты друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение, что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два небольших новооткрытых спутника, которые двигаются непосредственно вблизи кольца F, - один из внутреннего края, другой - во внешнего едва медленнее первого, потому что он дальше от Сатурна. Притягивание этих спутников не дает крайним частям идти далеко от его середины, то есть спутники как бы пасут части, за что и получили название пастухов. Они же, как показали расчеты, вызывают движение частей по волновой линии, что и создает переплетение компонентов, которые наблюдаются, кольца. Но Вояджер- 2, что прошел около Сатурна девятью месяцами позже, не нашел в кильке F ни переплетений, ни каких-либо других перекручиваний формы, - в частности, и в непосредственной близости от пастухов.

Таким образом, форма кольца оказалась переменчивой. Для суждения о причинах и закономерностях этой переменчивости двух наблюдений, конечно, мало. Из Земли же наблюдать кольцо F современными средствами невозможно - яркость его слишком имела. Остается надеяться, что более тщательное исследование полученных Вояджерами снимков кольца прольет свет на эту проблему. Кольцо D - ближайшее к планете. Видимо, оно простирается к самой облачной пуле Сатурна. Кольцо E - именно внешнее. Очень раз - ряжено, оно в то же время наиболее широкое из всех - около 90 тыс. Км. Величина зоны, что оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов плане - ты. Плотность вещества в кильке E растет в направлении к орбите спутника Сатурна Енцелада. Возможно, Енцелад - источник вещества этого кольца. Части колец Сатурна, вероятно, ледяные, покрытые сверху ине - им. Это было известно еще из наземных наблюдений, и бортовые приборы космических аппаратов лишь подтвердили правильность такого вывода. Размеры частей главных колец оценивались из наземных наблюдений в пределах от сантиметров к метрам естественно, части не могут быть одинаковыми по величине: не исключается также, что в разных кольцах типичный поперечник частей разный. Когда Вояджер- 1 проходил поблизости Сатурна, радиопередатчик космического аппарата последовательно пронизывал не радиолучом волны 3,6 см. Кольцо А, распределение Кассини и кольцо С. Потом радиоизлучение было принято на Земле и поддалось анализу. Удалось выяснить, что части отмеченных зон рассеивают радиоволны преимущественно вперед, хотя и немного по-разному. Благодаря этому оценили средний поперечник частей кольца А в 10 м, распределению Кассіні - в 8 м и кольца Из - в 2 м. Сильное рассеивание вперед, но в этот раз в видимом свете, выявлено у колец F и E. Это означает наличие у них значительного количества мелкой пыли поперечник порошины около десятитысячных частью миллиметра. В кильке В нашли новый структурный элемент - радиальные образования, которые получили названия спиц через внешнее подобие со спицами колеса. Они также состоят из мелкой пыли и расположенные над плоскостью кольца. Не исключено, что спицы содержатся там силами электростатического отталкивания. Интересно отметить: изображения спиц были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в прошлом веке. Но тогда никто не прибавил им значения. Исследуя кольца, Вояджери нашли неожиданным эффект - многочисленные кратковременные всплески радиоизлучения, которое поступает от колец. Это не что другое, как сигналы от электростатических разрядов - своего рода молнии. Источник электризации частей, очевидно, столкновение между ними. Кроме того6 была открыта окутивающая кольца газообразная атмос - фера из нейтрального атомарного водорода. Вояджерами наблюдалась линия Лайсан-альфа 1216 А в ультрафиолетовой части спектра. По ее интенсивности оценили число атомов водорода в кубическом сантиметре атмосферы. Их оказалось приблизительно 600. Нужно сказать, некоторые ученые задолго до запуска к Сатурна космических аппаратов пророчили возможность существования атмосферы у колец Сатурна. Вояджерами была также сделанная попытка вимірити массу колец. Трудности заключались в том, что масса колец по крайней мере в миллион раз меньше массы Сатурна. Из-за этого траектория движения космического аппарата поблизости Сатурна в огромной степени определяется могучим притягиванием самой планеты и только мизерно возмущается слабым притягиванием колец. Тем временем само слабое притягивание и необходимо выявить. Лучше всего для этой цели подходила траектория Піонера- 11. Но анализ измерений траектории аппарата по его радиоизлучению показал, что кольца в пределах точности измерений на движение аппарата не повлияли. Точность же сложила 1,7 х 10 массы Сатурна. Другими словами, масса колец сознательно менее 1,7 миллионных частей массы планеты.

Если к полетам космических аппаратов к Сатурна было известно 10 спутников планеты, то сейчас мы знаем 17 Земля и Вселенная, 1981, N2, с. 40-45-Ред. Новые семь спутников очень малые, но тем не менее некоторые из них влияют на динамику системы Сатурна. Такой, например, маленький спутник, который двигается у внешнего края кольца А; он не дает частям кольца выходить за пределы этого края. Это Атлас. В греческой мифологии многоглазый великан, что стерегет по приказу богини Геры любимую Зевса Іо. В переносом содержании - пристальный страж. Титан является вторым по величине спутником у Солнечной Систе - ме. Его радиус равняется 2575 километров. Его масса складывает 1,346 х 10 грумм 0,022 массы Земли, а средняя плотность 1,881 г/см. Это единственный спутник, который владеет значительной атмосферой, причем его атмосфера плотнее, чем у каждой из планет земной группы, кроме Венеры. Титан подобен Венере еще и тем, что у него имеются глобальная дымка и даже небольшой тепличный подогрев в поверхности. В его атмосфере, вероятно, имеются метановые тучи, но это твердо не установлено. Верхняя атмосфера очень близка к изотермическому состоянию на всем пути от стратосферы к экзосфере, а температура на поверхности с точностью до нескольких градусов одинаковая по всей сфере и равняется 94 К. Радиусы темно-оранжевых или коричневых частей стратосферного аэрозоля в основном не превышают 0,1 мкм, а на больших глубинах могут существовать большие доли. Предусматривается, что аэрозоли являются конечным продуктом фотохимических превращений метана и что они аккумулируются на поверхности или растворяются в жидком или метане етане. Углеводороды, которые наблюдаются, и органические молекулы могут возникать при естественных фотохимических процессах. Странным свойством верхней атмосферы является УФ-емиссии, посвященные к дневной стороне, но слишком яркие, чтобы их могла разбудить солнечная энергия, которая поступает. Водород быстро диссипирует, пополняя тор, который наблюдается, вместе с некоторым количеством азота, который выбивается при диссоциации N2 электронными ударами. На основе расщепления температуры, которая наблюдается, можно построить глобальную систему ветров. Глобальный состав Титана, очевидно, определяется тем набором конденсируемых веществ, которые образовались в плотном газовом диске вокруг прото-Сатурна. Существуют три возможных сценария происхождения : холодная аккреція, горячая аккреция при отсутствии плотной газовой фазы и горячая аккреция в присутствии плотной газовой фазы. Япет. Возможно, что самый таинственный из спутников Сатурна, Япет, является единственным по интервале альбедо его поверхности - от 0,5 типичное значение для ледяных тел до 0,05 в центральных частях его ведущего по поступь обращения полушария. Вояджером - 1 были полученные изображения с максимальным разрешением 50 км/пары линий, которые показывают в основном полушарие обращено к Сатурна, и границю между ведущей темной и известной светлой сторонами. Было зарегистрировано огромное экваториальное темное кольцо діаметром около 300 км с долготой центра около 300. Вояджеровські наблюдения, полученные с наибольшим разрешением, показывают, что светлая сторона и особенно область северного полюса сильно кратеризована: поверхностная плотность складывает 205+16 кратеров D30 км на 10 км. Экстраполяция к диаметрам 10 км приводит к плотности более 2000 кратеров D10 км на 10 км. Такая плотность сравнима из щільностями на других сильно кратеризованних телах, таких, как Меркурий и Каллисто, с плотностью ли кратеров на месячных континентах. Характерной чертой границі между темной и светлой областями на Япете является существование многочисленных кратеров с темным дном на светлом веществе и отсутствие на темном веществе кратеров со светлым или дном кратеров из гало или других белых пятен. Плотность Япета, ровная 1,16+0,09 г/см характерная для ледяных Спутников Сатурна и согласится с моделями, в которых водяной лед есть главной составной. Белл считает, что темное вещество является основным компонентом исходного конденсата, из которого образовался Япет. Рея. Почти двойник Япета по размерам, но без его темного вещес - тва, Рея может являть собой относительно простой прототип ледяного спутника внешних областей Солнечной системы. Диаметр Реи 1530 км, а плотность 1,24+0,05 г/см. Ее геометрическое альбедо равняется 0,6 и оказывается подобным альбедо полюсов и известного полушария Япета.


Похожие статьи: