Сатурн

Просмотров : 3790

Сатурн


Яркие кольца опоясывают экватор Сатурна, делая его самой красивой из планет. Эти характерные кольца можно легко обнаружить в небольшой телескоп. В хороший жестко закрепленный бинокль виден маленький диск планеты, вытянутый благодаря кольцам в эллипс. 
Закрепленный бинокль также поможет увидеть самый большой спутник Сатурна, Титан, который вращается вокруг планеты с периодом 16 суток.
Кольца Сатурна отражают больше света, чем тело планеты само по себе, так что в максимуме блеска Сатурн достигает -0,3m, уступая по яркости только Сириусу и Канопусу. В отсутствие колец Сатурн имел бы не больше 0,7m, что меньше половины его реального блеска. Это покажется немного странным, но время от времени Сатурн действительно можно увидеть без колец. Причина в наклоне оси планеты. Так как Сатурн вращается вокруг Солнца, кольца иногда расположены под углом к нам, тогда как в другие моменты времени они видны точно с ребра. Кольца такие тонкие, что, когда они расположены к нам ребром (это случается приблизительно каждые 15 лет, в следующий раз это произойдет в 2009 и 2025 гг.), их невозможно увидеть даже в самый большой на Земле телескоп. Поэтому блеск Сатурна зависит не только от его расстояния от Земли, но и от положения его колец.
Сатурн вращается вокруг Солнца с периодом 291/2 лет на среднем расстоянии 1430 миллионов км, то есть в 9,5 раза дальше, чем Земля. При таком медленном движении Сатурн возвращается в противостояние на две недели позже каждый год. На с. 356-365 показаны положения Сатурна на пятилетний период.
Во многих отношениях Сатурн — младший брат Юпитера. Его экваториальный диаметр равен 120 500 км, второй по размеру после Юпитера; его период вращения составляет 101/4 часов, что делает его вторым по скорости после Юпитера; и подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Хотя кое в чем это все-таки уникальная планета: ее средняя плотность меньше, чем плотность воды.
Это связано с тем, что планета более чем в три раза меньше Юпитера по массе, и таким образом сила ее тяготения меньше; следовательно, ее центральные области не сжаты так плотно. Вероятно, в центре находится каменное ядро, но области, окружающие ядро, где водород сжат в жидкометаллическую форму, простираются только до половины радиуса планеты, по сравнению с тремя четвертями радиуса у Юпитера. Этого недостаточно, чтобы компенсировать низкую плотность внешних слоев Сатурна, так что суммарная плотность составляет всего лишь 70% от плотности воды. Низкая плотность Сатурна обнаруживается даже по его очертаниям, он более сплющен, чем Юпитер. Полярный диаметр Сатурна равен 109 000 км, что на 10% меньше, чем экваториальный диаметр; для Юпитера это отличие составляет 6%.
В телескоп Сатурн кажется не содержащим характерных деталей диском бледного коричневато-желтого цвета, темнее к полюсам и с несколькими пылевыми горизонтальными полосами. При наблюдениях за Сатурном обычно используют ряд заранее приготовленных чистых эскизов и подбирают правильный наклон колец. Так же как для Юпитера, быстро делается набросок основных особенностей, а затем на них наносятся более подробные детали до того, как они исчезнут из поля зрения. Наблюдатели могут оценить интенсивность различных особенностей; в Европе по шкале от 1 (самая яркая часть колец) до 10 (черное небо), тогда как в Штатах расчет идет с другого конца, от 0 (черное небо) до 8 (самая яркая часть колец). Так же как в случае Юпитера, можно составить расписания того, когда отметины на облаках пересекают центральный меридиан.
С помощью небольшого телескопа можно довольно хорошо разглядеть планету. Но из-за того, что там нет закрученных разноцветных штормовых облаков, которые делают таким интересным Юпитер при разглядывании в небольшой телескоп, и нет аналога Большому Красному Пятну, для серьезного изучения Сатурна необходим телескоп диаметром 200 мм. Тем не менее каждые 30 лет или около того в северном полушарии Сатурна появляется большое белое пятно, это происходит, когда северный полюс планеты максимально наклоняется в направлении Солнца. Белые пятна — это, очевидно, штормовые облака, вызванные солнечным теплом. Такой выброс случился в 1990 г. и продолжался несколько месяцев, причем пятна меньших размеров появлялись на протяжении следующих нескольких лет.
Белые пятна довольно обособлены, но это не говорит о том, что Сатурн испытывает недостаток атмосферной активности; это происходит из-за того, что облачные узоры обычно скрыты высотной дымкой. Камеры на борту аппаратов «Вояджер-1 и 2», которые достигли Сатурна в 1980 и 1981 гг., записали низко-контрастные облачные вихри, аналогичные юпитерианским. Метеорология этих планет скорее всего похожа ввиду того, что обе они имеют внутренние источники тепла. Подобно Юпитеру, Сатурн излучает в два раза больше тепла, чем получает от Солнца, это наследство, сохранившееся со времен его рождения. Тем не менее, поскольку Сатурн дальше от Солнца, его облака приблизительно на 30 °С холоднее, чем на Юпитере, и образуются ниже в атмосфере. Слежение за системой облаков показало, что на Сатурне дуют ветра со скоростью до 1800 км в час, т. е. в три раза быстрее, чем на Юпитере.
  Неизбежно внимание космических зондов фокусировалось на знаменитых кольцах. Если смотреть с Земли, кольца выглядят подобно сплошному диску, окружающему планету, но этот вид обманчив. Голландец Христиан Гюйгенс в 1655 г. был первым, кто понял, что кольца не являются твердыми, а состоят из роя крошечных частиц, вращающихся вокруг Сатурна. Центральная часть колец, называемая кольцом В, самая широкая и самая яркая. Она отделена от внешнего более слабого кольца А разрывом 5000 км шириной, называемым щелью Кассини и видимым в 75-мм телескоп. Ближе к планете внутри кольца В находится самое слабое кольцо из всех, прозрачное кольцо С, также известное как креповое кольцо. В кольце А можно увидеть узкий разрыв, названный щелью Энке, хотя наблюдатели, использующие большие телескопы, при хороших погодных условиях сообщали о видимой ряби внутри колец, признак того, что плотность вещества колец изменяется от места к месту.
Но даже самые лучшие телескопы не могли подготовить астрономов к тому изумительному богатству деталей, которое открыли космические зонды. При близком внимательном осмотре камерами «Вояджеров» кольца распались на тысячи узких колечек и щелей, похожих на дорожки грампластинки. Некоторые колечки не были идельно круглыми, а имели эллиптическую форму. Даже щель Кассини оказалась не пустой, а содержащей нитевидные колечки. Новое внешнее кольцо, названное кольцом F, оказалось состоящим из сплетенных нитей, подобно веревке.
Кольца Сатурна исключительно тонкие по сравнению с их 270 000-км диаметром. Наблюдения «Вояджера» показали, что кольца не более 100 м толщиной. При таком же отношении толщины к диаметру грампластинка была бы диаметром 5 км. Частицы, составляющие кольца, имеют широкий диапазон размеров, от пылинок до глыб размером с дом или больше. Они состоят главным образом из замерзшей воды, возможно, смешанной с пылью, подобно небрежно слепленным снежкам. Кольца Сатурна могли возникнуть несколькими путями. Во-первых, из материала, которому неодолимая сила гравитации Сатурна помешала сформироваться в спутник. С другой стороны, они могли остаться от старого спутника, который подошел слишком близко к планете и разрушился, или от спутника, который был разрушен ударом кометы. Фактически кольца могут пополняться время от времени ледяным материалом от падающих комет. В некоторых местах кольца покрывает тонкодисперсная пыль, вероятно, поддерживаемая электромагнитными силами в магнитосфере Сатурна и создающая более темные детали, называемые спицами. Особенности, похожие на спицы, были обнаружены наземными наблюдателями, но понадобились изображения «Вояджера», чтобы подтвердить их реальное существование.
«Вояджеры» открыли несколько новых спутников Сатурна, слишком маленьких, чтобы их можно было увидеть с Земли, доведя полное число известных спутников этой планеты до 18, плюс еще несколько объектов, только заподозренных в качестве таковых. Один из крошечных спутников Сатурна, Пан, фактически вращается в щели Энке в кольце А. Другой, Атлас, патрулирует внешний край кольца А. Две луны, Прометей и Пандора, вращаются по обе стороны кольца F, присматривая за его частицами.
Немного дальше от Сатурна, вдоль одной орбиты движутся Янус и Эпиме- тей, сначала смутившие астрономов, которые впервые увидели их с Земли в 1966 г. Общие орбиты — обычное дело для семьи Сатурна. Тефия, спутник, видимый с Земли, имеет двух маленьких сестер, Телесто и Калипсо, которые движутся по той же траектории. Видимая с Земли Диона делит свою орбиту с крошечной Еленой, другим открытием «Вояджера».
Гравитационное влияние некоторых из этих спутников помогает поддерживать щели в кольцах Сатурна. Например, гравитационное притяжение Ми- маса оттаскивает частицы от щели Кассини. Сам Мимас, подобно большинству спутников Сатурна, грязный снежный ком из замерзшего льда и камня. Он щеголяет замечательным кратером 135 км шириной, это больше, чем диаметр Коперника на Луне, и третья часть его собственного 390-км диаметра. Удар, который стал причиной этой гротескной детали, названной Гершель, должен был почти разрушить Мимас.
Япет, один из самых удаленных спутников Сатурна, второй с конца, еще одно странное тело: одна сторона в пять раз темнее другой. Этот пестрый эффект, вероятно, вызван пылью, выброшенной наиболее удаленным спутником Сатурна, Фебой, которая является самой темной из сатурианских лун. Темная пыль с Фебы, падавшая по направлению к Сатурну, была захвачена Япетом и покрыла его переднюю сторону, тогда как яркий лед на его противоположной стороне остался обнаженным.
Самый большой спутник Сатурна, Титан, 5150 км в диаметре, вполне заслуживает того, чтобы считаться полноценной планетой. Больше Меркурия (но немного меньше главного спутника Юпитера Ганимеда), это единственный спутник, обладающий плотной атмосферой — фактически атмосферное давление на поверхности Титана на 50% больше давления на уровне моря на Земле. Атмосфера Титана на 90% состоит из азота, оставшаяся часть в основном приходится на метан. Облака оранжевого смога в верхних слоях атмосферы скрывают поверхность от надоедливых глаз космических зондов. Несмотря на плотную атмосферу, температура поверхности Титана очень низкая, около -180 °С. Возможно, дожди из жидкого метана льются там из рыжеватых небес, заполняя метановые моря на поверхности Титана.
В 2004 г. космическая аппарат «Кассини» должен будет выйти на орбиту вокруг Титана; от него отделится маленький зонд «Гюйгенс», чтобы совершить посадку на поверхность этого спутника.


Теги: Сатурн, солнечная система

Комментариев: 0 | Категория: Солнечная система
Вернуться
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Форма входа

Реклама

Популярные статьи

Наша планета Земля

Полезные статьи

Календарь

«    Июнь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930