Планета Сатурн

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ
Державні освітні установи
ВИЩОЇ ОСВІТИ
«БАШКИРСЬКА ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ М. АКМУЛЛИ »
ПЛАНЕТА САТУРН
/ Реферат з астрономії /
Виконала:.
ФМФ, 4 курс, 45 гр.
Перевірив: Плановскій В.В.
Уфа 2008

ЗМІСТ
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .... 3
1. Загальні відомості ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... 4
1.1. Параметри планети ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .... 6
1.2. Внутрішня будова ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 6
2. Атмосфера ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 7
2.1. «Гігантський гексагон» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... .9
3. Космічні характеристики .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 10
3.1. Магнітосфера ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... 10
3.2. Полярні сяйва ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... 12
3.3. Інфрачервоне світіння Сатурна .. ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... .12
4. Кільцева система Сатурна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .... ... 13
4.1. Відкриття тонкої структури кілець ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... 15
5. Супутники Сатурна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 20
6. Історія відкриттів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 21
7. Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 24
8. Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .. 26

ВСТУП
В античній міфології Сатурн був божественним батьком Юпітера. Сатурн був богом Часу і Долі. Як відомо, Юпітер у своєму міфічному образі пішов далі батька. У Сонячній системі Сатурну відведена також друга роль серед планет. Сатурн другий як за масою, так і за розмірами. Однак він позаду багатьох і багатьох тіл околосолнечного простору по щільності.
Сатурн, не бажаючи миритися з відставанням від Юпітера, обзавівся великою кількістю супутників і, головне, чудовим кільцем, завдяки якому шоста планета серйозно оскаржує перше місце в номінації Пишність. Багато астрономічні книги на обкладинках своїх воліють мати саме Сатурн, а не Юпітер.
Сатурн може досягати негативною зоряної величини в період протистояння планети. У невеликі інструменти легко розгледіти диск і кільце, якщо воно хоч трохи розгорнуто до Землі. Кільце з-за руху планети по орбіті змінює свою орієнтацію по відношенню до Землі. Коли площина кільця перетинає Землю, навіть у середні телескопи розглянути його не виходить: воно дуже тонка. Після цього кільце все більше і більше розгортається до нас, а Сатурн, відповідно стає все яскравіше і яскравіше в кожне наступне протистояння. У перший рік вже недалекого третього тисячоліття в день протистояння 3-го грудня Сатурн розгориться до -0,45-ї зоряної величини. У цей рік кільця максимально розгорнуться до Землі. Не дуже важко помітити також і Титан - найбільший супутник планети, він має блиск порядку 8,5-ї зоряної величини. Через малу контрастності, хмари Сатурна розглянути важче, ніж хмарні смуги на Юпітері. Зате легко помітити стиск планети біля полюсів, яке досягає 1:10.
У Сатурна побувало 3 космічних апарати. Ці ж АМС попередньо відвідали Юпітер: "Піонер 11" і обидва "Вояджера"
1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Сатурн, напевно, найбільш красива планета, якщо дивитися на неї в телескоп або вивчати знімки «Вояджер». Казкові кільця Сатурна не можна сплутати ні з якими іншими об'єктами Сонячної системи.
Планета відома з найдавніших часів. Максимальна видима зоряна величина Сатурна +0,7 m. Ця планета - один з найбільш яскравих об'єктів на нашому зоряному небі. Її тьмяний білий світ створив планеті недобру славу: народження під знаком Сатурна здавна вважалося поганою ознакою.
Кільця Сатурну видимі із Землі в невеликий телескоп. Вони складаються з тисяч і тисяч невеликих твердих уламків каміння і льоду, які обертаються навколо планети.
Період обертання навколо осі - зоряна доба - складає 10 годин 14 хвилин (на широтах до 30 °). Так як Сатурн - не твердий куля, а складається з газу і рідини, то екваторіальні його частини швидше обертаються, ніж приполярні області: на полюсах один оборот відбувається приблизно на 26 хвилин повільніше. Середній період обертання навколо осі - 10 годин 40 хвилин.
Сатурн має одну цікаву особливість: він - єдина планета в Сонячній системі, чия густина менше щільності води ( 700 кг на кубічний метр). Якби було можливо створити величезний океан, Сатурн зміг би в ньому плавати!
За внутрішньою будовою та складом Сатурн сильно нагадує Юпітер. Зокрема, на Сатурні в екваторіальній області також існує Червона Пляма, хоча воно і менших розмірів, ніж на Юпітері.
На дві третини Сатурн складається з водню. На глибині, приблизно рівною R / 2, тобто половині радіуса планети, водень при тиску близько 300 ГПа переходить в металеву фазу. У міру подальшого збільшення глибини, починаючи з R / 3, зростає частка сполук водню і оксидів. У центрі планети (в області ядра) температура порядку 20000 К.
Кожен, хто спостерігав планети в телескоп, знає, що на поверхні Сатурна, тобто на верхній межі його хмарного покриву, помітно мало деталей і контраст їх з навколишнім фоном невеликий. Цим Сатурн відрізняється від Юпітера, де присутня безліч контрастних деталей у вигляді темних і світлих смуг, хвиль, вузликів, що свідчать про значну активності його атмосфери.
Виникає питання, чи дійсно атмосферна активність Сатурна (наприклад швидкість вітру) нижче, ніж у Юпітера, або ж деталі його хмарного покриву просто гірше видно з Землі через більшої відстані (близько 1,5 млрд. км.) І більше мізерного освітлення Сонцем (майже в 3,5 рази слабкіше освітлення Юпітера)?
"Вояджерам" вдалося одержати знімки хмарного покриву Сатурна, на яких чітко відображена картина атмосферної циркуляції: десятки хмарних поясів, що тягнуться вздовж паралелей, а також окремі вихори. Виявлено, зокрема, аналог Великої Червоної Плями Юпітера, хоч і менших розмірів. Встановлено, що швидкості вітрів на Сатурні навіть вище, ніж на Юпітері: на екваторі 480 м / с, або 1700 км / год . Число хмарних поясів більше, ніж на Юпітері, і досягають вони більш високих широт. Таким чином, знімки хмарності демонструють своєрідність атмосфери Сатурна, яка навіть активніше юпитерианской.
Метеорологічні явища на Сатурні відбуваються при більш низькій температурі, ніж в земній атмосфері. Оскільки Сатурн в 9,5 разів далі від Сонця, ніж Земля, він отримує в 9,5 = 90 разів менше тепла. Температура планети на рівні верхньої межі хмарного покриву, де тиск дорівнює 0,1 атм, складає всього 85 К, або -188 С. Цікаво, що за рахунок нагрівання одним Сонцем навіть такої температури отримати не можна. Розрахунок показує: в надрах Сатурна є свій власний джерело тепла, потік від якого в 2,5 рази більше, ніж від Сонця. Сума цих двох потоків і дає спостережувану температуру планети.
Космічні апарати детально досліджували хімічний склад надхмарної атмосфери Сатурна. В основній вона складається майже на 89% з водню. На другому місці гелій (близько 11% за масою). Дефіцит гелію на Сатурні пояснюють гравітаційним поділом гелію і водню в надрах планети: гелій, який важче, поступово осідає на великі глибини (що, до речі кажучи, вивільняє частину енергії, "підігріває" Сатурн). Інші гази в атмосфері - метан, аміак, етан, ацетилен, фосфін - присутні в малих кількостях. Метан при такій низькій температурі (близько -188 ° С) знаходиться в основному в крапельно-рідкому стані. Він утворює хмарний покрив Сатурна.
Що стосується малого контрасту деталей, видимих ​​в атмосфері Сатурна, про що йшлося вище, то причини цього явища поки ще не цілком ясні. Було висловлено припущення, що в атмосфері зважена послабляє контраст серпанок із дрібних твердих частинок. Але спостереження "Вояджера-2" спростовують це: темні смуги на поверхні планети залишалися різкими і ясними до самого краю диска Сатурна, тоді як при наявності димки вони б до країв замутнялись за великої кількості частинок перед ними. Дані, отримані з "Вояджера-1", допомогли з великою точністю визначити екваторіальний радіус Сатурна. На рівні вершини хмарного покриву екваторіальний радіус складає 60330 км . або в 9,46 рази більше земного. Уточнено також період обертання Сатурна навколо осі: один оберт він робить за 10 год 39,4 хв - в 2,25 рази швидше Землі. Настільки швидке обертання призвело до того, що стиснення Сатурна значно більше, ніж у Землі. Екваторіальний радіус Сатурна на 10% більше полярного.
Оскільки Сатурн дуже схожий з Юпітером за своїм фізичним властивостям, астрономи припустили, що досить помітне магнітне поле є і в нього. Відсутність же у Сатурна спостерігається з Землі магнітно-гальмівного радіовипромінювання пояснювали впливом кілець.
1.1. ПАРАМЕТРИ ПЛАНЕТИ
Еліптична орбіта Сатурна має ексцентриситет 0,0556 і середній радіус 9,539 а.о. (1427 млн. км). Максимальне і мінімальне відстані від Сонця дорівнюють приблизно 10 і 9 а.о. Відстані від Землі змінюються від 1,2 до 1,6 млрд. км. Нахил орбіти планети до площини екліптики 2 ° 29,4 '. Кут між площинами екватора і орбіти досягає 26 ° 44 '. Сатурн рухається по своїй орбіті з середньою швидкістю 2,64 км / с; період обертання навколо Сонця становить 29,46 земних років.
Планета не має чіткої твердої поверхні, оптичні спостереження важко непрозорістю атмосфери. Для екваторіального і полярного радіусів прийняті значення 60,27 тис. км і 53,5 тис. км. Середній радіус Сатурна в 9,1 разів більше, ніж у Землі. На земній небі Сатурн виглядає як жовтувата зірка, блиск якої змінюється від нульової до першої зоряної величини. Маса Сатурна складає 5,6850 ∙ 1026 кг, що в 95,1 разів перевершує масу Землі, при цьому середня щільність Сатурна, рівна 0,68 г/см3, майже на порядок менше, ніж щільність Землі. Прискорення вільного падіння біля поверхні Сатурна на екваторі дорівнює 9,06 м/с2.
Поверхня Сатурна (хмарний шар), як і Юпітера, не обертається як єдине ціле. Тропічні області в атмосфері Сатурна звертаються з періодом 10 год 14 хв земного часу, а на помірних широтах цей період на 26 хв більше.
1.2. ВНУТРІШНЄ БУДОВА
За внутрішньою будовою та складом Сатурн сильно нагадує Юпітер.

У глибині атмосфери Сатурна ростуть тиск і температура, і водень поступово переходить у рідкий стан. Чіткої межі, яка відділяє газоподібний водень від рідкого, мабуть, не існує. Це має виглядати як безперервне кипіння глобального водневого океану. На глибині близько 30 тис. км водень стає металевим (а тиск сягає близько 3 мільйонів атмосфер). Протони і електрони в ньому існують окремо і він є хорошим провідником електрики. Потужні електроструму, що виникають в шарі металевого водню, породжують магнітне поле Сатурна (набагато менш потужне, ніж у Юпітера).
На глибині, приблизно рівною R / 2, тобто половині радіуса планети, водень при тиску близько 300 ГПа переходить в металеву фазу. У міру подальшого збільшення глибини, починаючи з R / 3, зростає частка сполук водню і оксидів. У центрі планети знаходиться масивне ядро ​​(до 20 земних мас) з каменю, заліза і, можливо ... льоду (в області ядра) температура порядку 20000 К.
Звідки взятися льоду в центрі Сатурна, де температура близько 20 тис. градусв? Адже добре знайома нам кристалічна форма води - звичайний лід - плавиться вже при температурі 0 С при нормальному атмосферному тиску. Ще "ніжніше" кристалічні форми аміаку, метану, вуглекислого газу, які вчені також називають льодом. Наприклад, тверда вуглекислота (сухий лід, який використовується в різних естрадних шоу) при нормальних умовах відразу ж переходить в газоподібний стан, минаючи жидкою стадію.
Але один і той же речовина може утворювати різні кристалічні решітки. Зокрема, науці відомі кристалічні модифікації води, що відрізняються один від одного не менше, ніж пічна сажа - від хімічно тотожного їй алмазу. Наприклад, так званий лід VII має щільність, майже вдвічі перевершує щільність звичайного льоду, і при великих тисках його можна нагрівати до декількох сотень градусів! Тому не варто дивуватися тому, що в центрі Сатурна при тиску в мільйони атмосфер присутній лід, тобто в даному випадку суміш з кристалів води, метану й аміаку.

2. АТМОСФЕРА
Світло-жовтий Сатурн зовні виглядає скромніше за свого сусіда - помаранчевого Юпітера. У нього немає настільки яскравого хмарного покриву, хоча структура атмосфери майже така ж. Верхні шари атмосфери Сатурна складаються на 93% з водню (за об'ємом) і на 7% - з гелію. Є домішки метану, водяного пара, аміаку і деяких інших газів. Аміачні хмари у верхній частині атмосфери могутніше юпітеріанських, що робить його не таким "кольоровим" та смугастим.
За даними «Вояджер», на Сатурні дують найдужчі вітру в Сонячній системі, апарати зареєстрували швидкості повітряних потоків 500 м / с. Вітри дмуть, в основному, в східному напрямку (у напрямку осьового обертання). Їх сила слабшає при видаленні від екватора; при віддаленні від екватора з'являються також і західні атмосферні течії. Ряд даних вказують, що вітри не обмежені шаром верхніх хмар, вони повинні поширюватися всередину, принаймні, на 2 тис. км. Крім того, вимірювання «Вояджера-2» показали, що вітру в південному і північному півкулях симетричні щодо екватора. Є припущення, що симетричні потоки якось пов'язані під шаром видимої атмосфери.
Сатурн
Південне півкуля Сатурна. "Ураган Дракона", він добре видно на цьому зображенні, отриманому в ближній ІЧ-області (кольори на малюнку штучні). Досліджуючи результати, отримані Кассіні, вчені виявили, що "Ураган Дракона" є причиною таємничих спалахів в радіодіапазоні. Можливо, ми бачимо гігантську грозу на Сатурні, коли радіошумів виникає через високовольтних розрядів в блискавках
Хоча плями атмосферних вихорів на Сатурні поступаються за розмірами юпитерианской Велика червона пляма, але й там спостерігаються грандіозні шторми, видимі навіть із Землі.
Знімки, передані АМС "Вояджер-1", виявили кілька десятків поясів і зон, а також різні конвективні хмарні утворення: кілька сот світлих плям діаметром 2000 - 3000 км , Коричневі утворення овальної форми шириною ~ 10000 км і червоне овальне хмарне освіта (пляма) у 55 ° ю. ш. Протяжність червоної плями на Сатурні 11 000 км , За розмірами воно приблизно дорівнює білим овальним утворень на Юпітері. Червона пляма на Сатурні відносно стабільно. Воно оточене темним кільцем. Вважають, що воно може представляти собою "верх" конвективної осередки. Вважають, що смуги в атмосфері Сатурна обумовлені температурними перепадами. Число смуг досягає декількох десятків, тобто набагато більше, ніж спостерігають із Землі, і більше, ніж було виявлено в атмосфері Юпітера. Учені чекали знайти на Сатурні умови, порівнянні з умовами на Юпітері, оскільки в метеорологічних явищах обох планет домінуючим фактором є нагрів за рахунок внутрішнього джерела тепла, а не поглинання сонячної енергії. Однак атмосфери Сатурна і Юпітера виявилися дуже різними. Наприклад, на Юпітері найбільші швидкості вітру зареєстровані уздовж кордонів смуг, а на Сатурні - вздовж центральної частини смуг, у той час як на кордонах смуг і зон вітер практично відсутня. У поясах і зонах атмосфери Юпітера чергуються західні і східні потоки, які розділяються областями зсуву. На відміну від цього, на Сатурні виявлено західний потік в дуже широкій смузі від 40 ° с. ш. до 40 ° ю. ш. Згідно одній гіпотезі, вітри обумовлені циклічним підйомом і опусканням великих хмар аміаку. Південна полярна область Сатурна порівняно світла. У північній полярній області виявлена ​​темна шапка. Можливо, це вказує на сезонні зміни, яких на Сатурні не очікували. Один профіль температури, отриманий для північної півкулі Сатурна, показує, що темні плями відповідають порівняно високій температурі, а великі світлі області - дещо нижчою.
Отримано нові відомості про хмару нейтрального водню, навколишнього Сатурн в тій же площині, в якій лежать каблучки планети і звертаються її супутники. Раніше вчені припускали, що ця хмара тороїдальної форми розташоване вздовж орбіти Титану і має своїм джерелом атмосферу Титана, де відбувається дисоціація метану зі звільненням водню. Проте ультрафіолетові. Спектрометр АМС "Вояджер-1" показав, що хмара розташоване не вздовж орбіти Титану, а простягається з відстані 1,5 млн. км від Сатурна (трохи далі орбіти Титану) до відстані 480 тис. км від неї (район орбіти Реї ). Загальна маса хмари 25000 т, що узгоджується з наявними теоріями; щільність всього 10 атомів в 1 см3.
В атмосфері Сатурна іноді з'являються стійкі освіти, які становлять надпотужні урагани. Аналогічні об'єкти спостерігаються і на інших газових планетах Сонячної системи. Гігантський «Великий білий овал» з'являється на Сатурні приблизно один раз на 30 років, востаннє він спостерігався в 1990 році (менш великі урагани утворюються частіше).
Не до кінця зрозумілим на сьогоднішній день залишається такою атмосферне феномен Сатурна, як «Гігантський гексагон». Він являє собою стійке утворення у вигляді правильного шестикутника з поперечником 25 тис. кілометрів, яке оточує північний полюс Сатурна.
В атмосфері виявлені потужні грозові розряди, полярні сяйва, ультрафіолетове випромінювання водню.
2.1. «ГІГАНТСЬКИЙ Гексагон»

Гігантський гексагон - на сьогоднішній день не має строгого пояснення атмосферне феномен на планеті Сатурн. Являє собою геометрично правильний шестикутник з поперечником в 25 тис. кілометрів, що знаходиться на північному полюсі Сатурна. По всій видимості, гексагон є досить незвичайним вихором. Прямі стіни вихору йдуть углиб атмосфери на відстань до 100 км . При вивченні вихору в інфрачервоному діапазоні спостерігаються світлі ділянки, що представляють собою гігантські діри в хмарної системі, які простягаються, як мінімум, на 75 км . вглиб атмосфери.
Вперше ця структура була помічена на ряді знімків, переданих апаратами Вояджер-1 і Вояджер-2. Оскільки об'єкт жодного разу не потрапив в кадр повністю і з-за низької якості знімків, то серйозного вивчення гексагон не було.
Реальний інтерес до гігантського гексагон з'явився після передачі його знімків апаратом «Кассіні». Той факт, що об'єкт знову помічений після місії Вояджерів, що проходила понад чверть століття тому, говорить про те, що гексагон являє собою досить стійкий атмосферний освіту.
Полярна зима і вдалий кут огляду дали фахівцям можливість розглянути глибинну структуру гексагон.
Передбачається, що гексагон не пов'язаний з авроральной активністю планети або її радіовипромінюванням, незважаючи на те, що структура розташована всередині аврорального овалу.
Разом з тим, об'єкт, за даними «Кассіні», обертається синхронно з обертанням глибинних шарів атмосфери Сатурна і, можливо, синхронно з її внутрішніми частинами. Якщо гексагон нерухомий щодо глибинних шарів Сатурна (на відміну від спостережуваних верхніх шарів атмосфери в більш низьких широтах), він може послужити опорою у визначенні істинної швидкості обертання Сатурна.
Зараз основною точкою зору з приводу природи феномена є модель, згідно з якою Гігантський гексагон представляє собою якусь стабільну хвилю, навколишнє полюс.

3. КОСМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
При прольоті близько Сатурна АМС "Вояджер-1" виявила явища, які, мабуть, є інтенсивні сплески радіовипромінювання в районі планети. Сплески відбувалися у всьому реєстроване частотному діапазоні і, можливо, виходять від кілець планети. Згідно з іншими припущеннями, сплески могли бути породжені блискавками в атмосфері планети. Прилади АМС реєстрували стрибок напруги, в 106 разів перевищує те, що зумовила б настільки ж віддалена спалах блискавки в земній атмосфері.
Ультрафіолетовий спектрометр зареєстрував у південній полярній області Сатурна полярні сяйва, що охоплюють область протяжністю понад 8000 км і порівнянні з інтенсивності з такими явищами на Землі.
3.1. Магнітосфера
До тих пір, поки перші космічні апарати не досягли Сатурна, спостережних даних про його магнітному полі не було взагалі, але з наземних радіоастрономічних спостережень випливало, що Юпітер володіє могутнім магнітним полем. Про це свідчило нетеплове радіовипромінювання на дециметрових хвилях, джерело якого виявився більше видимого диска планети, причому він витягнутий уздовж екватора Юпітера симетрично по відношенню до диска. Така геометрія, а також поляризованность випромінювання свідчили про те, що спостережуване випромінювання магнітно-гальмівне і джерело його - електрони, захоплені магнітним полем Юпітера і які населяють його радіаційні пояси, аналогічні радіаційним поясів Землі. Польоти до Юпітера підтвердили ці висновки.
Оскільки Сатурн дуже схожий з Юпітером за своїм фізичним властивостям, астрономи припустили, що досить помітне магнітне поле є і в нього. Відсутність же у Сатурна спостерігається з Землі магнітно-гальмівного радіовипромінювання пояснювали впливом кілець.
Ці пропозиції підтвердилися. Ще при підльоті "Піонера-11" до Сатурна його прилади зареєстрували у близько планетному просторі освіти, типові для планети, що володіє яскраво вираженим магнітним полем: головний ударну хвилю, кордон магнітосфери (магнітопауза), радіаційні пояси. У цілому магнітосфера Сатурна дуже подібна до земної, але, звичайно, значно більше за розмірами. Зовнішній радіус магнітосфери Сатурна в соняшниковій точці складає 23 екваторіальних радіуса планети, а відстань до ударної хвилі - 26 радіусів.
Радіаційні пояси Сатурна настільки великі, що охоплюють не тільки кільця, але й орбіти деяких внутрішніх супутників планети.
Як і очікувалося, у внутрішній частині радіаційних поясів, яка "перегороджена" кільцями Сатурна, концентрація заряджених частинок значно менше. Причину цього легко зрозуміти, якщо згадати, що в радіаційних поясах частинки здійснюють коливальні рухи приблизно в меридіональному напрямку, кожного разу перетинаючи екватор. Але у Сатурна в площині екватора розташовуються кільця: вони поглинають майже всі частинки, які прагнуть пройти крізь них. У результаті внутрішня частина радіаційних поясів, що у відсутність кілець була б у системі Сатурна найбільш інтенсивним джерелом радіовипромінювання, виявляється ослабленою. Тим не менш "Вояджер-1", наблизившись до Сатурну, все-таки виявив нетеплове радіовипромінювання його радіаційних поясів.
Магнітне поле Сатурна породжується електричними струмами в надрах планети, - мабуть, в шарі, де під впливом колосальних тисків водень перейшов в металеве стан. При обертанні цього шару з тією кутовий швидкістю обертається і магнітне поле.
Внаслідок великої в'язкості речовини внутрішніх частинок планети всі вони обертаються з однаковим періодом. Таким чином, період обертання магнітного поля - це в той же час період обертання більшої частини маси Сатурна (крім атмосфери, яка обертається не як тверде тіло).
3.2. Полярне Сяйво
Полярні сяйва Сатурна викликані високоенергетичним потоком від Сонця, яке охоплює планету. Полярне сяйво Сатурна може бути відмічено лише в ультрафіолетовому світлі, створення якого не допомагає розглянути його з Землі.

Це знімок полярного сяйва Сатурна, зроблений в ультрафіолеті двовимірним спектрографом (STIS) космічного телескопа. Відстань до Сатурна - 1.3 млрд. км. Полярне сяйво має вигляд кільцевого завіси, навколишнього обидва магнітних полюси планети. Завіса піднімається більш ніж на півтори тисячі кілометрів над поверхнею хмар Сатурна.
Полярне сяйво Сатурна аналогічно земному - обидва пов'язані з частками сонячного вітру, які захоплюються магнітним полем планети як пасткою і рухаються вздовж силових ліній від полюса до полюса туди - назад. В ультрафіолетовому полярне сяйво краще виділяється на тлі планети завдяки сильному люмінесцентне світіння водню.
Вивчення полярного сяйва Сатурна почалося більше 20 років тому: «Піонер 11» виявив збільшення яскравості Сатурна біля полюсів в далекому ультрафіолеті в 1979р. Прольоти «Вояждера" 1 та 2 повз Сатурна на початку 1980-х дали загальний опис полярного сяйва. Ця апарати вперше промірами магнітне поле Сатурна, яке виявилося дуже сильним.
3.3. ІНФРАЧЕРВОНЕ СВІТІННЯ САТУРН
Відомий своєю яскравою системою кілець і численними супутниками, газовий гігант Сатурн виглядає дивним і незнайомим на цьому представленому в штучних квітах знімку, отриманому космічним апаратом «Кассіні». Дійсно, на цьому складеному зображенні, отриманому за допомогою візуального й інфрачервоного картуються спектрометра (Visual and Infrared Mapping Spectrometer - VIMS) знамениті кільця майже не помітні. Вони видно з ребра і пере-

сека центр картинки. Найефектніший контраст на зображенні - вздовж термінатора, або межі дня і ночі. Синьо-зелені відтінки праворуч (на денній стороні) - це видимий сонячне світло, відбите від вершин хмар Сатурна. Але ліворуч (на нічній стороні) сонячного світла немає, і в інфрачервоному випромінюванні теплих внутрішніх частин планети, схожому на світ китайського ліхтарика, видно силуети деталей більш глибоких шарів хмар Сатурна. Теплове інфрачервоне світіння видно також у тінях кілець, широкими смугами перетинають північну півкулю Сатурна.

4. Кільцева система САТУРН

Із Землі в телескоп добре видні три кільця: зовнішнє, середньої яскравості кільце А; середнє, найбільш яскраве кільце В в внутрішнє, неяскраве напівпрозоре кільце З, яке називається креповим. Кільця трохи біліша жовтуватого диска Сатурна. Розташовані вони в площині екватора планети і дуже тонкі: при загальній ширині в радіальному напрямку приблизно 60 тис.км. вони мають товщину менше 3 км . Спектроскопически було встановлено, що кільця обертаються не так, як тверде тіло, - з відстанню від Сатурна швидкість убуває. Більш того, кожна крапка кілець має таку швидкість, яку мав би на цій відстані супутник, що вільно рухається навколо Сатурна по круговій орбіті. Звідси ясно: кільця Сатурна власне кажучи являють собою колосальне скупчення дрібних твердих часток, що самостійно звертаються навколо планети. Розміри частинок настільки малі, що їх не видно не тільки в земні телескопи, але і з борта космічних апаратів.
Характерна риса будівлі кілець - темні кільцеві проміжки (розподілу), де речовини дуже мало. Саме широке з них ( 3500 км ) Відокремлює кільце У від кільця А и називається "розподілом Кассіні" на честь астронома, що вперше побачив його в 1675 році. При виключно гарних атмосферних умовах таких розподілів із Землі видно понад десяти. Природа їх, очевидно, резонансна. Так, розподіл Кассіні - це область орбіт, у якій період звертання кожної частки навколо Сатурна рівно вдвічі менше, ніж у найближчого великого супутника Сатурна - Мімаса. З-за такого збігу Мімас своїм притяганням як би розгойдує частки, що рухаються усередині розподілу, і зрештою викидає їх відтіля. Бортові камери "Вояджер" показали, що з близької відстані кільця Сатурна схожі на грамофонну платівку: вони як би розшаровані на тисячі окремих вузьких кілець з темними прогалинами між ними. Прогалин так багато, що пояснити їх резонансами з періодами звертання супутників Сатурна вже неможливо.
Крім кілець А, В і С "Вояджери" знайшли ще чотири: D, E, F і G. Всі вони дуже розріджені і тому неярки. Кільця D і E із працею видні з Землі при особливо сприятливих умовах; кільця F і G виявлені вперше. Порядок позначення кілець порозумівається історичними причинами, тому він не збігається з алфавітним. Якщо розташувати кільця в міру їхнього видалення від Сатурна, то ми одержимо ряд: D, C, B, A, F, G, E. Особливий інтерес і велику дискусію викликало кільце F. На жаль, вивести остаточне судження про цей об'єкт поки не вдалося, тому що спостереження двох "Вояджер" не узгоджуються між собою. Бортові камери "Вояджера-1" показали, що кільце F складається з декількох колечок загальною шириною 60 км ., Причому два з них перевиті один з одним, як шнурок. Деякий час панувала думка, що відповідальність за цю незвичайну конфігурацію несуть два невеликих нововідкритих супутники, що рухаються безпосередньо поблизу кільця F, - один із внутрішнього краю, іншої - у зовнішнього (ледве повільніше першого, тому що він далі від Сатурна). Притягання цих супутників не дає крайнім часткам іти далеко від його середини, тобто супутники як би "пасуть" частки, за що і отримали назву "пастухів". Вони ж, як показали розрахунки, викликають рух часток по хвилястій лінії, що і створює переплетення компонентів кільця. Але "Вояджер-2", що пройшов біля Сатурна дев'ятьма місяцями пізніше, не знайшов у кільці F ні переплетень, ні яких-небудь інших перекручувань форми, - зокрема, і в безпосередній близькості від "пастухів". Таким чином, форма кільця виявилася мінливою. Для судження про причини і закономірності цієї мінливості двох спостережень, звичайно, мало. З Землі ж спостерігати кільце F сучасними засобами неможливо - яскравість його занадто мала.

Кільце D - найближче до планети. Мабуть, воно простирається до самої хмарної кулі Сатурна. Кільце E - саме зовнішнє. Вкрай виряджене, воно в той же час найбільш широке з усіх - близько 90 тис. км. Величина зони, яку воно займає, від 3,5 до 5 радіусів планети. Густина речовини в кільці E зростає в напрямку до орбіти супутника Сатурна Енцелада. Можливо, Енцелад - джерело речовини цього кільця. Частки кілець Сатурна, ймовірно, крижані, покриті зверху інеєм. Це було відомо ще з наземних спостережень, і бортові прилади космічних апаратів лише підтвердили правильність такого висновку. Розміри часток головних кілець оцінювалися з наземних спостережень у межах від сантиметрів до кількох метрів. Коли "Вояджер-1" проходив поблизу Сатурна, радіопередавач космічного апарата послідовно пронизував радіопроменем на хвилі 3,6 см . кільце А, розподіл Кассіні і кільце С.
Потім радіовипромінювання було прийнято на Землі і піддалося аналізу. Вдалося з'ясувати, що частки зазначених зон розсіюють радіохвилі переважно вперед, хоча і дещо по-різному. Завдяки цьому оцінили середній поперечник часток кільця А в 10 м , Розподілу Кассіні - у 8 м і кільця С - у 2 м . Сильне розсіювання вперед, але вже у видимому світлі, виявлено в кілець F і E. Це означає наявність у них значної кількості дрібного пилу (поперечник порошини біля десятитисячних доль мм)
У кільці В знайшли новий структурний елемент - радіальні утворення, що одержали назви "спиць" через зовнішню подібність зі спицями колеса. Вони також складаються з дрібного пилу і розташовані над площиною кільця. Не виключено, що "спиці" утримуються там силами електростатичного відштовхування. Цікаво відзначити: зображення "спиць" були знайдені на деяких замальовках Сатурна, зроблених ще в минулому столітті. Але тоді ніхто не додав їм значення. Досліджуючи кільця, "Вояджери" знайшли несподіваним ефект - численні короткочасні сплески радіовипромінювання, що надходить від кілець. Це не що інше, як сигнали від електростатичних розрядів - свого роду блискавки. Джерело електризації частинок, мабуть, зіткнення між ними. Крім того, була відкрита огортає кільця газоподібна атмосфера з нейтрального атомарного водню. "Вояджер" спостерігалася лінія Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафіолетовій частині спектру. За її інтенсивності оцінили число атомів водню в кубічному сантиметрі атмосфери. Їх виявилося приблизно 600. Потрібно сказати, деякі вчені задовго до запуску до Сатурна космічних апаратів пророкували можливість існування атмосфери в кілець Сатурна. "Вояджер" була також зроблена спроба виміряти масу кілець. Складність полягала в тому, що маса кілець принаймні в мільйон разів менше маси Сатурна. Маса кілець свідомо менше 1,7 мільйонних часток маси планети.

4.1. ВІДКРИТТЯ ТОНКОЇ СТРУКТУРИ КІЛЕЦЬ

Найбільш "оригінальна" з планет, планета Сатурн, так само, як і Марс,
знаходиться під пильною увагою астрономічного населення Землі.
XVII СТОЛІТТЯ: "Ясно бачу кільце"
Незвичайний вигляд планети Сатурн вперше помітив Галілео Галілей влітку 1610 року. Він "з великим подивом спостерігав Сатурн не у вигляді однієї зірки, а що складається з трьох нерухомих майже стосуються зірок, при цьому центральна більше бічних і всі три розташовані на прямій лінії ... У трубу з меншим збільшенням вони не видно як три окремі зірки: Сатурн представляється подовженою зіркою у формі оливи ". Галілей порівнював бічні зірки з покірними слугами, які допомагають пристарілого Сатурну здійснювати свій шлях і завжди тримаються по обидві сторони від нього. Незабаром, проте, природа пожартувала над дослідником. У 1612 році кільце Сатурна виявилося поверненим до Землі ребром і "покірні слуги" зникли з поля зору галилеевой труби.
У 1614 році "бічні зірки" Сатурна бачив у свою трубу єзуїт Крістофер Шайнер, в 1616 році - сам Галілей, а в 30 - 50-і роки XVII століття їх помічали такі відомі спостерігачі, як П'єр Гассенді, Франческо Фонтана, Джованні-Батіста Риччиоли , Ян Гевелій. Але хоча окремі замальовки планети виразно показували кільцеві обриси, розгадати таємницю неземного діва ніяк не вдавалося. Навіть Гевелій, що виявив періодичність зміни фаз видимості Сатурна, так і не зумів розібратися, що ж являють собою сатурнова прикраси, Правильне пояснення "дива" планети та періодичних змін її виду дав у 1659 році Християн Гюйгенс, що спостерігав з 1655 Сатурн спочатку в 12 - футовий, а потім у новий 23-футовий телескоп; "оперезати кільцем, тонким, плоским, ніде не прилеглим, до екліптики нахиленим". Передбачаючи "недовіра тих, хто вважає незвичайним і неправильним", що він "приписує небесному тілу форму досі не зустрічалося, тоді як вважається незаперечним законом природи, що їм личить сферичний вигляд", Гюйгенс підкреслив: "я не вигадав це припущення завдяки своїй фантазії і уяві .., а ясно бачу кільце власними очима ".
Замальовки, виконані в XVII столітті
Підпис: Замальовки, виконані в XVII столітті 1 - Г. Галілей, 1610 рік;
2 - К. Шайнер, 1614 рік;
3 - П. Гассенді, 1633 рік;
4 - Дж. Риччиоли, 1640 рік;
5, 6, 7, 8 - Я. Гевелій, 1640-1650 роки;
9, 10 - П. Гассенді, 1645 рік;
11 - Є. Дивина, 1647 рік;
12 - Ф. Фонтану, 1648 рік;
13, 14, 15 - Дж. Риччиоли, 1648-1650 роки;
16, 17 - X. Гюйгенс, 1656, 1659 рік;
18 - Дж. Компані, 1664 рік;
19 - В. Болл, 1665 рік;
20 - Я. Гевелій, 1675 рік;

21 - Ж. Кассіні, 1676
У 1664 році Джузеппе Кампані, один з визнаних майстрів телескопобудування, перевіряючи якість свого 35-футового інструменту, "розщепив" кільце Сатурна на два - зовнішнє, більш темне, і внутрішнє, світле (кільця А і В з сучасного позначенню, введеному в XIX столітті О. В. Струве). А в 1675 році Християн Гюйгенс і Жан-Домінік Кассіні виявили між цими двома кільцями темну смугу. Її згодом назвали розподілом Кассіні. Таким чином, "класичні" (тобто відбиті в шкільному підручнику астрономії) особливості кільця Сатурна були встановлені в XVII столітті.
XVIII СТОЛІТТЯ: розбрід і хитання
З правильними уявленнями про пристрій кільця Сатурна вперше зустрічаємося в одній з праць Жака Кассіні ( 1715 р .). На його думку, кільце могло бути "скупченням супутників, які перебували в одній площині і зверталися навколо планети; ... величина їх настільки мала, що вони не можуть бути помітні окремо, але в той же час вони настільки близькі один до одного, що неможливо розрізнити проміжки між ними, тому здається, ніби вони утворюють єдине суцільне тіло ". Цю версію Кассіні аргументував посиланням на третій закон Кеплера, згідно з яким тверде кільце повинне бути зруйновано тяжінням планети. Правда, є вагомі підстави вважати, що подібне пояснення природи сатурнова кільця належить іншому французькому вченому-персони Роберваль, одному з творців Паризької академії в 1666 році. Однак ця гіпотеза була чисто умоглядної, а тому далеко не єдиною. У 30-х роках XVIII століття французький учений і інженер П.-Л. Мопертюї припустив, що кільце Сатурна зобов'язане своїм походженням кометам, які планета захоплювала при близькому проходженні. Голови комет ставали супутниками Сатурна, а хвости утворили кільця. Ж.-Ж. Мера і Ж.-Л. Бюффон, колеги Мопертюї по Паризькій академії, вважали кільце залишком екваторіального речовини планети. За Мерану, Сатурн спочатку мав великі розміри, але, стискаючись в результаті охолодження, скинув зовнішні шари; згідно Бюффону, кільце відокремилося від планети внаслідок надлишку відцентрової сили. Вперше темне внутрішнє кільце Сатурна (кільце С) спостерігав англійський астроном Томас Райт. Кільце Сатурна уявляється йому "утвореним з багатьох кілець, з яких два видно дуже добре і помітно третє. Я спостерігав їх у рефлектор з 5-футовим фокусом в березні 1739 року, причому зовнішнє відносилося до внутрішнього (кільце А до кільця В), як 1 до 3, а інша частина (кільце С) здавалася дуже темною. У цей час кільце було максимально розгорнутим ", Цікаву гіпотезу будівлі кільця Сатурна розвинув в 1755 році Іммануїл Кант у своїй праці" Загальна природна історія і теорія неба ". Йому вже було відомо про спостереження "багатьох концентричних кілець, відокремлених Один від одного деяким простором". Вважаючи кільце "газом частинок". Кант доводив, що так як рівновага кільця обумовлено рівністю тяжіння і відцентрової сили, то відповідно до закону збереження кутового моменту розріджене, але все ж таки "столкновітельним" диск буде дробитися на вузькі концентричні смуги і саме це запобіжить кільце від повного руйнування. Міркування Канта про динаміку розрідженого кільця цілком доречні, а висновок про дроблення кільця на концентричні зони передбачив приголомшливі відкриття XIX і XX століть. Отже, класичні результати XVII століття обросли строкатими повідомленнями про спостереження різних смуг на кільцях А і В.
XIX СТОЛІТТЯ: А все-таки воно дробиться!
Напрочуд деталі будови кільця Сатурна відкрилися англійському капітану Генрі кейтери - оптику, геодезист, метрології. 17 грудня 1825 спостерігаючи в ньютоновский телескоп (фокус 40 дюймів , Апертура 6,25 дюйма ), Кейтер припустив, що бачить "зовнішнє кільце розділеним численними темними смугами, надзвичайно близькими, причому одна сильніше інших і ділить кільце приблизно навпіл". У цей же вечір явище було засвідчено двома іншими людьми, яким кейтер показував кільце Сатурна. 16 та 17 січня 1826 смуги представилися кейтери менш виразними.
Нарешті, 22 січня 1828 року, коли основне ділення простежувалося чудово, "не відчувалося ніяких слідів поділів зовнішнього кільця. Тому я переконаний, що вони не є незмінними". Про свої спостереження кейтер повідомив на початку 1826 року Джон Гершель, який незабаром досліджував кільце Сатурна в 20-футовий телескоп і нічого особливого не виявив. Влітку 1826 року Василь Якович Струве, грунтуючись на своїх спостереженнях, заявив: "Що стосується поділу кільця на численні частини, я не помітив жодних слідів". Проте в 1838 році римський священик Франческо де Віко в 6-дюймовий ахроматичний телескоп знову чітко бачив і показав своїм учням і друзям три темні смуги - одну майже посередині кільця А і дві інші на кільці В. Видимість смуг трохи мінялася залежно від атмосферних умов, а при проходженні Сатурна через меридіан іноді було видно одразу шість кілець. У тому ж році вийшла грунтовна стаття німецького астронома Йоганна-Франца Енке. Він писав, що 25 квітня 1837 року, коли література про поділи кільця Сатурна була йому майже невідома, він відчував новий ахроматичний окуляр і побачив, що "вушка" зовнішнього кільця розділені штрихами на дві рівні частини. Розподіл систематично досліджувався в травні-липні, було виконано ряд мікрометричних вимірів його положення і товщини. Поява цієї низькоконтрастних смуги, яку Енке й інші одночасно спостерігали або посередині кільця А, або трохи ближче до його зовнішньому краю, обумовлено, як з'ясувалося в наші дні, накладенням декількох близьких темних смуг. Разом з тим сучасні спостереження підтвердили наявність вкрай вузькою висококонтрастною щілини поблизу зовнішнього-краю кільця А, яку чітко бачив у 36-дюймовий рефрактор Лікської обсерваторії (США) і замалював Джеймс Кілер 7 січня "1888 року. Але саме цю смугу зараз називають розподілом Енке. У своїй статті Енке навів також дані спостережень Йоганна-Готфрі де Галле. Той бачив, що 8 травня 1838 "" внутрішній край внутрішнього кільця розпливався ", а 25 травня" темний простір між Сатурном і його кільцем було утворено, аж до середини, плавним протяжністю внутрішнього краю кільця у темряву ". Це боязке опис кільця З дано "через 100 років після спостережень Райта. Результати Райта так і не став надбанням широкої астрономічної громадськості, навпаки, спостереження Галле, опубліковані в" Записках Берлінської академії наук ", здобули популярність" всього "13 років по тому, незабаром після того, як в кінці 1850 року кільце С було остаточно відкрито в Америці та Європі. Восени 1851 року незалежно, на різних материках, знову були зареєстровані поділу на кільці В. У 1859 році майбутній творець класичної електродинаміки Джеймс Максвелл довів, що кільце Сатурна не може бути єдиною системою, твердої або рідкої, і підтвердив - на більш високому математичному рівні - висновок Канта про дроблення кільця. Щоб система кілець могла існувати, вона, стверджував Максвелл, "повинна складатися з нескінченного числа незалежних частинок, які обертаються навколо планети з різними швидкостями. Ці частинки можуть збиратися в серії вузьких кілець або ж можуть рухатися всередині свого ансамблю хаотично. У першому випадку руйнування буде надзвичайно повільним, у другому - більш швидким, але при цьому може з'явитися тенденція до скучіванія у вузькі кільця, що сповільнить руйнівну дію ". Таким чином, дані спостережень структури кільця Сатурна отримали в XIX столітті бракувало раніше атрибути надійних результатів: незалежність від місця спостережень і конкретних інструментів, повторюваність, можливість перевірки. Але чому все-таки, починаючи з середини XIX століття, ніхто більше не спостерігав чисельних поділів на кільцях А і В? Можливо, це частково пояснюється погіршенням астроклімату - астрономи першими відчули наслідки світової
Кільця
промислового буму.
Історія візуальних спостережень кільця Сатурна, його тонкої структури за останні років сто майже вже забулася, але в наші дні - завдяки "вказівок" "Вояджер" - була спішно реставрована, і інтерес до неї відродився знову. І тоді ми дізналися, що для астрономів XIX століття аж ніяк не в дивину виявилося б відкриття великого числа поділів на кільці Сатурна. Вражаюче, наскільки збігається передбачуване дроблення кільця на малюнках англійського астронома Р. Проктора, з зображенням, переданим на Землю "Вояджером-1". Визнавав заслуги астрономів минулого у вивченні "сатурнова прикраси", Міжнародний астрономічний союз нещодавно присвоїв окремим розподілам кільця імена Гюйгенса, Максвелла і Кілер.
5. Супутники Сатурна
Якщо до польотів космічних апаратів до Сатурна було відомо 10 супутників планети, то зараз ми знаємо близько 60 природних супутників Сатурна, а також три передбачуваних. Найбільший із супутників - Титан. Вчені припускають, що умови на цьому супутнику Сатурна схожі з тими, які існували на нашій планеті 4 мільярди років тому, коли на Землі тільки зароджувалося життя.
Нові супутники дуже малі, але, тим не менш, деякі з них роблять серйозний вплив на динаміку системи Сатурна. Такий, наприклад, маленький супутник, що рухається в зовнішнього краю кільця А, він не дає часткам кільця виходити за межі цього краю - це Атлас.
Деякі із них мають середню щільність 1,0 г/см3, що більше відповідає водяному льоду. Щільність інших трохи вище, але теж невелика (виключення - Титан). Наприклад, Рея, п'ятий класичний супутник Сатурна, має щільність 1,3 г/см3. Присутність великої кількості льоду в складі супутників Сатурна - це пряма вказівка ​​на їхню освіту в зоні низьких температур, які й нині характерні для зовнішньої частини Сонячної системи. Згідно існуючим теоріям в період формування планет на периферії протопланетного хмари температури були дуже низькими, і легкі летючі речовини, такі, як водяний пар, конденсувалися переважно на периферии.
Супутники названі на честь героїв античних міфів про титанів і гігантах. Майже всі ці космічні тіла світлі. У найбільш великих супутників формується внутрішнє кам'янисте ядро.
Супутники планети і її кільця пропонують небесної механіки кілька загадок. У 1980 р . кілька груп дослідників оголосили про нових дивних відкриття. Наприклад, по орбіті Діони, четвертого великого супутника, рухається ще один супутник S6 (Гелена).
Всі відкриті супутники порівняно малі no-розмірами, мають геометричне альбедо 0,3-0,5 і неправильну, за одним винятком, форму. Серед них вперше були виявлені так звані супутники «пастухи» (іноді їх за аналогією з англійським терміном називають «сторожовими собаками»). Вони своїм гравітаційним впливом як би фокусують рух окремих частинок в кільцях, не допускаючи їх випадіння із загального ансамблю.
Орбіти малих супутників, що володіють цими особливостями, розташовуються в такий спосіб. У самого зовнішнього краю кільця A, на середній відстані від центру Сатурна 137670 км , Знаходиться «пастух» кільця A, 1980 S 28 (Атлас), розмірами близько 20 км . 1980 S 27 і 1980 S 26 - відповідно внутрішній і зовнішній «пастухи» кільця F з розмірами 70х40 і 55х40 км та середнім радіусом орбіт 139353 і 141700 км . Два коорбітальних супутника, 1980 S 1 і 1980 S 3 (Янус і Епіметей), трохи більше: 110х90 км і 70х55 км. Їх орбіти відрізняються всього на 50 км: 151422 і 151472 км . На орбіті Тефії ( 294700 км ) Перебувають маленькі тіла розміром 50 - 60 км , 1980 S 25 і 1980 S 13 (Каліпсо та Телесто), перше з яких, може, має більш-менш правильну кульову форму. Нарешті, на орбіті Діони ( 377500 км ) Знаходиться таке ж маленьке тіло - 1980 S 6.
Перейдемо до класичних (великим) супутникам Сатурна. Всі вони (крім Феби) знаходяться в синхронному обертанні, тобто постійно звернені до Сатурна однією стороною (Мімас, Енцелад, Тефія, Діона, Рея, Титан, Гіперіон, Япет, Феба).
Слідкування за супутниками Сатурна:
На цих п'яти парах фотографій, отриманих космічним телескопом ім. Хаббла, помітно, як деякі супутники Сатурна рухаються навколо своєї окольцьованому планети. Всі знімки були зроблені послідовно, з інтервалом 97 хвилин (це період обертання телескопа навколо Землі) 21 листопада 1995 року. Фотографії отримані 2-й ширококутного планетної камерою. Зазвичай яскраві кільця Сатурна видно майже з торця. На верхній парі фотографій по центру висить великий яскравий супутник Діона, тоді як менші супутники Пандора, Прометей і Мімас (на верхньому правому знімку) знаходяться у диска планети поблизу зовнішнього кільця. На другій і третій парі знімків супутники Рея і Епіметей пролітають як би в танці. Коли кільця Сатурна розташовані торцем до Землі, зменшується кількість світла, що приходить від кілець. Тоді астрономам надається можливість дослідити складну систему супутників цієї планети і шукати з працею помічаються невідкриті супутники.

6. ІСТОРІЯ ВІДКРИТТІВ
Сатурн - одна з п'яти планет Сонячної системи, легко видимих ​​неозброєним оком із Землі. У максимумі блиск Сатурна перевищує першу зоряну величину.
Вперше спостерігаючи Сатурн через телескоп у 1609-1610 роках, Галілео Галілей помітив, що Сатурн виглядає не як єдине небесне тіло, а як три тіла, майже торкаються один одного, і висловив припущення, що це два великих «компаньйона» (супутника) Сатурна. Два роки по тому Галілей повторив спостереження і, на свій подив, не виявив супутників.

У 1659 р. Гюйгенс, з допомогою більш потужного телескопа, з'ясував, що «компаньйони» - це насправді тонке плоске кільце, яка оперізує планету і не стосується її. Гюйгенс також відкрив найбільший супутник Сатурна - Титан. Починаючи з 1675 року вивченням планети займався Кассіні. Він зауважив, що кільце складається з двох кілець, розділених розбірливим зазором - щілиною Кассіні, і відкрив ще кілька великих супутників Сатурна.
У 1979 році космічний апарат «Піонер-11» вперше пролетів поблизу Сатурна, а в 1980 і 1981 роках за ним пішли апарати «Вояджер-1» і «Вояджер-2». Ці апарати вперше виявили магнітне поле Сатурна і досліджували його магнітосферу, спостерігали шторми в атмосфері Сатурна, отримали детальні знімки структури кілець і з'ясували їх склад.
У 1990-х роках Сатурн, його супутники і кільця неодноразово досліджувалися космічним телескопом Хаббл. Довготривалі спостереження дали чимало нової інформації, яка була недоступна для «Піонера-11» і «Вояджер» при їх одноразовому прольоті біля планети.
У 1997 році до Сатурна був запущений апарат "Кассіні-Гюйгенс» і, після семи років польоту, 1 липня 2004 року він досяг системи Сатурну і вийшов на орбіту навколо планети. Основними завданнями цієї місії, розрахованої мінімум на 4 роки, є вивчення структури та динаміки кілець і супутників, а також вивчення динаміки атмосфери і магнітосфери Сатурна. Крім того, спеціальний зонд «Гюйгенс» відокремився від апарату і на парашуті спустився на поверхню супутника Сатурна Титана.
Рік
Вчений
Відкриття
1610
Г. Галілей
Перше телескопічне спостереження Сатурна. Зарисовано як три зірочки.
1633
Перша замальовка Сатурна.
1655
Г.Х. Гюйгенс
25 березня відкриває кільце Сатурна і перший супутник - Титан.
1671
Дж. Кассіні
Відкриває супутник Япет, 23.12.1672г - супутник Рея, 1675г - мета в кільці, в 1684г супутники Тефія і Діона.
1790
В. Гершель
Визначає період обертання Сатурна.
1837
І. Ф. Енке
Відкриває другу щілину в кільці.
1838
І. Г. Галле
Відкриває внутрішнє кільце Сатурна (кільце С в кільці В).
1840
Дж. Ф. Гершель
Дає назву першим п'яти відкритим супутникам.
1857
Д. К. Максвелл
Довів теоретично, що кільця повинні складатися з безлічі незв'язаних частинок (робота друкується у 1859р).
1876
Відкривається Біла пляма (спостерігається періодично).
1895
А.А. Білопільський
Доводить метеорний складу кілець Сатурна.
1932
В атмосфері планети відкриті метан і аміак.
1979
КА "Піонер - 11"
Пролітаючи 1 вересня в 21400 км від планети, знайшов магнітосферу планети і показав тонку структуру кілець. Відкрито два нових кільця.
1980
КА "Вояджер - 1"
12 листопада пролітає повз планети в 123000 км , Досліджує супутник Титан, відкриває 5 супутників, нові кільця.
1981р
КА "Вояджер - 2"
27 серпня зближується з планетою. Досліджує Титан, радіаційні пояси, магнітне поле.
2000р
Бретт Гледман
Протягом року відкриває 10 нових супутників у планети.
ДОДАТОК
САТУРН (в порівнянні з Землею)
Основні параметри:
Показник Сатурна:
Земний показник:
Сатурн / Земля:
ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ПЛАНЕТИ
Маса ( 1024 кг )
568,46
5,9736
95,159
Обсяг (1010 км3)
82713
108,321
763,59
Екваторіальний радіус (км)
60268
6378,1
9,449
Полярний радіус (км)
54364
6356,8
8,552
Об'ємний середній радіус (км)
58232
6371,0
9,140
Середня щільність (кг/м3)
687
5515
0,125
Гравітація (м/с2)
10,44
9,80
1,065
Прискорення вільного падіння (м/с2)
8,96
9,78
0,916
Друга космічна швидкість (км / с)
35,5
11,19
3,172
Альбедо
0,342
0,306
1,12
Візуальне альбедо
0,47
0,367
1,28
Сонячна енергія (W/m2)
14,90
1367,6
0,011
Температура абсолютно чорного тіла (К)
81,1
254,3
0,319
Момент інерції (I/MR2)
0,210
0,3308
0,635
Число природних супутників
47
1
-
Планетарна кільцева система
Так
Ні
-
ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ОРБІТИ
Полуглавная вісь (відстань від Сонця) ( 106 км )
1433,53
149,60
9,582
Сидеричний період орбіти (днів)
10759,22
365,256
29,457
Тропічний період орбіти (днів)
10746,94
365,242
29,424
Максимальна орбітальна швидкість (км / с)
10,18
30,29
0,336
Мінімальна орбітальна швидкість (км / с)
9,09
29,29
0,310
Нахил орбіти (градуси)
2,485
0,000
-
Ексцентриситет Орбіти
0,0565
0,0167
3,383
Період обертання навколо своєї осі (години)
10,656
23,9345
0,445
Тривалість світлового дня (години)
10,656
24,0000
0,4414
Нахил осі (градуси)
26,73
23,45
1,140
ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ОБСЕРВАТОРІЇ
Дослідник
Невідомий
Дата відкриття
Доісторичні часи
Мінімальна відстань до Землі ( 106 км )
1195,5
Максимальна відстань до Землі ( 106 км )
1658,5
Максимальна візуальна величина
0,43
ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ АТМОСФЕРИ
Поверхневий тиск (bar)
більше 1000 bars
Щільність атмосфери 1 bar (кг/м3)
0,19
Висота атмосфери (км)
59.5
СР температура 1 bar (К)
134 K / - 139 C
СР температура 0,1 bar (К)
84 K / - 189 C
Швидкість вітру (м / с)
400 м / с (<30 ° широт), 150 м / с (> 30 ° широт)
Молекулярний вага
2,07 г / моль
Основний склад атмосфери
Молекулярний водень (H2) - 96,3%; Гелій (He) - 3,25%
Інші складові - ppm (промо)
Метан (CH4) - 4500 (2000); Аміак (NH3) - 125 (75); HD - 110 (58); Етан (C2H6) - 7 (1,5);
Аерозолі
Аміачні і водні кристалики льоду, аміак гидросульфид

ЛІТЕРАТУРА
1. Інтернет, http://galspace.spb.ru/
2. Інтернет, http://ru.wikipedia.org/wiki
3. Інтернет, http://www.astronet.ru/
4. Інтернет, http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/228/
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат
159.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Планета Сатурн 2
Планета з кільцем - Сатурн
Планета з кільцем Сатурн
Планета з кільцем Сатурн 2
Сатурн
Бухгалтерський облік на прикладі ТОВ Сатурн
Я - планета
Я планета
Планета Земля
© Усі права захищені
написати до нас