Реферат: Сатурн

По-моему, это пришельцы из Космоса, с планеты Сатурн. Вот и крест у них на хвосте...

Юрий Коваль

"Самая лёгкая лодка в мире"

Сатурн виден на небе в виде светила второй звёздной величины (хорошо различимая, но не особенно привлекающая внимание "звёздочка"). Сатурн отстоит от Солнца на 9,54 а.е. От Солнца до него в среднем - 1 426 980 000 км.

Год на Сатурне длится 29,46 земного года (примерно 30 земных лет).

Скорость движения вокруг Солнца - 9,64 км/с. В три с лишним раза медленней Земли.

Орбита Сатурна почти круговая (эксцентриситет - 0,056).

Угол наклона орбиты почти сходен с земным (отличие на 2,5 градуса).

Масса Сатурна - 95,1 земной массы. Это вторая по массе планета Солнечной системы.

Диаметр Сатурна на экваторе - 9,4 земного. По диаметру и объёму он очень близок к Юпитеру. Планета сильно сплюснута, и для неё указывают два диаметра: экваториальный - 120 536 км, полярный - 108 728 км (недавние уточнённые данные). Сплюснутость Сатурна тоже видна в мощный телескоп на глаз. Объём Сатурна в 734 раза больше земного.

Сатурн тоже во много раз уступает Земле по плотности. Это наименее плотная планета. Средняя плотность - 0,69 г/см3 (земная - 5,5). Если Юпитер лишь чуть-чуть плотнее воды, то Сатурн даже уступает воде! Причины этого - изначальный элементный состав (преобладают лёгкие водород и гелий).

Сила тяжести на периферии Сатурна (в верхней части облачного слоя) составляет всего 0,925 земной, хотя планета в 95 раз массивнее Земли! Это происходит из-за удалённости облачного слоя от центра этой рыхлой планеты. Мы бы в этих облаках в гравитационном смысле ощущали бы себя, как дома.

Сатурн, как и другие планеты-гиганты, быстро вращается вокруг своей оси и делает оборот за 10 часов 14 минут, хотя по объёму грандиозен, как и Юпитер. Отсюда следует большая линейная скорость периферийных частей планеты на экваторе, чем объясняется сильная сплюснутость у полюсов.

Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики больше, чем у Земли - на 26,7 градусов (у Земли - 23,5). Поэтому на Сатурне есть смена времён года, но её проявления специфичны.

Освещённость Солнцем - 1/90 земной.

В атмосфере Сатурна есть метан и аммиак.

Температура на верхушках облаков составляет на Сатурне минус 180 градусов Цельсия (новые уточнённые данные). О температуре твёрдой поверхности говорить не имеет смысла, так как Сатурн - огромный газовый шар с небольшим твёрдым ядром.

Сатурн полосат, но в меньшей степени, чем Юпитер. В экваториальном направлении чередуются полосы различно окрашенных облаков. Экваториальные образования делают поворот вокруг планеты за более короткий срок, чем удалённые от экватора (вращение как у жидкого тела - экватор быстрее), то есть существуют зональные течения атмосферы с различной скоростью. Зоны видны как полосы. На Сатурне тоже довольно бурная погода.

В середине XX века были известны 9 спутников Сатурна, в 1967 г. - 10, в 1989 г. - 17, в 2000 г. - 22, что является рекордом для планет [Новые спутники Сатурна, 2001].

Уникальная особенность Сатурна - очень яркие экваториальные кольца: внешнее; отделённое от него щелью яркое среднее; полупрозрачное внутреннее. Они не соприкасаются с планетой, что доказано ещё Гюйгенсом. Кольца состоят из мелких обломков (камней, пыли). Так как ось вращения планеты наклонена, а год длится почти 30 земных лет, каждые 15 лет кольца Сатурна поворачиваются к нам ребром и как бы исчезают. Отсюда делались выводы, что ширина колец не более 10 - 15 км. Они оказались во много раз тоньше (см. ниже).

Новые сведения

В 1980 - 1981 годах Сатурн изучался американскими станциями "Вояджер-1" и "Вояджер-2" [Купер, Хенбест, 1998]. В 1997 г. запущен международный зонд "Кассини-Гюйгенс", который должен достичь Сатурна в 2004 г. [Подготовка к изучению Титана, 1996 и др.].

На Сатурне имеются пятна, но они несколько иные, чем Красное пятно на Юпитере. Раз в 30 земных лет (раз в год Сатурна) с опозданием на 15 лет всплывает сгусток тёплых газов. Он охлаждается в верхних частях облачного слоя, и свежие кристаллы аммиака образуют белое пятно. Второе аналогичное пятно в последние годы заслонено кольцами, но должно существовать ["Веснушки" на Сатурне, 1994]. Пятна Сатурна - результат смены времён года, чего в принципе не может быть на Юпитере, так как его ось почти не наклонена.

Есть на Сатурне и пятно, аналогичное Большому Красному пятну Юпитера, но сравнительно маленькое - это пятно Анне (открыто Анне Бункер по данным "Вояджера").

Вдоль экватора проходит атмосферное течение шириной в десятки тысяч километров и скоростью до 500 м/с. Скорость ураганных ветров на Сатурне достигает 1800 км/час [Вселенная, 1999 и др.].

У Сатурна сравнительно слабое магнитное поле, а сам он обладает крайне низкой плотностью. Отсюда сделаны выводы, что твёрдое каменистое ядро Сатурна, достаточно велико (диаметром около 30 000 км), но не сильно сжато (меньше сила притяжения). Из-за этого водородные слои отодвинуты от центра, и слой металлического водорода не велик. Далее имеется широкий слой жидкого водорода и атмосфера, состоящая преимущественно из водорода.

В атмосфере Сатурна в январе 1998 г. открыты полярные сияния [Полярные сияния в атмосфере планет, 1999]. Состав облаков, а также вообще строение и состав атмосферы почти такие же, как на Юпитере, но водорода чуть больше (около 94%), а гелия меньше (около 6%) [Вселенная, 1999]. Это не противоречит меньшей плотности планеты в целом.

Кольца Сатурна

Изучались "Пионером-11" (1979) и "Вояджерами" (1980 - 1981). Толщина колец, как выяснилось, не 1 км, а 50 м (кольцо А) и 10 м (кольцо С). Преобладает диаметр частиц в несколько миллиметров.

Различаются следующие части колец (от наружных к внутренним):

кольцо Е, крайне неяркое и самое внешнее кольцо, внутри которого находятся орбиты спутников от Мимаса до Дионы; по одной из гипотез это кольцо - вулканический выброс Энцелада;

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--