Планета Сатурн — шестая от Солнца. Строение Сатурна
Шестая по счету от Солнца планета была названа в честь римского бога плодородия и земледелия. 1 По диаметру Сатурн (58 тыс. км) лишь немногим (на 19 % в экваториальном диаметре) уступает Юпитеру, хотя и в три раза меньше его по массе, г Этот газовый гигант несется на расстоянии 1430 млн км от Солнца со скоростью г 9,69 км/с. Несмотря на внушительные размеры, Сатурн очень быстро вращается вокруг оси, так что сутки длятся всего 10 ч 34 мин 13 с. Столь быстрое вращение вызывает самую сильную сплюснутость среди газовых гигантов в Солнечной системе. При колоссальной массе, в 95 раз превышающей массу Земли, Сатурн имеет весьма незначительную плотность (меньше плотности воды), что также выделяет его среди планет Солнечной системы. В принципе этот гигант вполне мог бы плыть в некой фантастической ванне, наполненной обычной водой!
Строение Сатурна
Близкое знакомство со вторым газовым гигантом началось в 1979 году, когда АМС НАСА «Пионер-11» впервые приблизилась на расстояние 21,4 тыс. км к системе Сатурна. Были получены изображения планеты и его сателлитов. АМС пролетела над плоскостью колец газового гиганта и открыла тонкое кольцо F. Была также измерена температура поверхности спутника Титана.
В ноябре 1980 года в систему Сатурна вошла АМС НАСА «Вояджер-1». Во время этих миссий были получены изображения сатурнианских лун — Титана, Мимаса, Энцелада, Тефии, Дионы и Реи. Кроме того, было собрано много данных об атмосфере и температуре газового гиганта. Годом позже к Сатурну приблизился «Вояджер-2», продолжил исследование атмосферы планеты и подтвердил наличие магнитосферы и чудовищные штормы в атмосфере. Были также получены детальные снимки структуры колец, выяснен их состав и открыто несколько новых спутников.
В 1997 году к Сатурну отправилась АМС «Кассини-Гюйгенс», которая в июле 2004 года вышла на орбиту газового гиганта, пройдя мимо сателлита Феба. Были получены изображения больших метановых озер, гор и островов Титана. Затем специальный зонд «Гюйгенс» на парашюте спустился на поверхность Титана и выяснил, что верхняя часть облаков состоит из метанового льда, а нижняя — из жидких метана и азота. Собранная информация позволила открыть новые кольца планеты.
В 2009 году стартовал совместный американо-европейский проект «Titan Saturn System Mission», ставящий своей целью изучение Сатурна и его спутников Титана и Энцелада. Предполагается, что в ходе этого проекта АМС облетит Сатурн и станет спутником Титана, а затем с нее десантируются шар-зонд в атмосферу Титана и посадочный модуль на его поверхность.
В космическом пространстве между Юпитером и Сатурном расположен очередной пояс астероидов, в котором обращаются тысячи сравнительно небольших (диаметром от метров до километров) скальных и ледяных тел. Эти объекты чаще всего имеют неправильную форму и по химическому составу напоминают Луну и своих собратьев из главного пояса астероидов. Многие астероидные орбиты очень вытянуты, и все они летят вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты.
С ростом давления в глубине атмосферы Сатурна водород плавно переходит в жидкость на глубинах около 30 тыс. км и становится металлическим при давлении в 3 млн атм. Токи, циркулирующие в металлическом водороде, создают магнитное поле и, соответственно, магнитосферу, правда, гораздо менее протяженную и мощную, чем у Юпитера.
Внутри колец газового гиганта (художественная реконструкция)
В центре Сатурна находится массивное железокаменное ядро диаметром 25 тыс. км (два десятка земных масс). Температура ядра достигает 11,7 тыс. С, причем излучаемая им энергия в 2,5 раза превышает энергию, получаемую планетой от Солнца. Большая часть ее возникает при сжатии водорода, а другая часть тепла создается за счет конденсации и последующего падения капель гелия через слой водорода. В результате наблюдается переход потенциальной энергии этих капель в тепловую.
В атмосфере Сатурна дуют ураганные ветры, достигая скорости 1800 км/ч, что значительно превышает бури на Юпитере. Главная достопримечательность Сатурна, которую открыл еще Галилей, — внушительная система колец, охватывающая планету. Эти удивительные образования в основном состоят из частичек льда, крупинок горных пород и пыли. Вместе с кольцами вокруг Сатурна обращается более 60 лун. В основном это небольшие объекты, но некоторые из них, подобно крупнейшему Титану (второму по размеру сателлиту Солнечной системы после юпитерианского Ганимеда), сравнимы с Меркурием и даже обладают собственной атмосферой.
Сатурн подобно Юпитеру состоит в основном из той же водородно-гелиевой смеси легчайших газов, вот только пропорции ее иные и гелия меньше, при этом он более равномерно распределен по всему объему планеты. К тому же атмосфера Сатурна несколько глубже, ведь сила тяжести на нем существенно уступает, еще одно отличие — более мощные перистые облачные системы светлого цвета, заполняющие верхние слои атмосферы.
Гигантское кольцо Сатурна
Ледяные вулканы на Энцеладе
На экваторе планеты стремительно закручиваются гигантские атмосферные вихри, достигающие ширины в десятки тысяч километров. Эти сверхураганные ветры, не встречающиеся на других планетах, распространяются вширь и вглубь со скоростью 2 тыс. км/ч, медленно затихая на тысячекилометровой глубине. Основные ветры дуют в восточном направлении, поскольку Сатурн, как и большинство планет, вращается с запада на восток. Сила этих вихрей постепенно ослабевает при продвижении от экватора в высокие широты, где появляются и альтернативные западные течения.
Когда-то считалось, что кольца Сатурна — уникальное явление в Солнечной системе, но путешествие к следующим газовым гигантам показывает, что окольцованными могут быть многие крупные планеты с сильным полем тяготения.
На спутнике Сатурна (художественная реконструкция)
Это интересно
Не так давно «Властелин колец», как часто называют Сатурн, преподнес еще один сюрприз астрономам-планетологам. Наблюдения, выполненные на инфракрасном космическом телескопе «Спит-цер», показали, что систему газового гиганта охватывает еще одно циклопическое кольцо, способное вместить миллиард планет, подобных Земле. Начинается оно на расстоянии около 6 млн км от Сатурна и простирается на 12 млн км. Толщина нового кольца впечатляет и своими размерами — 1,2 млн км. Это выглядит тем более парадоксально на фоне толщины главного из известных колец — от 5 до 15 км.
Новое открытое кольцо практически невозможно наблюдать визуально, даже находясь внутри его поверхности, поскольку составляющие его мельчайшие пылинки и частицы льда рассеяны и далеко отстоят друг от друга. Тем не менее данное образование вполне реально и невидимо лишь по причине того, что плохо отражает солнечный свет. Пыле-ледяная составляющая нового кольца разогревается до 80 К, излучая инфракрасный свет.
