Pasakojime apie Saturną vaikams pateikiama informacija apie Saturno temperatūrą, apie jo palydovus ir ypatybes. Savo žinią apie Saturną galite papildyti įdomiais faktais.

Trumpas pranešimas apie Saturną

Saturnas yra šeštoji Saulės sistemos planeta, kuri taip pat vadinama „žiedų valdovu“.

Planeta gavo savo pavadinimą iš senovės romėnų vaisingumo dievo. Planeta žinoma nuo seniausių laikų, nes Saturnas yra vienas ryškiausių objektų mūsų žvaigždėtame danguje. Tai antra pagal dydį milžiniška planeta. Saturno žiedai, sudaryti iš tūkstančių kietų uolienų ir ledo gabalėlių, skrieja aplink planetą 10 km/s greičiu. Saturno žiedai yra labai ploni. Jų skersmuo apie 250 000 km, jų storis nesiekia nė kilometro.

Šiuo metu aplink planetą skrieja 62 palydovai. Titanas yra didžiausias iš jų, taip pat antras pagal dydį palydovas Saulės sistemoje (po Jupiterio palydovo Ganimedas), kuris yra didesnis už Merkurijų ir turi vienintelę tankią atmosferą tarp Saulės sistemos palydovų.

Žinutė apie Saturną vaikams

Šeštoji planeta Saturnas buvo pavadintas romėnų žemdirbystės dievo vardu. Jo matmenys tik šiek tiek prastesni už Jupiterį.

Vidutinis Saturno skersmuo yra 58 000 km. Nepaisant didelio dydžio, Diena Saturne trunka tik 10 valandų ir 14 minučių.. Vienas apsisukimas aplink Saulę trunka beveik 30 Žemės metų.

Planetoje aptikti 62 palydovai. Tarp jų žinomiausi yra Atlasas, Prometėjas, Pandora, Epimetėjas, Janusas, Mimas, Enceladas, Tetis, Telesto, Kalipsas, Dionas, Helena, Rėja, Titanas, Hiperonas, Japetas, Febė. Febuso palydovas, skirtingai nei visi kiti, pasisuka priešinga kryptimi. Be to, manoma, kad egzistuoja dar 3 palydovai.

Pagal masę Saturnas yra daugiau nei tris kartus mažesnis už Jupiterį. Planetą sudaro dujos, 94% jų sudaro vandenilis, o likusi dalis yra daugiausia helis.

Dėl šios priežasties vėjo greitis Saturne yra didesnis nei Jupiteryje – 1700 km/val. Be to, vėjo srautai pietiniame ir šiauriniame planetos pusrutuliuose yra simetriški pusiaujo atžvilgiu.

Saturno paviršiaus temperatūra-188 laipsnių Celsijaus: Tai yra saulės aktyvumo ir savo šilumos šaltinio rezultatas. Planetos centre yra geležies-silicio šerdis, kurioje yra metano, amoniako ir vandens ledų priemaiša, o cheminė ledo gardelė Saturno viduje gerokai skiriasi nuo įprastos.

Saturnas unikalus ir tuo, kad jo tankis mažesnis už žemiškojo vandens tankį. Ši planeta nuolat patiria milžiniškas audras, matomas net iš Žemės, lydimas žaibo!

Įspūdingiausiu kosminio laiko dievo reiškiniu laikomi planetą juosiantys žiedai. Juos 1610 m. atrado Galilėjus. Jie skrieja aplink Saturną skirtingu greičiu ir yra sudaryti iš tūkstančių kietų uolienų ir ledo gabalų.

Saturno žiedai yra labai ploni. Jų skersmuo yra apie 250 000 km, o jų storis šiandien nesiekia net kilometro Yra žinoma, kad yra 7 pagrindiniai žiedai.

Planetos ypatybės:

• Atstumas nuo saulės: 1,427 mln. km
• Planetos skersmuo: ~120 000 km*
• Diena planetoje: 10h 13m 23s**
• Metai planetoje: 29,46 metų***
• t° ant paviršiaus: -180°C
• Atmosfera: 96% vandenilio; 3% helio; 0,4% metano ir kitų elementų pėdsakų
• Palydovai: 18

* skersmuo išilgai planetos pusiaujo
**sukimosi aplink savo ašį laikotarpis (Žemės dienomis)
*** orbitos aplink Saulę laikotarpis (Žemės dienomis)

Saturnas yra šeštoji planeta nuo Saulės – vidutinis atstumas iki žvaigždės yra beveik 9,6 AU. e. (≈780 mln. km).

Pristatymas: Saturno planeta

Planetos orbitos periodas yra 29,46 metų, o sukimosi aplink savo ašį laikas – beveik 10 valandų 40 minučių. Saturno pusiaujo spindulys yra 60 268 km, o jo masė yra daugiau nei 568 tūkstančiai milijardų megatonų (vidutinis planetinės medžiagos tankis ≈0,69 g/cc). Taigi, Saturnas yra antra pagal dydį ir masyviausia planeta Saulės sistemoje po Jupiterio. Kai atmosferos slėgio lygis yra 1 baras, atmosferos temperatūra yra 134 K.

Vidinė struktūra

Pagrindiniai cheminiai elementai, sudarantys Saturną, yra vandenilis ir helis. Šios dujos esant dideliam slėgiui planetos viduje virsta iš pradžių į skystą būseną, o po to (30 tūkst. km gylyje) į kietą būseną, nes ten esančiomis fizinėmis sąlygomis (slėgis ≈3 mln. atm.) vandenilis įgauna metalinė konstrukcija. Šioje metalinėje konstrukcijoje sukuriamas stiprus magnetinis laukas, kurio intensyvumas debesų viršuje prie pusiaujo yra 0,2 G. Po metalinio vandenilio sluoksniu yra kieta sunkesnių elementų, tokių kaip geležis, šerdis.

Atmosfera ir paviršius

Be vandenilio ir helio, planetos atmosferoje yra nedideli kiekiai metano, etano, acetileno, amoniako, fosfino, arsino, germano ir kitų medžiagų. Vidutinė molekulinė masė yra 2,135 g/mol. Pagrindinė atmosferos savybė – vienalytiškumas, neleidžiantis išskirti smulkių detalių paviršiuje. Vėjo greitis Saturne didelis – ties pusiauju jis siekia 480 m/s. Viršutinės atmosferos ribos temperatūra yra 85 K (-188°C). Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra daug metano debesų – kelios dešimtys juostų ir nemažai atskirų sūkurių. Be to, čia gana dažnai stebimos galingos perkūnijos ir pašvaistės.

Saturno planetos palydovai

Saturnas yra unikali planeta, turinti žiedų sistemą su milijardais mažų objektų, ledo, geležies ir uolienų dalelių, taip pat daug mėnulių – visa tai sukasi aplink planetą. Kai kurie palydovai yra dideli. Pavyzdžiui, Titanas, vienas didžiausių Saulės sistemos planetų palydovų, savo dydžiu nusileidžia tik Jupiterio palydovui Ganimedas. Titanas yra vienintelis palydovas visoje Saulės sistemoje, kurio atmosfera panaši į Žemės, kur slėgis tik pusantro karto didesnis nei Žemės planetos paviršiaus. Iš viso Saturnas turi 62 palydovus iš jau atrastų, jie turi savo orbitas aplink planetą, likusios dalelės ir maži asteroidai yra vadinamosios žiedinės sistemos dalis. Tyrėjai pradeda aptikti vis daugiau naujų palydovų, todėl 2013 metais paskutiniai patvirtinti palydovai buvo Egeon ir S/2009 S 1.

Pagrindinis Saturno bruožas, išskiriantis jį iš kitų planetų, yra didžiulė žiedų sistema - jo plotis yra beveik 115 tūkstančių km, o storis - apie 5 km. Šių darinių sudedamosios dalys yra dalelės (jų dydis siekia keliasdešimt metrų), susidedančios iš ledo, geležies oksido ir uolienų. Be žiedų sistemos, ši planeta turi labai daug natūralių palydovų – apie 60. Didžiausias yra Titanas (šis palydovas yra antras pagal dydį Saulės sistemoje), kurio spindulys viršija 2,5 tūkst.

Cassini tarpplanetinio zondo pagalba buvo užfiksuotas unikalus planetos reiškinys – perkūnija. Pasirodo, Saturne, kaip ir mūsų planetoje Žemėje, perkūnija pasitaiko, tik jos pasitaiko daug kartų rečiau, tačiau perkūnijos trukmė trunka kelis mėnesius. Ši vaizdo įraše pateikta perkūnija Saturne tęsėsi nuo 2009 m. sausio iki spalio mėnesio ir buvo tikra audra planetoje. Vaizdo įraše taip pat girdimi radijo dažnio traškėjimai (būdingi žaibo blyksniai), kaip apie šį neįprastą reiškinį sakė Georgas Fischeris (Austrijos Kosmoso tyrimų instituto mokslininkas) „Pirmą kartą vienu metu stebime žaibą ir girdime radijo duomenis.

Planetos tyrinėjimas

Galilėjus pirmasis stebėjo Saturną 1610 m. per savo teleskopą su 20 kartų padidinimu. Žiedą Huygensas atrado 1658 m. Didžiausią indėlį į šios planetos tyrimus įnešė Cassini, atradęs kelis palydovus ir žiedo struktūros lūžius, kurių plačiausias pavadintas jo vardu. Tobulėjant astronautikai, Saturno tyrimai buvo tęsiami naudojant automatinius erdvėlaivius, iš kurių pirmasis buvo Pioneer-11 (ekspedicija įvyko 1979 m.). Kosmoso tyrimai buvo tęsiami su Voyager ir Cassini-Huygens serijomis.

Nuo seniausių laikų žinomas Saturnas yra šeštoji mūsų Saulės sistemos planeta, garsėjanti žiedais. Tai yra keturių dujų milžiniškų planetų, tokių kaip Jupiteris, Uranas ir Neptūnas, dalis. Savo dydžiu (skersmuo = 120 536 km) jis nusileidžia tik Jupiteriui ir yra antras pagal dydį visoje Saulės sistemoje. Ji buvo pavadinta senovės romėnų dievo Saturno, kuris tarp graikų buvo vadinamas Kronos (titanas ir paties Dzeuso tėvas), garbei.

Pati planeta kartu su jos žiedais gali būti matoma iš Žemės, net ir paprastu nedideliu teleskopu. Diena Saturne yra 10 valandų 15 minučių, o sukimosi aplink Saulę laikotarpis yra beveik 30 metų!
Saturnas yra unikali planeta, nes... jo tankis yra 0,69 g/cm³, tai yra mažesnis nei vandens tankis 0,99 g/cm³. Iš to seka įdomus modelis: jei būtų įmanoma panardinti planetą į didžiulį vandenyną ar baseiną, tai Saturnas galėtų likti ant vandens ir plūduriuoti jame.

Saturno struktūra

Saturno ir Jupiterio struktūra turi daug panašumų tiek sudėtimi, tiek pagrindinėmis savybėmis, tačiau jų išvaizda gana pastebimai skiriasi. Jupiteris turi ryškius tonus, o Saturnas – pastebimai prislopintus. Dėl mažesnio į debesis panašių darinių skaičiaus apatiniuose sluoksniuose juostos ant Saturno yra mažiau pastebimos. Kitas panašumas su penktąja planeta: Saturnas skleidžia daugiau šilumos nei gauna iš Saulės.
Saturno atmosfera beveik visiškai susideda iš vandenilio (96% (H2), 3% helio (He). Mažiau nei 1 % sudaro metanas, amoniakas, etanas ir kiti elementai. Nors metano procentas Saturno atmosferoje yra nereikšmingas, tai netrukdo jam aktyviai dalyvauti sugeriant saulės spinduliuotę.
Viršutiniuose sluoksniuose fiksuojama minimali –189 °C temperatūra, tačiau panardinus į atmosferą ji gerokai pakyla. Maždaug 30 tūkstančių km gylyje vandenilis pasikeičia ir tampa metaliniu. Tai skystas metalinis vandenilis, sukuriantis milžiniškos galios magnetinį lauką. Pasirodo, planetos centre esanti šerdis yra geležies.
Tyrinėdami dujines planetas, mokslininkai susidūrė su problema. Juk nėra aiškios ribos tarp atmosferos ir paviršiaus. Problema buvo išspręsta taip: jie laiko tam tikrą nulinį aukštį "nulis" tašką, kuriame temperatūra pradeda skaičiuoti priešinga kryptimi. Tiesą sakant, tai vyksta Žemėje.

Įsivaizduodamas Saturną, bet kuris žmogus iš karto užburia jo unikalius ir nuostabius žiedus. Tyrimai, atlikti naudojant AMS (automatines tarpplanetines stotis), parodė, kad 4 dujinės milžiniškos planetos turi savo žiedus, tačiau tokį gerą matomumą ir efektyvumą turi tik Saturnas. Yra trys pagrindiniai Saturno žiedai, pavadinti gana paprastai: A, B, C. Ketvirtasis žiedas yra daug plonesnis ir mažiau pastebimas. Kaip paaiškėjo, Saturno žiedai yra ne vienas vientisas kūnas, o milijardai mažų dangaus kūnų (ledo gabalėlių), kurių dydis svyruoja nuo dulkių dėmės iki kelių metrų. Jie maždaug vienodu greičiu (apie 10 km/s) juda aplink pusiaujo planetos dalį, kartais susidurdami vienas su kitu.

AMS nuotraukos parodė, kad visi matomi žiedai susideda iš tūkstančių mažų žiedų, besikeičiančių su tuščia, neužpildyta erdve. Aiškumo dėlei galite įsivaizduoti įprastą įrašą iš sovietinių laikų.
Unikali žiedų forma visada persekiojo ir mokslininkus, ir paprastus stebėtojus. Visi jie bandė išsiaiškinti jų struktūrą ir suprasti, kaip ir kodėl jie susiformavo. Skirtingais laikais buvo keliamos skirtingos hipotezės ir prielaidos, pavyzdžiui, kad jos susiformavo kartu su planeta. Šiuo metu mokslininkai linkę manyti, kad žiedai yra meteoritinės kilmės. Ši teorija taip pat sulaukė stebėjimo patvirtinimo, nes Saturno žiedai periodiškai atnaujinami ir nėra stabilūs.

Saturno palydovai

Saturnas dabar turi apie 63 atrastus palydovus. Didžioji dauguma palydovų yra pasukti į planetą ta pačia puse ir sukasi sinchroniškai.

Christiaan Huygens turėjo garbės atrasti antrą pagal dydį palydovą po Ganimerio visoje Saulės sistemoje. Jis yra didesnis nei Merkurijus, o jo skersmuo yra 5155 km. Titano atmosfera yra raudonai oranžinė: 87% yra azotas, 11% - argonas, 2% - metanas. Natūralu, kad ten būna metano lietaus, o paviršiuje turėtų būti jūros, kuriose yra metano. Tačiau „Voyager 1“ aparatas, ištyręs Titaną, negalėjo įžvelgti jo paviršiaus per tokią tankią atmosferą.
Mėnulis Enceladas yra ryškiausias saulės kūnas visoje Saulės sistemoje. Jis atspindi daugiau nei 99% saulės šviesos dėl savo beveik balto paviršiaus, sudaryto iš vandens ledo. Jo albedas (būdingas atspindinčiam paviršiui) yra didesnis nei 1.
Taip pat tarp garsesnių ir labiausiai tyrinėtų palydovų verta paminėti „Mimas“, „Tethea“ ir „Dionė“.

Saturno charakteristikos

Masė: 5,69 * 1026 kg (95 kartus daugiau nei Žemėje)
Skersmuo ties pusiauju: 120 536 km (9,5 karto didesnis už Žemę)
Skersmuo ties stulpu: 108728 km
Ašies pasvirimas: 26,7°
Tankis: 0,69 g/cm³
Viršutinio sluoksnio temperatūra: apie –189 °C
Apsisukimo aplink savo ašį laikotarpis (paros trukmė): 10 valandų 15 minučių
Atstumas nuo Saulės (vidutinis): 9,5 a. e arba 1430 mln
Orbitos laikotarpis aplink Saulę (metai): 29,5 metų
Orbitos greitis: 9,7 km/s
Orbitos ekscentriškumas: e = 0,055
Orbitos polinkis į ekliptiką: i = 2,5°
Gravitacijos pagreitis: 10,5 m/s²
Palydovai: yra 63 vienetai.

Nuotrauka daryta iš erdvėlaivio Cassini

Saturno planeta yra šeštoji planeta nuo Saulės. Visi žino apie šią planetą. Beveik kiekvienas gali lengvai ją atpažinti, nes jos žiedai yra jos vizitinė kortelė.

Bendra informacija apie Saturno planetą

Ar žinote, iš ko pagaminti jos garsieji žiedai? Žiedai susideda iš ledo akmenų, kurių dydis svyruoja nuo mikronų iki kelių metrų. Saturnas, kaip ir visos milžiniškos planetos, daugiausia susideda iš dujų. Jo sukimasis svyruoja nuo 10 valandų ir 39 minučių iki 10 valandų ir 46 minučių. Šie matavimai pagrįsti planetos radijo stebėjimais.

Saturno planetos vaizdas

Naudojant naujausias varomąsias sistemas ir nešančias raketas, erdvėlaiviui pasiekti planetą prireiks mažiausiai 6 metų ir 9 mėnesių.

Šiuo metu vienintelis „Cassini“ erdvėlaivis skrieja orbitoje nuo 2004 m. ir daugelį metų yra pagrindinis mokslinių duomenų ir atradimų tiekėjas. Vaikams Saturno planeta, kaip ir iš principo suaugusiems, yra pati gražiausia iš planetų.

Bendrosios charakteristikos

Didžiausia Saulės sistemos planeta yra Jupiteris. Tačiau antros pagal dydį planetos titulas priklauso Saturnui.

Palyginimui, Jupiterio skersmuo siekia apie 143 tūkstančius kilometrų, o Saturno – tik 120 tūkstančių kilometrų. Jupiterio dydis yra 1,18 karto didesnis nei Saturno, o jo masė yra 3,34 karto masyvesnė.

Tiesą sakant, Saturnas yra labai didelis, bet lengvas. O jei Saturno planeta bus panardinta į vandenį, ji plūduriuos paviršiuje. Planetos gravitacija sudaro tik 91% Žemės gravitacijos.

Saturno ir Žemės dydis skiriasi 9,4 karto, o masė - 95 kartus. Dujų milžino tūris galėtų tilpti 763 planetoms, tokioms kaip mūsų.

Orbita

Visiškas planetos apsisukimas aplink Saulę trunka 29,7 metų. Kaip ir visos Saulės sistemos planetos, jos orbita nėra tobulas apskritimas, o turi elipsinę trajektoriją. Vidutinis atstumas iki Saulės yra 1,43 milijardo km arba 9,58 AU.

Artimiausias Saturno orbitos taškas vadinamas periheliu ir yra 9 astronominiais vienetais nuo Saulės (1 AU – vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės).

Tolimiausias orbitos taškas vadinamas afeliu ir yra 10,1 astronominio vieneto atstumu nuo Saulės.

Cassini kerta Saturno žiedų plokštumą.

Viena iš įdomių Saturno orbitos ypatybių yra tokia. Kaip ir Žemės, Saturno sukimosi ašis yra pakreipta Saulės plokštumos atžvilgiu. Įpusėjus orbitai, Saturno pietinis ašigalis yra atsuktas į Saulę, o po jo – į šiaurės ašigalį. Saturno metais (beveik 30 Žemės metų) yra laikotarpių, kai planeta matoma iš Žemės krašto, o milžino žiedų plokštuma sutampa su mūsų matymo kampu, ir jie išnyksta. Reikalas tas, kad žiedai itin ploni, todėl iš didelio atstumo jų beveik neįmanoma pamatyti nuo krašto. Kitą kartą žiedai Žemės stebėtojui išnyks 2024-2025 metais. Kadangi Saturno metai trunka beveik 30 metų, nuo tada, kai Galilėjus pirmą kartą jį pastebėjo per teleskopą 1610 m., jis apskriejo Saulę maždaug 13 kartų.

Klimato ypatumai

Vienas iš įdomių faktų yra tai, kad planetos ašis yra pasvirusi į ekliptikos plokštumą (kaip ir Žemės). Kaip ir mes, Saturne yra sezonai. Įpusėjus orbitai šiaurinis pusrutulis gauna daugiau saulės spinduliuotės, tada viskas pasikeičia ir pietinis pusrutulis maudosi saulės šviesoje. Taip sukuriamos didžiulės audrų sistemos, kurios labai skiriasi priklausomai nuo planetos padėties orbitoje.

Audra Saturno atmosferoje. Naudotas sudėtinis vaizdas, dirbtinės spalvos, MT3, MT2, CB2 filtrai ir infraraudonųjų spindulių duomenys

Metų laikai daro įtaką planetos orui. Per pastaruosius 30 metų mokslininkai nustatė, kad vėjo greitis aplink planetos pusiaujo regionus sumažėjo maždaug 40%. NASA zondai „Voyager“ 1980–1981 metais nustatė iki 1700 km/h vėjo greitį, tačiau šiuo metu tik apie 1000 km/h (2003 m. matavimai).

Laikas, per kurį Saturnas apsisuka aplink savo ašį, yra 10,656 valandos. Mokslininkams prireikė daug laiko ir tyrimų, kad surastų tokį tikslų skaičių. Kadangi planeta neturi paviršiaus, nėra galimybės stebėti tų pačių planetos sričių perėjimų, taip įvertinant jos sukimosi greitį. Mokslininkai naudojo planetos radijo spinduliuotę, kad įvertintų jos sukimosi greitį ir nustatytų tikslią dienos trukmę.

Vaizdų galerija

Hablo teleskopu ir Cassini erdvėlaiviu užfiksuoti planetos vaizdai.

Fizinės savybės

Hablo teleskopo vaizdas

Pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, 9,44 karto didesnis nei Žemės;

Poliarinis skersmuo yra 108 728 km, 8,55 karto didesnis nei Žemės;

Planetos plotas yra 4,27 x 10*10 km2, tai yra 83,7 karto didesnis nei Žemės;

Tūris – 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 karto didesnis nei Žemės;

Masė - 5,6846 x 10 * 26 kg, 95,2 karto daugiau nei Žemės;

Tankis – 0,687 g/cm3, 8 kartus mažesnis nei Žemės, Saturnas net lengvesnis už vandenį;

Ši informacija yra neišsami; toliau parašysime plačiau apie bendras Saturno planetos savybes.

Saturnas turi 62 palydovus, iš tikrųjų apie 40% mūsų Saulės sistemos palydovų aplink jį skrieja. Daugelis šių palydovų yra labai maži ir nematomi iš Žemės. Pastaruosius atrado „Cassini“ erdvėlaivis, o mokslininkai tikisi, kad laikui bėgant erdvėlaivis ras dar daugiau ledinių palydovų.

Nepaisant to, kad Saturnas yra pernelyg priešiškas bet kuriai mums žinomai gyvybės formai, jo palydovas Enceladas yra vienas tinkamiausių kandidatų gyvybės paieškoms. Enceladas išsiskiria tuo, kad jo paviršiuje yra ledo geizeriai. Yra tam tikras mechanizmas (tikriausiai Saturno potvynių įtaka), kuris sukuria pakankamai šilumos, kad egzistuotų skystas vanduo. Kai kurie mokslininkai mano, kad Encelade yra gyvybės tikimybė.

Planetos formavimasis

Kaip ir kitos planetos, Saturnas susiformavo iš Saulės ūko maždaug prieš 4,6 mlrd. Šis saulės ūkas buvo didžiulis šaltų dujų ir dulkių debesis, kuris galėjo susidurti su kitu debesiu arba supernovos smūgine banga. Šis įvykis inicijavo protosolinio ūko suspaudimo pradžią ir toliau formuojantis Saulės sistemai.

Debesis traukėsi toliau ir toliau, kol centre suformavo protožvaigždę, apsuptą plokščio medžiagos disko. Šio disko vidinėje dalyje buvo daugiau sunkiųjų elementų ir suformavo sausumos planetas, o išorinė dalis buvo gana šalta ir iš tikrųjų liko nepaliesta.

Saulės ūko medžiaga formavo vis daugiau planetezimalių. Šie planetezimaliai susidūrė kartu, susiliedami į planetas. Tam tikru ankstyvosios Saturno istorijos momentu jo maždaug 300 km skersmens mėnulis buvo suplėšytas dėl gravitacijos ir sukūrė žiedus, kurie iki šiol skrieja aplink planetą. Tiesą sakant, pagrindiniai planetos parametrai tiesiogiai priklausė nuo jos susidarymo vietos ir dujų kiekio, kurį ji sugebėjo užfiksuoti.

Kadangi Saturnas yra mažesnis už Jupiterį, jis greičiau atvėsta. Astronomai mano, kad kai tik jo išorinė atmosfera atvėso iki 15 Kelvino laipsnių, helis kondensavosi į lašelius, kurie pradėjo leistis link šerdies. Šių lašelių trintis įkaitino planetą, o dabar ji išskiria apie 2,3 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės.

Žiedų formavimas

Planetos vaizdas iš kosmoso

Pagrindinis Saturno skiriamasis bruožas yra jo žiedai. Kaip susidarė žiedai? Yra kelios versijos. Tradicinė teorija teigia, kad žiedai yra beveik tokio pat senumo kaip pati planeta ir gyvuoja mažiausiai 4 milijardus metų. Ankstyvojoje milžino istorijoje 300 km palydovas priartėjo per arti jo ir buvo suplėšytas į gabalus. Taip pat yra galimybė, kad susidūrė du palydovai arba kad palydovą pataikė pakankamai didelė kometa ar asteroidas ir jis tiesiog subyrėjo orbitoje.

Alternatyvi žiedo susidarymo hipotezė

Kita hipotezė, kad palydovas nebuvo sunaikintas. Vietoj to, žiedai, kaip ir pati planeta, susidarė iš Saulės ūko.

Tačiau čia yra problema: žieduose esantis ledas yra per grynas. Jei žiedai susiformavo kartu su Saturnu prieš milijardus metų, tada tikėtume, kad jie bus visiškai padengti purvu nuo mikrometeoritų poveikio. Tačiau šiandien matome, kad jie yra tokie gryni, lyg būtų susiformavę mažiau nei prieš 100 milijonų metų.

Gali būti, kad žiedai nuolat atnaujina savo medžiagą sulipdami ir susidūrę vienas su kitu, todėl sunku nustatyti jų amžių. Tai viena iš paslapčių, kurią dar reikia išspręsti.

Atmosfera

Kaip ir kitų milžiniškų planetų, Saturno atmosferą sudaro 75% vandenilio ir 25% helio, o kitų medžiagų, tokių kaip vanduo ir metanas, pėdsakai.

Atmosferos ypatybės

Planetos išvaizda matomoje šviesoje atrodo ramesnė nei Jupiterio. Planetos atmosferoje yra debesų juostų, tačiau jos yra blyškiai oranžinės ir silpnai matomos. Oranžinę spalvą lemia atmosferoje esantys sieros junginiai. Be sieros, viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra nedidelis azoto ir deguonies kiekis. Šie atomai reaguoja vienas su kitu ir, veikiami saulės spindulių, sudaro sudėtingas molekules, primenančias smogą. Esant skirtingiems šviesos bangų ilgiams, taip pat patobulintuose Cassini vaizduose atmosfera atrodo daug įspūdingesnė ir audringesnė.

Vėjai atmosferoje

Planetos atmosfera sukuria vienus greičiausių vėjų Saulės sistemoje (greitesnis tik Neptūne). NASA erdvėlaivis „Voyager“, praskridęs pro Saturną, išmatavo vėjo greitį, kuris prie planetos pusiaujo buvo apie 1800 km/h. Didelės baltos audros susidaro juostose, kurios skrieja aplink planetą, tačiau skirtingai nei Jupiteris, šios audros trunka tik kelis mėnesius ir jas sugeria atmosfera.

Debesys matomoje atmosferos dalyje yra sudaryti iš amoniako ir yra 100 km žemiau viršutinės troposferos dalies (tropopauzė), kur temperatūra nukrenta iki -250 °C. Žemiau šios ribos debesys susideda iš amonio. hidrosulfido ir yra maždaug 170 km žemiau. Šiame sluoksnyje temperatūra siekia tik -70 laipsnių C. Giliausi debesys susideda iš vandens ir yra maždaug 130 km žemiau tropopauzės. Temperatūra čia 0 laipsnių.

Kuo žemesnis, tuo labiau didėja slėgis ir temperatūra, o vandenilio dujos lėtai virsta skysčiu.

Šešiakampis

Vienas keisčiausių kada nors atrastų oro reiškinių yra vadinamoji šiaurinė šešiakampė audra.

Šešiakampius debesis aplink Saturno planetą pirmą kartą atrado „Voyagers 1“ ir „2“ po to, kai jie aplankė planetą daugiau nei prieš tris dešimtmečius. Visai neseniai Saturno šešiakampį labai detaliai nufotografavo NASA erdvėlaivis Cassini, šiuo metu skriejantis orbitoje aplink Saturną. Šešiakampio (arba šešiakampio sūkurio) skersmuo yra apie 25 000 km. Jame gali tilpti 4 planetos kaip Žemė.

Šešiakampis sukasi lygiai tokiu pat greičiu kaip ir pati planeta. Tačiau planetos Šiaurės ašigalis skiriasi nuo Pietų ašigalio, kurio centre yra didžiulis uraganas su milžinišku krateriu. Kiekviena šešiakampio pusė yra apie 13 800 km, o visa konstrukcija vieną kartą apsisuka apie savo ašį per 10 valandų ir 39 minutes, tiek pat, kiek ir pati planeta.

Šešiakampio susidarymo priežastis

Taigi kodėl Šiaurės ašigalyje esantis sūkurys yra šešiakampio formos? Astronomai sunku atsakyti į šį klausimą 100%, bet vienas iš ekspertų ir komandos narių, atsakingų už Cassini vizualinį ir infraraudonųjų spindulių spektrometrą, sakė: „Tai labai keista audra, turinti tikslias geometrines figūras su šešiomis beveik identiškomis kraštinėmis. Niekada nematėme nieko panašaus kitose planetose“.

Planetos atmosferos vaizdų galerija

Saturnas – audrų planeta

Jupiteris yra žinomas dėl savo smarkių audrų, kurios aiškiai matomos per viršutinius atmosferos sluoksnius, ypač Didžiąją Raudonąją dėmę. Tačiau Saturne yra ir audrų, nors jos nėra tokios didelės ir intensyvios, bet palyginus su Žemėje esančiomis, jos tiesiog didžiulės.

Viena didžiausių audrų buvo Didžioji Baltoji dėmė, dar žinoma kaip Didysis Baltasis Ovalas, kurią 1990 metais stebėjo Hablo kosminis teleskopas. Tokios audros tikriausiai įvyksta kartą per metus Saturne (kartą per 30 Žemės metų).

Atmosfera ir paviršius

Planeta labai primena rutulį, sudarytą beveik vien iš vandenilio ir helio. Jo tankis ir temperatūra kinta jam judant gilyn į planetą.

Atmosferos kompozicija

Išorinę planetos atmosferą sudaro 93% molekulinio vandenilio, likusio helio ir nedidelio kiekio amoniako, acetileno, etano, fosfino ir metano. Būtent šie mikroelementai sukuria matomus dryžius ir debesis, kuriuos matome nuotraukose.

Šerdis

Bendra Saturno sandaros schema

Remiantis akrecijos teorija, planetos šerdis yra uolėta ir didelė masė, kurios pakanka dideliam kiekiui dujų sulaikyti ankstyvajame Saulės ūke. Jo šerdis, kaip ir kitų dujų gigantų, turėtų susiformuoti ir tapti masyvi daug greičiau nei kitų planetų, kad spėtų įgyti pirminių dujų.

Dujų milžinas greičiausiai susidarė iš uolėtų ar ledinių komponentų, o mažas tankis rodo skysto metalo ir uolienų mišinį šerdyje. Tai vienintelė planeta, kurios tankis mažesnis nei vandens. Bet kuriuo atveju Saturno planetos vidinė struktūra labiau primena tiršto sirupo rutulį, sumaišytą su akmens skeveldromis.

Metalinis vandenilis

Metalinis vandenilis šerdyje sukuria magnetinį lauką. Tokiu būdu sukurtas magnetinis laukas yra šiek tiek silpnesnis nei Žemės ir tęsiasi tik iki didžiausio jos palydovo Titano orbitos. Titanas prisideda prie jonizuotų dalelių atsiradimo planetos magnetosferoje, kurios atmosferoje sukuria pašvaistę. „Voyager 2“ aptiko didelį saulės vėjo slėgį planetos magnetosferoje. Remiantis tos pačios misijos metu atliktais matavimais, magnetinis laukas tęsiasi tik 1,1 mln.

Planetos dydis

Planetos pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, o tai yra 9,44 karto didesnis už Žemę. Spindulys yra 60 268 km, todėl ji yra antra pagal dydį mūsų Saulės sistemos planeta, nusileidžianti tik Jupiteriui. Ji, kaip ir visos kitos planetos, yra pailgas sferoidas. Tai reiškia, kad jo pusiaujo skersmuo yra didesnis nei skersmuo, išmatuotas skersai ašigalių. Saturno atveju šis atstumas yra gana didelis, dėl didelio planetos sukimosi greičio. Poliarinis skersmuo yra 108 728 km, tai yra 9,796% mažesnis nei pusiaujo skersmuo, todėl Saturno forma yra ovali.

Aplink Saturną

Dienos trukmė

Atmosferos ir pačios planetos sukimosi greitį galima išmatuoti trimis skirtingais metodais. Pirmasis yra planetos sukimosi greičio matavimas išilgai debesų sluoksnio planetos pusiaujo dalyje. Jo sukimosi laikotarpis yra 10 valandų ir 14 minučių. Jei matavimai atliekami kitose Saturno vietose, sukimosi greitis bus 10 valandų 38 minutės ir 25,4 sekundės. Šiandien tiksliausias dienos ilgio matavimo metodas yra pagrįstas radijo spinduliuotės matavimu. Pagal šį metodą planetos sukimosi greitis yra 10 valandų, 39 minutės ir 22,4 sekundės. Nepaisant šių skaičių, planetos vidaus sukimosi greitis šiuo metu negali būti tiksliai išmatuotas.

Vėlgi, planetos pusiaujo skersmuo yra 120 536 km, o poliarinis - 108 728 km. Svarbu žinoti, kodėl šis šių skaičių skirtumas turi įtakos planetos sukimosi greičiui. Tokia pati situacija yra ir kitose milžiniškose planetose, Jupiteryje ypač ryškus skirtingų planetos dalių sukimosi skirtumas.

Dienos ilgis pagal planetos radijo spinduliuotę

Naudodami radijo spinduliuotę, sklindančią iš vidinių Saturno regionų, mokslininkai sugebėjo nustatyti jo sukimosi periodą. Jo magnetinio lauko užfiksuotos įkrautos dalelės skleidžia radijo bangas, kai jos sąveikauja su Saturno magnetiniu lauku, maždaug 100 kilohercų dažniu.

Zondas „Voyager“ išmatavo planetos radijo spinduliuotę per devynis mėnesius, praėjusio amžiaus devintajame dešimtmetyje, ir nustatyta, kad sukimasis buvo 10 valandų 39 minutės 24 sekundės su 7 sekundžių paklaida. Erdvėlaivis „Ulysses“ taip pat atliko matavimus po 15 metų ir davė 10 valandų 45 minučių 45 sekundžių rezultatą su 36 sekundžių paklaida.

Pasirodo, kad skirtumas ištisos 6 minutės! Arba planetos sukimasis bėgant metams sulėtėjo, arba mes kažką praleidome. Cassini tarpplanetinis zondas plazmos spektrometru išmatavo tuos pačius radijo spindulius, o mokslininkai nustatė, kad be 6 minučių skirtumo per 30 metų matavimus, sukimasis taip pat keičiasi vienu procentu per savaitę.

Mokslininkai mano, kad tai gali būti dėl dviejų dalykų: iš Saulės sklindantis saulės vėjas trukdo matavimams, o dalelės iš Encelado geizerių veikia magnetinį lauką. Dėl abiejų šių veiksnių radijo spinduliuotė skiriasi ir tuo pačiu metu gali sukelti skirtingus rezultatus.

Nauji duomenys

2007 metais buvo nustatyta, kad kai kurie taškiniai radijo spinduliuotės šaltiniai iš planetos neatitinka Saturno sukimosi greičio. Kai kurie mokslininkai mano, kad skirtumas atsirado dėl Encelado mėnulio įtakos. Šių geizerių vandens garai patenka į planetos orbitą ir yra jonizuojami, taip paveikdami planetos magnetinį lauką. Tai sulėtina magnetinio lauko sukimąsi, bet tik šiek tiek, palyginti su pačios planetos sukimu. Dabartiniai Saturno sukimosi įverčiai, pagrįsti įvairiais erdvėlaivių Cassini, Voyager ir Pioneer matavimais, 2007 m. rugsėjo mėn. yra 10 valandų, 32 minutės ir 35 sekundės.

Cassini praneša, kad pagrindinės planetos charakteristikos rodo, kad saulės vėjas yra labiausiai tikėtina duomenų skirtumo priežastis. Magnetinio lauko sukimosi matavimų skirtumai atsiranda kas 25 dienas, o tai atitinka Saulės sukimosi periodą. Saulės vėjo greitis taip pat nuolat kinta, į ką reikia atsižvelgti. Enceladus gali imtis ilgalaikių pokyčių.

Gravitacija

Saturnas yra milžiniška planeta ir neturi kieto paviršiaus, o tai, ko neįmanoma pamatyti, yra jo paviršiaus (matome tik viršutinį debesų sluoksnį) ir jaučiame gravitacijos jėgą. Bet įsivaizduokime, kad yra tam tikra sąlyginė riba, kuri atitiks jos įsivaizduojamą paviršių. Kokia gravitacijos jėga būtų planetoje, jei galėtumėte stovėti ant paviršiaus?

Nors Saturnas turi didesnę masę nei Žemė (antra pagal dydį Saulės sistemos masė po Jupiterio), jis taip pat yra „lengviausia“ iš visų Saulės sistemos planetų. Faktinė gravitacija bet kuriame įsivaizduojamo paviršiaus taške bus 91% tos, kuri yra Žemėje. Kitaip tariant, jei jūsų svarstyklės Žemėje rodo jūsų svorį 100 kg (o, siaubas!), ant Saturno „paviršiaus“ jūs sveriate 92 kg (šiek tiek geriau, bet vis tiek).

Palyginimui, Jupiterio „paviršiuje“ gravitacija yra 2,5 karto didesnė nei Žemės. Marse tik 1/3, o Mėnulyje 1/6.

Dėl ko gravitacija tokia silpna? Milžinišką planetą daugiausia sudaro vandenilis ir helis, kuriuos ji sukaupė pačioje Saulės sistemos formavimosi pradžioje. Šie elementai susiformavo Visatos pradžioje dėl Didžiojo sprogimo. Taip yra dėl to, kad planeta turi itin mažą tankį.

Planetos temperatūra

Voyager 2 vaizdas

Viršutiniame atmosferos sluoksnyje, esančiame ant ribos su kosmosu, temperatūra yra -150 C. Tačiau, pasineriant į atmosferą, slėgis didėja ir atitinkamai pakyla temperatūra. Planetos šerdyje temperatūra gali siekti 11 700 C. Tačiau iš kur tokia aukšta temperatūra? Jis susidaro dėl didžiulio vandenilio ir helio kiekio, kuris, nugrimzdęs į planetos žarnas, suspaudžia ir įkaitina šerdį.

Dėl gravitacinio suspaudimo planeta iš tikrųjų generuoja šilumą, išskirdama 2,5 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės.

Debesų sluoksnio apačioje, kurį sudaro vandens ledas, vidutinė temperatūra –23 laipsniai šilumos. Virš šio ledo sluoksnio yra amonio hidrosulfidas, kurio vidutinė temperatūra -93 C. Virš jo slypi amoniako ledo debesys, kurie atmosferą nuspalvina oranžine ir geltona spalva.

Kaip atrodo Saturnas ir kokia jo spalva?

Net žiūrint pro nedidelį teleskopą, planetos spalva atrodo šviesiai geltona su oranžinėmis užuominomis. Naudojant galingesnius teleskopus, tokius kaip Hablas, arba žiūrint NASA erdvėlaivio Cassini nuotraukas, galima pamatyti plonus debesų ir audrų sluoksnius, sudarytus iš baltos ir oranžinės spalvų mišinio. Bet kas suteikia Saturnui jo spalvą?

Kaip ir Jupiteris, planetą sudaro beveik visas vandenilis, nedidelis kiekis helio, taip pat nedideli kiekiai kitų junginių, tokių kaip amoniakas, vandens garai ir įvairūs paprasti angliavandeniliai.

Tik viršutinis debesų sluoksnis, kurį daugiausia sudaro amoniako kristalai, yra atsakingas už planetos spalvą, o apatinis debesų lygis yra arba amonio hidrosulfidas, arba vanduo.

Saturno atmosfera yra juostinė, panašiai kaip Jupiteris, tačiau juostos yra daug silpnesnės ir platesnės prie pusiaujo. Jame taip pat nėra ilgai trunkančių audrų – nieko panašaus į Didžiąją Raudonąją dėmę – kurios dažnai kyla Jupiteriui artėjant vasaros saulėgrįžai šiauriniame pusrutulyje.

Kai kurios Cassini atsiųstos nuotraukos atrodo mėlynos, kaip Uranas. Bet tikriausiai taip yra todėl, kad iš Cassini perspektyvos matome sklaidančią šviesą.

Junginys

Saturnas naktiniame danguje

Žiedai aplink planetą žavėjo žmonių vaizduotę šimtus metų. Taip pat buvo natūralu norėti sužinoti, iš ko sudaryta planeta. Naudodami įvairius metodus, mokslininkai sužinojo, kad Saturno cheminė sudėtis yra 96% vandenilio, 3% helio ir 1% įvairių elementų, įskaitant metaną, amoniaką, etaną, vandenilį ir deuterį. Kai kurių šių dujų galima rasti jos atmosferoje, skystos ir išlydytos būsenos.

Dujų būsena kinta didėjant slėgiui ir temperatūrai. Debesų viršuje susidursite su amoniako kristalais, debesų apačioje – su amonio hidrosulfidu ir (arba) vandeniu. Po debesimis didėja atmosferos slėgis, dėl to pakyla temperatūra ir vandenilis virsta skysta būsena. Judant gilyn į planetą, slėgis ir temperatūra toliau didėja. Dėl to vandenilis šerdyje tampa metalu ir pereina į šią ypatingą agregacijos būseną. Manoma, kad planeta turi laisvą šerdį, kurią, be vandenilio, sudaro uoliena ir kai kurie metalai.

Šiuolaikiniai kosmoso tyrinėjimai atvedė prie daugybės Saturno sistemos atradimų. Tyrimai prasidėjo nuo Pioneer 11 erdvėlaivio praskriejimo 1979 m. Ši misija atrado F žiedą. Kitais metais praskrido „Voyager 1“, siųsdamas į Žemę detales apie kai kurių mėnulių paviršius. Jis taip pat įrodė, kad Titano atmosfera nėra skaidri matomai šviesai. 1981 m. „Voyager 2“ aplankė Saturną ir atrado atmosferos pokyčius, taip pat patvirtino Maksvelo ir Keelerio atotrūkį, kurį „Voyager 1“ pamatė pirmą kartą.

Po „Voyager 2“ į sistemą atkeliavo „Cassini-Huygens“ erdvėlaivis, kuris 2004 metais įskrido į orbitą aplink planetą, daugiau apie jo misiją galite paskaityti šiame straipsnyje.

Radiacija

Kai NASA Cassini zondas pirmą kartą atvyko į planetą, jis aptiko perkūniją ir radiacijos juostas aplink planetą. Jis netgi rado naują radiacijos juostą, esančią planetos žiedo viduje. Naujoji spinduliuotės juosta yra nutolusi 139 000 km nuo Saturno centro ir tęsiasi iki 362 000 km.

Šiaurės pašvaistė Saturne

Vaizdo įrašas, kuriame rodomas šiaurinis, sukurtas iš Hablo teleskopo ir erdvėlaivio Cassini vaizdų.

Dėl magnetinio lauko įkrautas saulės daleles sugauna magnetosfera ir susidaro spinduliuotės juostos. Šios įkrautos dalelės juda išilgai magnetinių jėgos lauko linijų ir susiduria su planetos atmosfera. Aurorų atsiradimo mechanizmas yra panašus į Žemės, tačiau dėl skirtingos atmosferos sudėties milžino pašvaistės yra violetinės spalvos, priešingai nei žalios Žemėje.

Hablo teleskopu matoma Saturno aurora

Auroros vaizdų galerija

Artimiausi kaimynai

Kokia planeta yra arčiausiai Saturno? Tai priklauso nuo to, kurioje orbitoje jis šiuo metu yra, taip pat nuo kitų planetų padėties.

Didžiąją dalį orbitos artimiausia planeta yra . Kai Saturnas ir Jupiteris yra mažiausiu atstumu vienas nuo kito, juos skiria tik 655 000 000 km.

Kai jos yra priešingose ​​viena kitos pusėse, Saturno planetos kartais priartėja viena prie kitos ir šiuo metu jas skiria 1,43 mlrd. km.

Bendra informacija

Šie planetos faktai yra pagrįsti NASA planetų faktų lapais.

Svoris - 568,46 x 10*24 kg

Tūris: 82 713 x 10*10 km3

Vidutinis spindulys: 58232 km

Vidutinis skersmuo: 116 464 km

Tankis: 0,687 g/cm3

Pirmojo pabėgimo greitis: 35,5 km/s

Gravitacijos pagreitis: 10,44 m/s2

Natūralūs palydovai: 62

Atstumas nuo Saulės (orbitos pusiau didžioji ašis): 1,43353 mlrd. km

Orbitinis periodas: 10 759,22 dienos

Perihelionas: 1,35255 milijardo km

Afelionas: 1,5145 milijardo km

Orbitos greitis: 9,69 km/s

Orbitos polinkis: 2,485 laipsniai

Orbitos ekscentriciškumas: 0,0565

Žvaigždžių sukimosi laikotarpis: 10,656 valandos

Sukimosi aplink ašį laikotarpis: 10,656 valandos

Ašinis pasvirimas: 26,73°

Kas jį atrado: žinoma nuo priešistorinių laikų

Mažiausias atstumas nuo Žemės: 1,1955 milijardo km

Didžiausias atstumas nuo Žemės: 1,6585 milijardo km

Didžiausias matomas skersmuo nuo Žemės: 20,1 lanko sekundės

Mažiausias matomas skersmuo nuo Žemės: 14,5 lanko sekundės

Matomas dydis (maksimalus): 0,43 balo

Istorija

Kosmoso vaizdas, padarytas Hablo teleskopu

Planeta aiškiai matoma plika akimi, todėl sunku pasakyti, kada planeta pirmą kartą buvo atrasta. Kodėl planeta vadinama Saturnu? Jis pavadintas romėnų derliaus dievo vardu – šis dievas atitinka graikų dievą Kroną. Štai kodėl vardo kilmė yra romėniška.

Galilėjus

Saturnas ir jo žiedai buvo paslaptis, kol Galilėjus pirmą kartą pastatė savo primityvų, bet veikiantį teleskopą ir pažvelgė į planetą 1610 m. Žinoma, Galilėjus nesuprato, ką mato, ir manė, kad žiedai yra dideli palydovai abiejose planetos pusėse. Taip buvo tol, kol Christiaanas Huygensas geresniu teleskopu pamatė, kad tai ne mėnuliai, o žiedai. Huygensas taip pat pirmasis atrado didžiausią mėnulį Titaną. Nepaisant to, kad planetos matomumas leidžia ją stebėti beveik iš visur, jos palydovai, kaip ir žiedai, matomi tik per teleskopą.

Jeanas Dominique'as Cassini

Jis žieduose atrado plyšį, vėliau pavadintą Cassini, ir pirmasis atrado 4 planetos palydovus: Japetą, Rėją, Tetiją ir Dionę.

Viljamas Heršelis

1789 metais astronomas Williamas Herschelis atrado dar du mėnulius – Mimą ir Enceladą. O 1848 metais britų mokslininkai atrado palydovą, pavadintą Hyperion.

Prieš erdvėlaivių skrydį į planetą mes apie tai mažai žinojome, nepaisant to, kad planetą galima pamatyti net plika akimi. Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose NASA paleido erdvėlaivį „Pioneer 11“, kuris tapo pirmuoju erdvėlaiviu, aplankiusiu Saturną, praplaukiančiu 20 000 km atstumu nuo planetos debesų sluoksnio. Po to 1980 m. buvo paleisti „Voyager 1“, o 1981 m. rugpjūtį – „Voyager 2“.

2004 metų liepą NASA zondas Cassini atvyko į Saturno sistemą ir, remdamasis savo stebėjimais, sudarė išsamiausią Saturno planetos ir jos sistemos aprašymą. „Cassini“ atliko beveik 100 praskridimų pro Titano mėnulį, kelis kartus perskrido daugelį kitų palydovų ir atsiuntė mums tūkstančius planetos ir jos palydovų vaizdų. Cassini Titane atrado 4 jaunus mėnulius, naują žiedą ir skystų angliavandenilių jūras.

Išplėstinė Cassini skrydžio per Saturno sistemą animacija

Žiedai

Jie susideda iš ledo dalelių, skriejančių aplink planetą. Yra keli pagrindiniai žiedai, kurie aiškiai matomi iš Žemės, o astronomai kiekvienam Saturno žiedui naudoja specialius pavadinimus. Tačiau kiek žiedų iš tikrųjų turi Saturno planeta?

Žiedai: vaizdas iš Cassini

Pabandykime atsakyti į šį klausimą. Patys žiedai skirstomi į tokias dalis. Dvi tankiausios žiedo dalys žymimos A ir B, jas skiria Cassini tarpelis, po kurio yra C žiedas. Po 3 pagrindinių žiedų yra mažesni dulkių žiedai: D, G, E, taip pat F žiedas, kuris yra atokiausias . Taigi, kiek pagrindinių žiedų? Teisingai – 8!

Šie trys pagrindiniai žiedai ir 5 dulkių žiedai sudaro didžiąją dalį. Tačiau yra dar keli žiedai, pavyzdžiui, Janusas, Metonas, Pallene, taip pat Anfa žiedo lankas.

Taip pat yra mažesnių žiedų ir tarpų įvairiuose žieduose, kuriuos sunku suskaičiuoti (pavyzdžiui, Encke gap, Huygens gap, Dawes gap ir daugelis kitų). Tolesnis žiedų stebėjimas leis išsiaiškinti jų parametrus ir kiekį.

Dingstantys žiedai

Dėl planetos orbitos pasvirimo žiedai kas 14-15 metų tampa kraštiniais, o dėl to, kad yra labai ploni, iš tikrųjų išnyksta iš Žemės stebėtojų regėjimo lauko. 1612 metais Galilėjus pastebėjo, kad jo atrasti palydovai kažkur dingo. Situacija buvo tokia keista, kad „Galileo“ net atsisakė planetos stebėjimų (greičiausiai dėl vilčių žlugimo!). Jis atrado žiedus (ir supainiojo juos su mėnuliais) prieš dvejus metus ir iškart jais susižavėjo.

Skambučio parinktys

Planeta kartais vadinama „Saulės sistemos brangakmeniu“, nes jos žiedų sistema atrodo kaip vainikas. Šie žiedai pagaminti iš dulkių, akmens ir ledo. Štai kodėl žiedai nebyra, nes... jis nėra kietas, o susideda iš milijardų dalelių. Kai kurios žiedinės sistemos medžiagos yra smėlio grūdelių dydžio, o kai kurie objektai yra didesni už daugiaaukščius pastatus ir siekia kilometrą. Iš ko pagaminti žiedai? Dažniausiai ledo dalelės, nors yra ir dulkių žiedų. Stebina tai, kad kiekvienas žiedas sukasi skirtingu greičiu planetos atžvilgiu. Vidutinis planetos žiedų tankis toks mažas, kad pro juos matosi žvaigždės.

Saturnas nėra vienintelė planeta, turinti žiedų sistemą. Visi dujų milžinai turi žiedus. Saturno žiedai išsiskiria tuo, kad yra didžiausi ir ryškiausi. Žiedai yra maždaug vieno kilometro storio ir nutolę iki 482 000 km nuo planetos centro.

Saturno žiedų pavadinimai išvardyti abėcėlės tvarka pagal jų atradimo tvarką. Dėl to žiedai šiek tiek supainioja, nes jie yra netvarkingi iš planetos. Žemiau pateikiamas pagrindinių žiedų sąrašas ir tarpai tarp jų, taip pat atstumas nuo planetos centro ir jų plotis.

Žiedų garsai

Šiame nuostabiame vaizdo įraše girdite Saturno planetos garsus, kurie yra planetos radijo spinduliai, paverčiami garsu. Kilometrų nuotolio radijo spinduliuotė generuojama kartu su planetos pašvaistėmis.

Cassini plazmos spektrometras atliko didelės skiriamosios gebos matavimus, leidžiančius mokslininkams radijo bangas paversti garsu keičiant dažnį.

Žiedų išvaizda

Kaip atsirado žiedai? Paprasčiausias atsakymas, kodėl planeta turi žiedus ir iš ko jie pagaminti – planeta įvairiais atstumais nuo savęs sukaupė daug dulkių ir ledo. Šiuos elementus greičiausiai užfiksavo gravitacija. Nors kai kurie mano, kad jie susidarė sunaikinus nedidelį palydovą, kuris priartėjo per arti planetos ir pateko į Roche ribą, dėl to pati planeta jį suplėšė į gabalus.

Kai kurie mokslininkai teigia, kad visa žieduose esanti medžiaga yra palydovų ir asteroidų ar kometų susidūrimų produktas. Po susidūrimo asteroidų likučiai sugebėjo pabėgti nuo planetos gravitacijos ir susiformavo žiedai.

Nepriklausomai nuo to, kuri iš šių versijų yra teisinga, žiedai yra gana įspūdingi. Tiesą sakant, Saturnas yra žiedų valdovas. Ištyrus žiedus, būtina ištirti kitų planetų žiedų sistemas: Neptūną, Uraną ir Jupiterį. Kiekviena iš šių sistemų yra silpnesnė, bet vis tiek įdomi savaip.

Žiedų nuotraukų galerija

Gyvenimas Saturne

Sunku įsivaizduoti planetą, kuri būtų mažiau svetinga gyvybei nei Saturnas. Beveik visa planeta sudaryta iš vandenilio ir helio, o apatiniuose debesyse yra vandens ledo pėdsakų. Temperatūra debesų viršuje gali nukristi iki –150 C.

Nusileidus į atmosferą slėgis ir temperatūra padidės. Jei temperatūra pakankamai šilta, kad vanduo neužšąla, tada atmosferos slėgis tame lygyje yra toks pat, kaip kelis kilometrus žemiau Žemės vandenynų.

Gyvybė planetos palydovuose

Norėdami rasti gyvybę, mokslininkai siūlo pažvelgti į planetos palydovus. Jie sudaryti iš didelio vandens ledo kiekio, o jų gravitacinė sąveika su Saturnu greičiausiai palaiko jų vidų šiltą. Yra žinoma, kad mėnulis Enceladus savo paviršiuje turi vandens geizerius, kurie išsiveržia beveik nuolat. Visai gali būti, kad po ledine pluta (beveik kaip Europa) turi didžiulius šilto vandens rezervus.

Kitas mėnulis, Titanas, turi ežerus ir skystų angliavandenilių jūras ir yra laikomas vieta, kuri ilgainiui gali sukurti gyvybę. Astronomai mano, kad Titanas savo sudėtimi labai panašus į Žemę savo ankstyvojoje istorijoje. Saulei pavirtus raudonąja nykštuke (po 4–5 milijardų metų), temperatūra palydove taps palanki gyvybei atsirasti ir palaikyti, o didelis kiekis angliavandenilių, įskaitant sudėtingus, bus pagrindinė „sriuba“. “.

Padėtis danguje

Saturnas ir jo šeši mėnuliai, mėgėjiška nuotrauka

Saturnas danguje matomas kaip gana ryški žvaigždė. Geriausia patikrinti dabartines planetos koordinates specializuotose planetariumo programose, pavyzdžiui, „Stellarium“, o įvykius, susijusius su jo aprėpimu ar perėjimu per tam tikrą regioną, taip pat viską apie Saturno planetą galite pamatyti straipsnyje 100 astronomijos. metų įvykius. Planetos opozicija visada suteikia galimybę pažvelgti į ją maksimaliai išsamiai.

Artėjančios konfrontacijos

Žinant planetos efemeriją ir jos dydį, surasti Saturną žvaigždėtame danguje nebus sunku. Tačiau jei turite mažai patirties, tada jos paieška gali užtrukti ilgai, todėl rekomenduojame naudoti mėgėjiškus teleskopus su Go-To laikikliu. Naudokite teleskopą su Go-To laikikliu ir jums nereikės žinoti planetos koordinačių ar kur ją šiuo metu galima pamatyti.

Skrydis į planetą

Kiek užtruks kosminė kelionė iki Saturno? Priklausomai nuo pasirinkto maršruto, skrydis gali užtrukti skirtingą laiką.

Pavyzdžiui: „Pioneer 11“ prireikė šešių su puse metų, kad pasiektų planetą. „Voyager 1“ atvyko per trejus metus ir du mėnesius, „Voyager 2“ užtruko ketverius metus, o „Cassini“ erdvėlaivis užtruko šešerius metus ir devynis mėnesius! Erdvėlaivis „New Horizons“ naudojo Saturną kaip gravitacinį trampliną kelyje į Plutoną, atvykęs praėjus dvejiems metams ir keturiems mėnesiams po paleidimo. Kodėl toks didžiulis skrydžio laiko skirtumas?

Pirmasis veiksnys, lemiantis skrydžio laiką

Pasvarstykime, ar erdvėlaivis paleistas tiesiai link Saturno, ar pakeliui kaip timpa naudoja kitus dangaus kūnus?

Antras veiksnys, lemiantis skrydžio laiką

Tai yra erdvėlaivio variklio tipas, o trečias veiksnys – ar skrisime pro planetą, ar įeisime į jos orbitą.

Atsižvelgdami į šiuos veiksnius, pažvelkime į pirmiau minėtas misijas. „Pioneer 11“ ir „Cassini“ panaudojo kitų planetų gravitacinę įtaką prieš eidami link Saturno. Šie kitų kūnų skrydžiai pridėjo papildomų metų prie ir taip ilgos kelionės. „Voyager 1“ ir „2“ pakeliui į Saturną naudojo tik Jupiterį ir atvyko daug greičiau. „New Horizons“ laivas turėjo keletą ryškių pranašumų prieš visus kitus zondus. Du pagrindiniai privalumai yra tai, kad jis turi greičiausią ir pažangiausią variklį ir buvo paleistas trumpa trajektorija iki Saturno pakeliui į Plutoną.

Tyrimo etapai

Panoraminė Saturno nuotrauka, padaryta 2013 m. liepos 19 d. erdvėlaiviu Cassini. Retame žiede kairėje baltas taškas yra Enceladus. Žemė matoma žemiau ir į dešinę nuo vaizdo centro.

1979 metais pirmasis erdvėlaivis pasiekė milžinišką planetą.

Pioneer-11

1973 m. sukurtas Pioneer 11 skrido pro Jupiterį ir panaudojo planetos gravitaciją, kad pakeistų savo trajektoriją ir patrauktų Saturno link. Jis atvyko 1979 m. rugsėjo 1 d., praskriedamas 22 000 km virš planetos debesų sluoksnio. Pirmą kartą istorijoje jis atliko Saturno tyrimus iš arti ir perdavė stambias planetos nuotraukas, atradęs anksčiau nežinomą žiedą.

Kelionė 1

NASA zondas „Voyager 1“ buvo kitas erdvėlaivis, aplankęs planetą 1980 m. lapkričio 12 d. Jis nuskrido 124 000 km nuo planetos debesų sluoksnio ir išsiuntė į Žemę tikrai neįkainojamų nuotraukų srautą. Jie nusprendė pasiųsti „Voyager 1“ skristi aplink Titano palydovą, o jo brolį dvynį „Voyager 2“ – į kitas milžiniškas planetas. Galų gale paaiškėjo, kad nors prietaisas perdavė daug mokslinės informacijos, jis nematė Titano paviršiaus, nes jis yra nepermatomas matomai šviesai. Todėl iš tikrųjų laivas buvo paaukotas dėl didžiausio palydovo, į kurį mokslininkai dėjo daug vilčių, ir galiausiai jie pamatė oranžinį rutulį, be jokių detalių.

Kelionė 2

Netrukus po „Voyager 1“ praskriejimo „Voyager 2“ įskrido į Saturno sistemą ir įvykdė beveik identišką programą. Planetą jis pasiekė 1981 metų rugpjūčio 26 dieną. Be to, kad jis skriejo aplink planetą 100 800 km atstumu, jis skrido netoli Encelado, Tethys, Hyperion, Japetus, Phoebe ir daugelio kitų palydovų. „Voyager 2“, gaudamas gravitacinį pagreitį iš planetos, patraukė link Urano (sėkmingas praskridimas 1986 m.) ir Neptūno (sėkmingas praskridimas 1989 m.), po to tęsė kelionę link Saulės sistemos ribų.

Cassini-Huygens

Saturno vaizdai iš Cassini

NASA zondas Cassini-Huygens, atvykęs į planetą 2004 m., sugebėjo iš tikrųjų ištirti planetą iš nuolatinės orbitos. Vykdydamas savo misiją, erdvėlaivis pristatė Huygens zondą į Titano paviršių.

TOP 10 Cassini vaizdų

„Cassini“ dabar baigė savo pagrindinę misiją ir daugelį metų toliau tiria Saturno ir jo palydovų sistemą. Tarp jo atradimų yra Encelado geizerių atradimas, Titano jūros ir angliavandenilių ežerai, nauji žiedai ir mėnuliai, taip pat duomenys ir nuotraukos iš Titano paviršiaus. Mokslininkai planuoja baigti „Cassini“ misiją 2017 m., nes NASA sumažino planetų tyrinėjimų biudžetą.

Ateities misijos

Kitos Titano Saturno sistemos misijos (TSSM) reikėtų tikėtis ne iki 2020 m., o gerokai vėliau. Naudojant gravitacinius manevrus šalia Žemės ir Veneros, šis įrenginys Saturną galės pasiekti maždaug 2029 m.

Numatytas ketverių metų skrydžio planas, kuriame 2 metai skirti pačiai planetai tyrinėti, 2 mėnesiai Titano paviršiaus tyrinėjimui, kurio metu bus naudojamas nusileidimas, ir 20 mėnesių palydovo tyrinėjimui iš orbitos. Šiame tikrai grandioziniame projekte gali dalyvauti ir Rusija. Jau dabar diskutuojama apie būsimą federalinės agentūros „Roscosmos“ dalyvavimą. Nors ši misija toli gražu neįvykdyta, mes vis dar turime galimybę mėgautis fantastiškais Cassini vaizdais, kuriuos ji reguliariai perduoda ir kuriuos kiekvienas gali pasiekti praėjus vos kelioms dienoms po jų perdavimo į Žemę. Linksmų Saturno tyrinėjimų!

Atsakymai į dažniausiai užduodamus klausimus

1. Kieno vardu buvo pavadinta Saturno planeta? Romėnų vaisingumo dievo garbei.
2. Kada buvo atrastas Saturnas? Jis buvo žinomas nuo seniausių laikų ir neįmanoma nustatyti, kas pirmasis ją atpažino kaip planetą.
3. Kokiu atstumu yra Saturnas nuo Saulės? Vidutinis atstumas nuo Saulės yra 1,43 milijardo km arba 9,58 AU.
4. Kaip jį rasti danguje? Geriausia naudoti paieškos žemėlapius ir specializuotą programinę įrangą, pvz., Stellarium programą.
5. Kokios yra planetos koordinatės? Kadangi tai yra planeta, jos koordinatės kinta, galite sužinoti Saturno efemeriją specializuotuose astronominiuose šaltiniuose.

Bendra informacija apie Saturną

© Vladimiras Kalanovas,
svetainę„Žinios yra galia“.

Saturnas yra šešta pagal dydį Saulės sistemos planeta pagal atstumą nuo Saulės ir antra pagal dydį planeta po Jupiterio. Saturnas yra tolimiausia planeta, kurią vis dar galima pamatyti plika akimi. Planeta buvo žinoma nuo priešistorinių laikų.

Saturno vaizdas
natūraliomis spalvomis

Saturno vaizdas
įprastomis spalvomis

Vidutinis Saturno atstumas nuo Saulės yra 1427 milijonai km (minimalus – 1347, didžiausias – 1507). Per teleskopą ar net gerą žiūroną planetos disko spalva atrodo ryškiai gelsva. Saturno žiedai sukuria ypatingą grožį ir įspūdingą reginį. Bet jūs negalite grožėtis žiedų grožiu kiekvieną dieną dėl priežasčių, kurias aptarsime toliau. Būdingas Saturno bruožas yra labai mažas vidutinis jo materijos tankis. Tai nenuostabu: didžioji planetos tūrio dalis yra dujos, tiksliau, dujų mišinys.

Saturnas panašus į Jupiterį, kaip sakoma, tiek forma, tiek turiniu. Saturnas pastebimai išlygintas išilgai ašigalių: pusiaujo skersmuo (120 000 km) yra 10% didesnis nei ašigalių skersmuo (108 000 km). Jupiteriui šis skaičius yra 6%.

Pusiaujo srities sukimosi aplink planetos ašį laikotarpis yra 10 valandų 13 minučių. 23 p. Nors Saturnas apie savo ašį sukasi lėčiau nei Jupiteris, jis yra labiau suplotas. Tai paaiškinama tuo, kad Saturnas turi mažesnę masę ir tankį nei Jupiteris.

Įdomu tai, kad nuo neatmenamų laikų žinomos Saturno planetos sukimosi aplink savo ašį laikotarpis buvo apskaičiuotas tik 1800 m. Tai padarė didysis vokiečių kilmės anglų mokslininkas Williamas Herschelis (Friedrichas Wilhelmas Herschelis). Jo skaičiavimais, Saturno sukimosi periodas yra 10 valandų 16 minučių. Kaip matome, Herschelis nė kiek neklydo.

Palyginti su Žeme, Saturnas, žinoma, atrodo kaip milžinas: jo pusiaujo skersmuo yra beveik 10 kartų didesnis nei Žemės. Saturno masė yra 95 kartus didesnė už Žemės masę, tačiau kadangi vidutinis Saturno tankis yra nereikšmingas (apie 0,7 g/cm³), gravitacinė jėga jį veikia beveik tokia pati kaip Žemėje.

Vidutinis Saturno skriejimo aplink Saulę greitis yra 9,6 km/s, o tai žymiai mažesnis už Jupiterio skriejimo greitį. Tai suprantama: kuo toliau nuo Saulės planeta, tuo mažesnis jos greitis. O Saturnas nuo Saulės nutolęs vidutiniškai 1427 milijonų kilometrų atstumu, o tai beveik dvigubai viršija Jupiterio atstumą nuo Saulės (778,3 milijono km).

Vidinė Saturno struktūra

Astronomai mano, kad Saturno vidinė struktūra beveik nesiskiria nuo Jupiterio. Saturno centre yra didžiulė silikato metalo šerdis, kurios spindulys yra apie 0,25 planetos spindulio. Maždaug ½ Saturno spindulio gylyje, t.y. apie 30 000 km. temperatūra pakyla iki 10 000°C, o slėgis siekia 3 milijonus atmosferų. Šerdis veikia esant dar didesniam slėgiui, o temperatūra gali siekti 20 000°C. Būtent šerdyje yra šilumos šaltinis, šildantis visą planetą. Saturnas, remiantis skaičiavimais, išskiria dvigubai daugiau šilumos nei gauna iš Saulės.

Saturno šerdį supa vandenilis, kuris yra taip vadinamoje metalinėje būsenoje, t.y. skystos agregatinės būsenos, bet turinčios metalinių savybių. Šioje būsenoje vandenilis turi didelį elektros laidumą, nes elektronai praranda ryšį su atomais ir laisvai juda supančiame medžiagos tūryje. Terminologinio aiškumo svarba bet kuriame moksle yra labai didelė. Tegul skaitytojai įvertina, kiek pasiteisino mūsų bandymas čia atskleisti literatūroje dažnai aptinkamo termino „metalinis vandenilis“ turinį.

Tačiau tęskime pasakojimą apie Saturno sandarą. Virš metalinio vandenilio, arčiau paviršiaus, yra skysto molekulinio vandenilio sluoksnis, kuris pereina į dujinę fazę, esančią greta atmosferos. Atmosferos sudėtis yra tokia: vandenilio (94%), helio (3%), metano (0,4%), amoniako, acetileno ir etano yra nedideli kiekiai. Apskritai manoma, kad Saturne yra beveik 90% vandenilio ir helio, o pirmieji vyrauja didžiule.

© Vladimiras Kalanovas,
"Žinios yra galia"

Mieli lankytojai!