Kiedy i przez kogo odkrył Saturn? Saturn – Władca Pierścieni. Jak wygląda Saturn i jaki ma kolor?

Charakterystyka planety:

Odległość od Słońca: 1427 mln km
Średnica planety: ~ 120 000 km*
Dzień na planecie: 10h 13m 23s**
Rok na planecie: 29,46 lat***
t° na powierzchni: -180°C
Atmosfera: 96% wodór; 3% hel; 0,4% metanu i śladowe ilości innych pierwiastków
Satelity: 18

* średnica wzdłuż równika planety
**okres obrotu wokół własnej osi (w dniach ziemskich)
***okres obiegu wokół Słońca (w dniach ziemskich)

Saturn jest szóstą planetą od Słońca – średnia odległość do gwiazdy wynosi prawie 9,6 jednostki astronomicznej. e. (≈780 milionów km).

Prezentacja: planeta Saturn

Okres obiegu planety wynosi 29,46 lat, a czas obrotu wokół własnej osi wynosi prawie 10 godzin i 40 minut. Promień równikowy Saturna wynosi 60 268 km, a jego masa przekracza 568 miliardów megaton (przy średniej gęstości materii planetarnej ≈0,69 g/cm3). Zatem Saturn jest drugą co do wielkości i najbardziej masywną planetą w Układzie Słonecznym po Jowiszu. Przy ciśnieniu atmosferycznym 1 bar temperatura atmosferyczna wynosi 134 K.

Struktura wewnętrzna

Głównymi pierwiastkami chemicznymi tworzącymi Saturna są wodór i hel. Gazy te pod wysokim ciśnieniem wewnątrz planety przekształcają się najpierw w stan ciekły, a następnie (na głębokości 30 tys. km) w stan stały, gdyż w panujących tam warunkach fizycznych (ciśnienie ≈3 mln atm.) wodór uzyskuje metaliczna struktura. W tej metalowej konstrukcji powstaje silne pole magnetyczne, którego natężenie na szczycie chmur w pobliżu równika wynosi 0,2 G. Poniżej warstwy metalicznego wodoru znajduje się stały rdzeń z cięższych pierwiastków, takich jak żelazo.

Atmosfera i powierzchnia

Oprócz wodoru i helu atmosfera planety zawiera niewielkie ilości metanu, etanu, acetylenu, amoniaku, fosfiny, arsyny, germanu i innych substancji. Średnia masa cząsteczkowa wynosi 2,135 g/mol. Główną cechą atmosfery jest jednorodność, która nie pozwala na rozróżnienie drobnych szczegółów na powierzchni. Prędkość wiatru na Saturnie jest duża – na równiku osiąga 480 m/s. Temperatura górnej granicy atmosfery wynosi 85 K (-188°C). W górnych warstwach atmosfery występuje wiele chmur metanu – kilkadziesiąt pasów i szereg pojedynczych wirów. Ponadto dość często obserwuje się tu potężne burze i zorze polarne.

Satelity planety Saturn

Saturn to wyjątkowa planeta posiadająca układ pierścieni zawierający miliardy małych obiektów, cząsteczki lodu, żelaza i skał, a także wiele księżyców – wszystkie krążące wokół planety. Niektóre satelity są duże. Na przykład Tytan, jeden z dużych satelitów planet Układu Słonecznego, drugi pod względem wielkości jedynie satelita Jowisza Ganimedes. Tytan jest jedynym satelitą w całym Układzie Słonecznym, który ma atmosferę podobną do ziemskiej, gdzie ciśnienie jest tylko półtora raza wyższe niż ciśnienie na powierzchni planety Ziemia. W sumie Saturn ma 62 satelity spośród już odkrytych, mają one własne orbity wokół planety, reszta cząstek i małe asteroidy wchodzą w skład tak zwanego układu pierścieni. Badacze zaczynają odkrywać coraz więcej nowych satelitów, dlatego w 2013 roku ostatnimi potwierdzonymi satelitami były Egeon i S/2009 S 1.

Główną cechą Saturna, która odróżnia go od innych planet, jest jego ogromny układ pierścieni - jego szerokość wynosi prawie 115 tys. km, a grubość około 5 km. Elementami składowymi tych formacji są cząstki (ich wielkość sięga kilkudziesięciu metrów) składające się z lodu, tlenku żelaza i skał. Oprócz układu pierścieni, planeta ta ma dużą liczbę naturalnych satelitów - około 60. Największym jest Tytan (ten satelita jest drugim co do wielkości w Układzie Słonecznym), którego promień przekracza 2,5 tys. Km.

Za pomocą sondy międzyplanetarnej Cassini uchwycono unikalne zjawisko na planecie – burzę z piorunami. Okazuje się, że na Saturnie, podobnie jak na naszej planecie Ziemia, burze zdarzają się, tyle że zdarzają się wielokrotnie rzadziej, ale czas trwania burzy trwa kilka miesięcy. Burza z piorunami pokazana na filmie trwała na Saturnie od stycznia do października 2009 roku i była prawdziwą burzą na planecie. Na nagraniu słychać także trzaski o częstotliwości radiowej (charakteryzujące błyskawice), jak powiedział o tym niezwykłym zjawisku Georg Fischer (naukowiec z Instytutu Badań Kosmicznych w Austrii): „Po raz pierwszy jednocześnie obserwujemy błyskawice i słyszymy dane radiowe”.

Odkrywanie planety

Galileusz jako pierwszy zaobserwował Saturna w 1610 roku przez swój teleskop z 20-krotnym powiększeniem. Pierścień został odkryty przez Huygensa w 1658 roku. Największy wkład w badania tej planety wniósł Cassini, który odkrył kilka satelitów i pęknięć w strukturze pierścienia, z których najszerszy nosi jego imię. Wraz z rozwojem astronautyki badania Saturna były kontynuowane przy użyciu automatycznego statku kosmicznego, z których pierwszym był Pioneer-11 (wyprawa odbyła się w 1979 r.). Kontynuowano badania kosmiczne w ramach serii Voyager i Cassini-Huygens.

Zdjęcie wykonane ze statku kosmicznego Cassini

Planeta Saturn jest szóstą planetą od Słońca. Każdy zna tę planetę. Prawie każdy może ją łatwo rozpoznać, ponieważ jej pierścionki są jej wizytówką.

Ogólne informacje o planecie Saturn

Czy wiesz, z czego wykonane są jej słynne pierścionki? Pierścienie składają się z kamieni lodowych o wielkości od mikronów do kilku metrów. Saturn, jak wszystkie planety-olbrzymy, składa się głównie z gazów. Jego rotacja waha się od 10 godzin i 39 minut do 10 godzin i 46 minut. Pomiary te opierają się na obserwacjach radiowych planety.

Obraz planety Saturn

Wykorzystując najnowsze systemy napędowe i rakiety nośne, dotarcie statku kosmicznego na planetę zajmie co najmniej 6 lat i 9 miesięcy.

W tej chwili jedyna sonda Cassini znajduje się na orbicie od 2004 roku i od wielu lat jest głównym dostawcą danych i odkryć naukowych. Dla dzieci planeta Saturn, podobnie jak w zasadzie dla dorosłych, jest naprawdę najpiękniejszą z planet.

Ogólna charakterystyka

Największą planetą w Układzie Słonecznym jest Jowisz. Ale tytuł drugiej co do wielkości planety należy do Saturna.

Dla porównania średnica Jowisza wynosi około 143 tysiące kilometrów, a Saturna tylko 120 tysięcy kilometrów. Rozmiar Jowisza jest 1,18 razy większy niż Saturna, a jego masa jest 3,34 razy większa.

W rzeczywistości Saturn jest bardzo duży, ale lekki. A jeśli planeta Saturn zostanie zanurzona w wodzie, będzie unosić się na powierzchni. Grawitacja planety stanowi zaledwie 91% grawitacji ziemskiej.

Saturn i Ziemia różnią się wielkością 9,4 razy i masą 95 razy. Objętość gazowego giganta zmieściłaby się w 763 planetach takich jak nasza.

Orbita

Pełny obrót planety wokół Słońca trwa 29,7 lat. Podobnie jak wszystkie planety Układu Słonecznego, jej orbita nie jest idealnym kołem, ale ma trajektorię eliptyczną. Średnia odległość do Słońca wynosi 1,43 miliarda km, czyli 9,58 jednostki astronomicznej.

Najbliższy punkt orbity Saturna nazywany jest peryhelium i znajduje się 9 jednostek astronomicznych od Słońca (1 AU to średnia odległość Ziemi od Słońca).

Najbardziej odległy punkt orbity nazywany jest aphelium i znajduje się 10,1 jednostki astronomicznej od Słońca.

Cassini przecina płaszczyznę pierścieni Saturna.

Jedna z interesujących cech orbity Saturna jest następująca. Podobnie jak Ziemia, oś obrotu Saturna jest nachylona w stosunku do płaszczyzny Słońca. W połowie swojej orbity południowy biegun Saturna jest skierowany w stronę Słońca, a za nim następuje jego biegun północny. W roku Saturna (prawie 30 lat ziemskich) są okresy, kiedy planeta jest widoczna z Ziemi od strony krawędzi, a płaszczyzna pierścieni olbrzyma pokrywa się z naszym kątem widzenia i znikają one z pola widzenia. Rzecz w tym, że pierścienie są niezwykle cienkie, więc z dużej odległości prawie nie widać ich z krawędzi. Następny raz pierścienie znikną dla ziemskiego obserwatora w latach 2024-2025. Ponieważ rok Saturna trwa prawie 30 lat, odkąd Galileusz po raz pierwszy zaobserwował go przez teleskop w 1610 r., okrążył on Słońce około 13 razy.

Cechy klimatyczne

Jednym z interesujących faktów jest to, że oś planety jest nachylona do płaszczyzny ekliptyki (podobnie jak Ziemia). I tak jak my, na Saturnie są pory roku. W połowie swojej orbity półkula północna otrzymuje więcej promieniowania słonecznego, a potem wszystko się zmienia i półkula południowa zostaje skąpana w świetle słonecznym. Tworzy to ogromne systemy burzowe, które różnią się znacznie w zależności od pozycji planety na orbicie.

Burza w atmosferze Saturna. Wykorzystano obraz złożony, sztuczne kolory, filtry MT3, MT2, CB2 i dane w podczerwieni

Pory roku wpływają na pogodę na planecie. W ciągu ostatnich 30 lat naukowcy odkryli, że prędkość wiatru wokół równikowych regionów planety spadła o około 40%. Sondy NASA Voyager w latach 1980-1981 wykazały prędkość wiatru do 1700 km/h, ale obecnie tylko około 1000 km/h (pomiary z 2003 roku).

Czas potrzebny Saturnowi na pełny obrót wokół własnej osi wynosi 10,656 godzin. Znalezienie tak dokładnych danych zajęło naukowcom dużo czasu i badań. Ponieważ planeta nie ma powierzchni, nie ma możliwości obserwacji przejść tych samych obszarów planety, a tym samym oszacowania jej prędkości obrotowej. Naukowcy wykorzystali emisję radiową planety do oszacowania prędkości obrotowej planety i ustalenia dokładnej długości dnia.

Galeria obrazów

Zdjęcia planety wykonane przez teleskop Hubble'a i sondę Cassini.

Właściwości fizyczne

Zdjęcie z teleskopu Hubble'a

Średnica równika wynosi 120 536 km, czyli 9,44 razy więcej niż średnica Ziemi;

Średnica bieguna wynosi 108 728 km, 8,55 razy więcej niż średnica Ziemi;

Powierzchnia planety wynosi 4,27 x 10*10 km2, czyli 83,7 razy większa niż powierzchnia Ziemi;

Objętość - 8,2713 x 10 * 14 km3, 763,6 razy większa niż Ziemia;

Masa - 5,6846 x 10 * 26 kg, 95,2 razy więcej niż Ziemia;

Gęstość - 0,687 g/cm3, 8 razy mniej niż Ziemia, Saturn jest nawet lżejszy od wody;

Informacje te są niekompletne, o ogólnych właściwościach planety Saturn napiszemy bardziej szczegółowo poniżej.

Saturn ma 62 księżyce, w rzeczywistości około 40% księżyców w naszym Układzie Słonecznym krąży wokół niego. Wiele z tych satelitów jest bardzo małych i niewidocznych z Ziemi. Te ostatnie odkryła sonda Cassini, a naukowcy spodziewają się, że z czasem sonda odnajdzie jeszcze więcej lodowych satelitów.

Pomimo faktu, że Saturn jest zbyt wrogi dla jakiejkolwiek znanej nam formy życia, jego księżyc Enceladus jest jednym z najbardziej odpowiednich kandydatów do poszukiwania życia. Enceladus wyróżnia się lodowymi gejzerami na swojej powierzchni. Istnieje pewien mechanizm (prawdopodobnie wpływ pływowy Saturna), który wytwarza wystarczającą ilość ciepła, aby istniała woda w stanie ciekłym. Niektórzy naukowcy uważają, że na Enceladusie istnieje szansa na życie.

Tworzenie planet

Podobnie jak pozostałe planety, Saturn powstał z mgławicy słonecznej około 4,6 miliarda lat temu. Ta mgławica słoneczna była rozległą chmurą zimnego gazu i pyłu, która mogła zderzyć się z inną chmurą lub falą uderzeniową supernowej. To wydarzenie zapoczątkowało kompresję mgławicy protosłonecznej i dalsze formowanie się Układu Słonecznego.

Obłok kurczył się coraz bardziej, aż w centrum utworzył protogwiazdę, otoczoną płaskim dyskiem materiału. Wewnętrzna część tego dysku zawierała więcej ciężkich pierwiastków i utworzyła planety ziemskie, podczas gdy obszar zewnętrzny był dość zimny i w rzeczywistości pozostał nietknięty.

Z materiału mgławicy słonecznej powstało coraz więcej planetozymali. Te planetozymale zderzyły się ze sobą, łącząc się w planety. W pewnym momencie wczesnej historii Saturna jego księżyc o średnicy około 300 km został rozerwany pod wpływem grawitacji i utworzył pierścienie, które do dziś krążą wokół planety. W rzeczywistości podstawowe parametry planety zależały bezpośrednio od miejsca jej powstania i ilości gazu, jaki była w stanie wychwycić.

Ponieważ Saturn jest mniejszy od Jowisza, ochładza się szybciej. Astronomowie uważają, że gdy tylko zewnętrzna atmosfera ochłodziła się do 15 stopni Kelvina, hel skondensował się w kropelki, które zaczęły opadać w kierunku jądra. Tarcie tych kropelek podgrzało planetę i obecnie emituje ona około 2,3 razy więcej energii niż otrzymuje od Słońca.

Formowanie pierścieni

Widok planety z kosmosu

Główną cechą wyróżniającą Saturna są jego pierścienie. Jak powstały pierścienie? Istnieje kilka wersji. Tradycyjna teoria utrzymuje, że pierścienie są prawie tak stare jak sama planeta i istnieją od co najmniej 4 miliardów lat. We wczesnej historii giganta satelita o długości 300 km podszedł zbyt blisko niego i został rozerwany na kawałki. Istnieje również możliwość, że dwa satelity zderzyły się ze sobą lub że satelita został uderzony przez wystarczająco dużą kometę lub asteroidę i po prostu rozpadł się na orbicie.

Hipoteza alternatywnego tworzenia pierścieni

Inna hipoteza jest taka, że nie doszło do zniszczenia satelity. Zamiast tego z mgławicy słonecznej uformowały się pierścienie i sama planeta.

Ale tu pojawia się problem: lód w pierścieniach jest zbyt czysty. Jeśli pierścienie utworzyły się z Saturnem miliardy lat temu, wówczas spodziewalibyśmy się, że byłyby całkowicie pokryte brudem powstałym na skutek działania mikrometeorytów. Ale dzisiaj widzimy, że są tak czyste, jak gdyby powstały niecałe 100 milionów lat temu.

Możliwe, że pierścienie stale odnawiają swój materiał, sklejając się i zderzając ze sobą, co utrudnia określenie ich wieku. To jedna z tajemnic, która wciąż czeka na rozwiązanie.

Atmosfera

Podobnie jak inne planety-olbrzymy, atmosfera Saturna składa się z 75% wodoru i 25% helu oraz śladowych ilości innych substancji, takich jak woda i metan.

Cechy atmosfery

Wygląd planety w świetle widzialnym wydaje się spokojniejszy niż Jowisz. W swojej atmosferze planeta ma pasma chmur, ale są one bladopomarańczowe i słabo widoczne. Pomarańczowy kolor wynika ze związków siarki znajdujących się w atmosferze. Oprócz siarki w górnych warstwach atmosfery znajdują się niewielkie ilości azotu i tlenu. Atomy te reagują ze sobą i pod wpływem światła słonecznego tworzą złożone cząsteczki przypominające „smog”. Przy różnych długościach fal światła, a także na ulepszonych zdjęciach Cassini atmosfera wydaje się znacznie bardziej imponująca i burzliwa.

Wiatry w atmosferze

Atmosfera planety wytwarza jedne z najszybszych wiatrów w Układzie Słonecznym (szybciej tylko na Neptunie). Należąca do NASA sonda kosmiczna Voyager, która przeleciała obok Saturna, zmierzyła prędkość wiatru, która na równiku planety wynosiła około 1800 km/h. W pasmach krążących wokół planety tworzą się duże białe burze, ale w przeciwieństwie do Jowisza burze te trwają tylko kilka miesięcy i są pochłaniane przez atmosferę.

Chmury w widzialnej części atmosfery składają się z amoniaku i znajdują się 100 km poniżej górnej części troposfery (tropopauzy), gdzie temperatura spada do -250°C. Poniżej tej granicy chmury składają się z amoniaku wodorosiarczek i znajdują się około 170 km poniżej. W tej warstwie temperatura wynosi zaledwie -70 stopni C. Najgłębsze chmury składają się z wody i znajdują się około 130 km poniżej tropopauzy. Temperatura tutaj wynosi 0 stopni.

Im niżej, tym bardziej wzrasta ciśnienie i temperatura, a wodór powoli zamienia się w ciecz.

Sześciokąt

Jednym z najdziwniejszych zjawisk pogodowych, jakie kiedykolwiek odkryto, jest tak zwana północna burza sześciokątna.

Sześciokątne chmury wokół planety Saturn zostały po raz pierwszy odkryte przez sondy Voyager 1 i 2 po odwiedzeniu planety ponad trzydzieści lat temu. Ostatnio sześciokąt Saturna został bardzo szczegółowo sfotografowany przez należącą do NASA sondę Cassini, znajdującą się obecnie na orbicie wokół Saturna. Sześciokąt (lub sześciokątny wir) ma średnicę około 25 000 km. Może pomieścić 4 planety takie jak Ziemia.

Sześciokąt obraca się z dokładnie taką samą prędkością jak sama planeta. Biegun północny planety różni się jednak od bieguna południowego, na którym panuje ogromny huragan z gigantycznym kraterem pośrodku. Każdy bok sześciokąta ma długość około 13 800 km, a cała konstrukcja obraca się wokół własnej osi raz w ciągu 10 godzin i 39 minut, czyli tyle samo, co sama planeta.

Powód powstania sześciokąta

Dlaczego więc wir na biegunie północnym ma kształt sześciokąta? Astronomom trudno jest odpowiedzieć na to pytanie w 100%, ale jeden z ekspertów i członkowie zespołu odpowiedzialni za spektrometr optyczny i podczerwony Cassini powiedział: „To bardzo dziwna burza, posiadająca precyzyjne kształty geometryczne z sześcioma niemal identycznymi bokami. Nigdy nie widzieliśmy czegoś takiego na innych planetach.”

Galeria zdjęć atmosfery planety

Saturn - planeta burz

Jowisz znany jest z gwałtownych burz, które są wyraźnie widoczne w górnych warstwach atmosfery, szczególnie w Wielkiej Czerwonej Plamie. Ale na Saturnie zdarzają się też burze, choć nie są one aż tak duże i intensywne, ale w porównaniu z tymi na Ziemi są po prostu ogromne.

Jedną z największych burz była Wielka Biała Plama, znana również jako Wielki Biały Owal, zaobserwowana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a w 1990 roku. Takie burze zdarzają się prawdopodobnie raz w roku na Saturnie (raz na 30 ziemskich lat).

Atmosfera i powierzchnia

Planeta bardzo przypomina kulę zbudowaną prawie w całości z wodoru i helu. Jego gęstość i temperatura zmieniają się w miarę wchodzenia w głąb planety.

Skład atmosferyczny

Zewnętrzna atmosfera planety składa się w 93% z wodoru cząsteczkowego, resztę z helu i śladowych ilości amoniaku, acetylenu, etanu, fosfiny i metanu. To właśnie te pierwiastki śladowe tworzą widoczne na zdjęciach smugi i chmury.

Rdzeń

Ogólny schemat budowy Saturna

Zgodnie z teorią akrecji jądro planety jest skaliste i ma dużą masę, wystarczającą do uwięzienia dużych ilości gazów we wczesnej mgławicy słonecznej. Jej rdzeń, podobnie jak innych gazowych gigantów, musiałby uformować się i stać się masywny znacznie szybciej niż w przypadku innych planet, aby mieć czas na pozyskanie gazów pierwotnych.

Gazowy olbrzym najprawdopodobniej powstał ze składników skalistych lub lodowych, a niska gęstość wskazuje na mieszaninę ciekłego metalu i skał w rdzeniu. Jest to jedyna planeta o gęstości mniejszej niż woda. W każdym razie wewnętrzna struktura planety Saturn bardziej przypomina kulę gęstego syropu zmieszanego z fragmentami kamienia.

Wodór metaliczny

Metaliczny wodór w rdzeniu wytwarza pole magnetyczne. Wytworzone w ten sposób pole magnetyczne jest nieco słabsze od ziemskiego i rozciąga się jedynie na orbitę jej największego satelity, Tytana. Tytan przyczynia się do pojawienia się zjonizowanych cząstek w magnetosferze planety, które tworzą zorze w atmosferze. Voyager 2 wykrył wysokie ciśnienie wiatru słonecznego w magnetosferze planety. Według pomiarów przeprowadzonych podczas tej samej misji pole magnetyczne rozciąga się zaledwie na 1,1 miliona km.

Rozmiar planety

Planeta ma średnicę równikową 120 536 km, czyli 9,44 razy większą niż Ziemia. Promień wynosi 60 268 km, co czyni ją drugą co do wielkości planetą w naszym Układzie Słonecznym, ustępując jedynie Jowiszowi. To, podobnie jak wszystkie inne planety, jest spłaszczoną sferoidą. Oznacza to, że jego średnica równikowa jest większa niż średnica mierzona w poprzek biegunów. W przypadku Saturna odległość ta jest dość znaczna, ze względu na dużą prędkość obrotu planety. Średnica biegunowa wynosi 108 728 km, czyli o 9,796% mniej niż średnica równikowa, dlatego kształt Saturna jest owalny.

Wokół Saturna

Długość dnia

Prędkość obrotu atmosfery i samej planety można zmierzyć trzema różnymi metodami. Pierwszy polega na pomiarze prędkości obrotu planety wzdłuż warstwy chmur w równikowej części planety. Jego okres rotacji wynosi 10 godzin i 14 minut. Jeśli pomiary zostaną wykonane w innych obszarach Saturna, prędkość obrotowa wyniesie 10 godzin 38 minut i 25,4 sekundy. Obecnie najdokładniejsza metoda pomiaru długości dnia opiera się na pomiarze emisji radiowych. Dzięki tej metodzie prędkość obrotowa planety wynosi 10 godzin, 39 minut i 22,4 sekundy. Pomimo tych danych nie można obecnie dokładnie zmierzyć szybkości obrotu wnętrza planety.

Ponownie, średnica równikowa planety wynosi 120 536 km, a średnica biegunowa wynosi 108 728 km. Ważne jest, aby wiedzieć, dlaczego ta różnica w tych liczbach wpływa na prędkość obrotową planety. Taka sama sytuacja jest na innych planetach-olbrzymach, różnica w rotacji różnych części planety jest szczególnie wyraźna na Jowiszu.

Długość dnia według emisji radiowej planety

Wykorzystując emisję radiową pochodzącą z wewnętrznych obszarów Saturna, naukowcy byli w stanie określić jego okres rotacji. Naładowane cząstki przechwycone przez jego pole magnetyczne emitują fale radiowe, gdy wchodzą w interakcję z polem magnetycznym Saturna, o częstotliwości około 100 kiloherców.

Sonda Voyager mierzyła emisję radiową planety w ciągu dziewięciu miesięcy, które minęły w latach 80. XX wieku, i określono, że obrót wynosi 10 godzin 39 minut i 24 sekundy, z błędem 7 sekund. Sonda Ulysses również wykonała pomiary 15 lat później i dała wynik 10 godzin 45 minut 45 sekund z błędem 36 sekund.

Okazuje się, że to całe 6 minut różnicy! Albo obrót planety zwolnił na przestrzeni lat, albo coś przeoczyliśmy. Sonda międzyplanetarna Cassini zmierzyła te same emisje radiowe za pomocą spektrometru plazmowego, a naukowcy odkryli, że oprócz 6-minutowej różnicy w pomiarach z 30 lat, rotacja zmienia się również o jeden procent tygodniowo.

Naukowcy uważają, że może to wynikać z dwóch rzeczy: wiatru słonecznego pochodzącego ze Słońca zakłócającego pomiary oraz cząstek z gejzerów Enceladusa wpływających na pole magnetyczne. Obydwa te czynniki powodują zmianę emisji radiowej i mogą jednocześnie powodować różne wyniki.

Nowe dane

W 2007 roku odkryto, że niektóre punktowe źródła emisji radiowej z planety nie odpowiadają prędkości obrotowej Saturna. Niektórzy naukowcy uważają, że różnica wynika z wpływu księżyca Enceladusa. Para wodna wydobywająca się z tych gejzerów przedostaje się na orbitę planety i zostaje zjonizowana, wpływając w ten sposób na pole magnetyczne planety. Spowalnia to obrót pola magnetycznego, ale tylko nieznacznie w porównaniu z obrotem samej planety. Aktualne szacunki rotacji Saturna, oparte na różnych pomiarach wykonanych przez statki kosmiczne Cassini, Voyager i Pioneer, według stanu na wrzesień 2007 roku wynoszą 10 godzin, 32 minut i 35 sekund.

Podstawowe cechy planety podane przez Cassini sugerują, że wiatr słoneczny jest najbardziej prawdopodobną przyczyną różnic w danych. Różnice w pomiarach rotacji pola magnetycznego występują co 25 dni, co odpowiada okresowi rotacji Słońca. Prędkość wiatru słonecznego również stale się zmienia, co należy wziąć pod uwagę. Enceladus może wprowadzać długoterminowe zmiany.

Powaga

Saturn jest planetą-olbrzymiem i nie ma stałej powierzchni, a to, czego nie da się zobaczyć, to jej powierzchni (widzimy tylko górną warstwę chmur) i poczuć siłę grawitacji. Ale wyobraźmy sobie, że istnieje pewna warunkowa granica, która będzie odpowiadać jej wyimaginowanej powierzchni. Jaka byłaby siła grawitacji działająca na planetę, gdybyś mógł stanąć na powierzchni?

Chociaż Saturn ma większą masę niż Ziemia (druga co do wielkości masa w Układzie Słonecznym, po Jowiszu), jest także „najlżejszą” ze wszystkich planet Układu Słonecznego. Rzeczywista grawitacja w dowolnym punkcie jej wyimaginowanej powierzchni będzie stanowić 91% grawitacji na Ziemi. Innymi słowy, jeśli Twoja waga wskazuje, że na Ziemi ważysz 100 kg (och, koszmar!), na „powierzchni” Saturna ważyłbyś 92 kg (trochę lepiej, ale jednak).

Dla porównania, na „powierzchni” Jowisza grawitacja jest 2,5 razy większa niż na Ziemi. Na Marsie tylko 1/3, a na Księżycu 1/6.

Co sprawia, że grawitacja jest tak słaba? Gigantyczna planeta składa się głównie z wodoru i helu, które zgromadziła na samym początku formowania się Układu Słonecznego. Pierwiastki te powstały na początku Wszechświata w wyniku Wielkiego Wybuchu. Wynika to z faktu, że planeta ma wyjątkowo niską gęstość.

Temperatura planety

Zdjęcie Voyagera 2

Najwyższa warstwa atmosfery, znajdująca się na granicy kosmosu, ma temperaturę -150 C. Jednak w miarę zagłębiania się w atmosferę ciśnienie wzrasta, a wraz z nim temperatura. W jądrze planety temperatury mogą sięgać 11 700 C. Skąd jednak bierze się tak wysoka temperatura? Powstaje z powodu ogromnej ilości wodoru i helu, które opadając do wnętrzności planety, ściskają i podgrzewają rdzeń.

Dzięki kompresji grawitacyjnej planeta faktycznie wytwarza ciepło, uwalniając 2,5 razy więcej energii, niż otrzymuje od Słońca.

Na dnie warstwy chmur, która składa się z lodu wodnego, średnia temperatura wynosi -23 stopnie Celsjusza. Powyżej tej warstwy lodu znajduje się wodorosiarczek amonu, którego średnia temperatura wynosi -93°C. Powyżej tej warstwy znajdują się chmury lodu amoniakalnego, które zabarwiają atmosferę na pomarańczowo i żółto.

Jak wygląda Saturn i jaki ma kolor?

Nawet oglądana przez mały teleskop kolor planety wydaje się bladożółty z nutami pomarańczy. Korzystając z potężniejszych teleskopów, takich jak Hubble, lub oglądając zdjęcia wykonane przez należącą do NASA sondę kosmiczną Cassini, można dostrzec cienkie warstwy chmur i burz składających się z mieszaniny kolorów białego i pomarańczowego. Ale co nadaje Saturnowi kolor?

Podobnie jak Jowisz, planeta składa się prawie wyłącznie z wodoru, z niewielką ilością helu, a także niewielkich ilości innych związków, takich jak amoniak, para wodna i różne proste węglowodory.

Za kolor planety odpowiada tylko górna warstwa chmur, która składa się głównie z kryształków amoniaku, a dolny poziom chmur to albo wodorosiarczek amonu, albo woda.

Saturn ma pasmową atmosferę podobną do Jowisza, ale pasma są znacznie słabsze i szersze w pobliżu równika. Nie ma też długotrwałych burz – nic podobnego do Wielkiej Czerwonej Plamy – które często pojawiają się, gdy Jowisz zbliża się do przesilenia letniego na półkuli północnej.

Niektóre zdjęcia przesłane przez Cassini wydają się niebieskie, jak Uran. Ale dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że z perspektywy Cassini widzimy rozpraszanie światła.

Mieszanina

Saturn na nocnym niebie

Pierścienie wokół planety od setek lat pobudzają wyobraźnię ludzi. Naturalną rzeczą była także chęć dowiedzenia się, z czego zbudowana jest planeta. Korzystając z różnych metod, naukowcy dowiedzieli się, że skład chemiczny Saturna to 96% wodoru, 3% helu i 1% różnych pierwiastków, w tym metanu, amoniaku, etanu, wodoru i deuteru. Niektóre z tych gazów można znaleźć w jego atmosferze, w stanie ciekłym i stopionym.

Stan gazów zmienia się wraz ze wzrostem ciśnienia i temperatury. Na górze chmur znajdziesz kryształki amoniaku, na dole chmury z wodorosiarczkiem amonu i/lub wodą. Pod chmurami wzrasta ciśnienie atmosferyczne, co powoduje wzrost temperatury, a wodór przechodzi w stan ciekły. W miarę wchodzenia w głąb planety ciśnienie i temperatura stale rosną. W rezultacie wodór w rdzeniu staje się metaliczny, przechodząc w ten szczególny stan skupienia. Uważa się, że planeta ma luźne jądro, które oprócz wodoru składa się ze skał i niektórych metali.

Współczesna eksploracja kosmosu doprowadziła do wielu odkryć w układzie Saturna. Badania rozpoczęły się od przelotu statku kosmicznego Pioneer 11 w 1979 roku. Misja ta odkryła pierścień F. W następnym roku przeleciał Voyager 1, przesyłając na Ziemię szczegóły powierzchni niektórych księżyców. Udowodnił także, że atmosfera Tytana nie jest przezroczysta dla światła widzialnego. W 1981 roku Voyager 2 odwiedził Saturna i odkrył zmiany w atmosferze, a także potwierdził obecność szczeliny Maxwella i Keelera, którą Voyager 1 po raz pierwszy dostrzegł.

Po Voyager 2 do układu przybyła sonda Cassini-Huygens, która w 2004 roku weszła na orbitę wokół planety; więcej o jej misji przeczytacie w tym artykule.

Promieniowanie

Kiedy należąca do NASA sonda Cassini po raz pierwszy dotarła na planetę, wykryła burze i pasy radiacyjne wokół planety. Odkrył nawet nowy pas radiacyjny znajdujący się wewnątrz pierścienia planety. Nowy pas promieniowania znajduje się 139 000 km od centrum Saturna i rozciąga się na długości 362 000 km.

Zorza polarna na Saturnie

Film przedstawiający północ, stworzony na podstawie zdjęć z teleskopu Hubble'a i statku kosmicznego Cassini.

Ze względu na obecność pola magnetycznego naładowane cząstki ze Słońca są wychwytywane przez magnetosferę i tworzą pasy radiacyjne. Te naładowane cząstki poruszają się wzdłuż linii pola sił magnetycznych i zderzają się z atmosferą planety. Mechanizm powstawania zórz polarnych jest podobny do ziemskiego, jednak ze względu na inny skład atmosfery zorze na olbrzymie mają kolor fioletowy, w przeciwieństwie do zielonych na Ziemi.

Zorza Saturna widziana przez teleskop Hubble'a

Galeria zdjęć zorzy polarnej

Najbliżsi sąsiedzi

Jaka planeta jest najbliższa Saturnowi? Zależy to od tego, gdzie na orbicie się aktualnie znajduje, a także od położenia innych planet.

Przez większą część orbity najbliższa planeta to . Kiedy Saturn i Jowisz znajdują się w minimalnej odległości od siebie, dzieli je zaledwie 655 000 000 km.

Kiedy znajdują się po przeciwnych stronach siebie, planety Saturn czasami zbliżają się do siebie bardzo blisko i w tym momencie dzieli je od siebie 1,43 miliarda km.

Informacje ogólne

Poniższe fakty dotyczące planet oparte są na planetarnych arkuszach informacyjnych NASA.

Waga - 568,46 x 10*24 kg

Objętość: 82 713 x 10*10 km3

Średni promień: 58232 km

Średnia średnica: 116 464 km

Gęstość: 0,687 g/cm3

Pierwsza prędkość ucieczki: 35,5 km/s

Przyspieszenie grawitacyjne: 10,44 m/s2

Naturalne satelity: 62

Odległość od Słońca (półoś wielka orbity): 1,43353 miliarda km

Okres orbitalny: 10 759,22 dni

Peryhelium: 1,35255 miliarda km

Aphelium: 1,5145 miliarda km

Prędkość orbitalna: 9,69 km/s

Nachylenie orbity: 2,485 stopnia

Mimośród orbity: 0,0565

Okres rotacji gwiazd: 10,656 godzin

Okres obrotu wokół osi: 10,656 godzin

Nachylenie osiowe: 26,73°

Kto to odkrył: jest znany od czasów prehistorycznych

Minimalna odległość od Ziemi: 1,1955 miliarda km

Maksymalna odległość od Ziemi: 1,6585 miliarda km

Maksymalna pozorna średnica od Ziemi: 20,1 sekundy łukowej

Minimalna pozorna średnica od Ziemi: 14,5 sekundy łukowej

Widoczna wielkość (maksymalna): 0,43 magnitudo

Fabuła

Zdjęcie kosmosu wykonane przez teleskop Hubble'a

Planeta jest wyraźnie widoczna gołym okiem, dlatego trudno powiedzieć, kiedy została odkryta po raz pierwszy. Dlaczego planeta nazywa się Saturn? Jego nazwa pochodzi od rzymskiego boga żniw - bóg ten odpowiada greckiemu bogu Kronosowi. Dlatego pochodzenie nazwy jest rzymskie.

Galileusz

Saturn i jego pierścienie były tajemnicą do czasu, gdy Galileusz po raz pierwszy zbudował swój prymitywny, ale działający teleskop i przyjrzał się planecie w 1610 roku. Oczywiście Galileusz nie rozumiał, co widzi, i sądził, że pierścienie to duże satelity po obu stronach planety. Tak było do czasu, gdy Christiaan Huygens użył lepszego teleskopu i zobaczył, że w rzeczywistości nie były to księżyce, ale pierścienie. Huygens był także pierwszym, który odkrył największy księżyc Tytana. Pomimo tego, że widoczność planety pozwala na obserwację jej niemal z każdego miejsca, jej satelity, podobnie jak pierścienie, są widoczne tylko przez teleskop.

Jean Dominique Cassini

Odkrył przerwę w pierścieniach, nazwaną później Cassini, i jako pierwszy odkrył 4 księżyce planety: Japetus, Rhea, Tetyda i Dione.

Williama Herschela

W 1789 roku astronom William Herschel odkrył jeszcze dwa księżyce - Mimas i Enceladus. W 1848 roku brytyjscy naukowcy odkryli satelitę o nazwie Hyperion.

Przed lotem statku kosmicznego na planetę nie wiedzieliśmy o niej zbyt wiele, mimo że planetę można zobaczyć nawet gołym okiem. W latach 70. i 80. NASA wystrzeliła statek kosmiczny Pioneer 11, który jako pierwszy statek kosmiczny odwiedził Saturna, przelatując na odległość 20 000 km od warstwy chmur planety. Następnie w 1980 r. wystrzelono Voyagera 1, a w sierpniu 1981 r. Voyagera 2.

W lipcu 2004 roku sonda Cassini NASA przybyła do układu Saturna i na podstawie swoich obserwacji sporządziła najbardziej szczegółowy opis planety Saturn i jej układu. Cassini wykonała prawie 100 przelotów w pobliżu księżyca Tytana, kilka przelotów w pobliżu wielu innych księżyców i przesłała nam tysiące zdjęć planety i jej księżyców. Cassini odkryła 4 księżyce w nowiu, nowy pierścień i odkryła morza ciekłych węglowodorów na Tytanie.

Rozszerzona animacja lotu Cassini przez układ Saturna

Pierścionki

Składają się z cząstek lodu krążących wokół planety. Istnieje kilka głównych pierścieni, które są wyraźnie widoczne z Ziemi, a astronomowie używają specjalnych oznaczeń dla każdego z pierścieni Saturna. Ale ile pierścieni tak naprawdę ma planeta Saturn?

Pierścienie: widok z Cassini

Spróbujmy odpowiedzieć na to pytanie. Same pierścienie są podzielone na następujące części. Dwie najgęstsze części pierścienia oznaczono jako A i B, oddziela je szczelina Cassiniego, a następnie pierścień C. Po 3 głównych pierścieniach występują mniejsze pierścienie pyłowe: D, G, E oraz Pierścień F, który jest najbardziej zewnętrzny. Ile więc głównych pierścieni? Zgadza się - 8!

Te trzy główne pierścienie i 5 pierścieni przeciwpyłowych stanowią większość. Ale jest jeszcze kilka pierścieni, na przykład Janus, Meton, Pallene, a także łuk pierścienia Anfa.

W różnych pierścieniach występują również mniejsze pierścienie i przerwy, które są trudne do policzenia (na przykład przerwa Enckego, przerwa Huygensa, przerwa Dawesa i wiele innych). Dalsza obserwacja pierścieni pozwoli na doprecyzowanie ich parametrów i ilości.

Znikające pierścienie

Ze względu na nachylenie orbity planety, co 14-15 lat pierścienie ustawiają się krawędzią, a przez to, że są bardzo cienkie, w rzeczywistości znikają z pola widzenia ziemskich obserwatorów. W 1612 roku Galileusz zauważył, że odkryte przez niego satelity gdzieś zniknęły. Sytuacja była na tyle dziwna, że Galileusz porzucił nawet obserwacje planety (najprawdopodobniej w wyniku załamania się nadziei!). Odkrył pierścienie (i pomylił je z księżycami) dwa lata wcześniej i od razu go zafascynował.

Opcje dzwonka

Planetę czasami nazywa się „klejnotem Układu Słonecznego”, ponieważ jej układ pierścieni przypomina koronę. Pierścienie te składają się z pyłu, skał i lodu. Dlatego pierścienie się nie rozpadają, bo... nie jest stały, ale składa się z miliardów cząstek. Część materiału w układzie pierścieni ma wielkość ziaren piasku, a niektóre obiekty są większe niż wieżowce i osiągają średnicę kilometra. Z czego wykonane są pierścienie? Głównie cząsteczki lodu, choć zdarzają się też pierścienie pyłu. Uderzające jest to, że każdy pierścień obraca się z inną prędkością w stosunku do planety. Średnia gęstość pierścieni planety jest tak niska, że można przez nie dostrzec gwiazdy.

Saturn nie jest jedyną planetą posiadającą układ pierścieni. Wszystkie gazowe olbrzymy mają pierścienie. Pierścienie Saturna wyróżniają się tym, że są największe i najjaśniejsze. Pierścienie mają grubość około jednego kilometra i rozciągają się na odległość do 482 000 km od centrum planety.

Nazwy pierścieni Saturna są wymienione w porządku alfabetycznym, zgodnie z kolejnością ich odkrycia. To sprawia, że pierścienie są nieco zagmatwane i wymieniają je w kolejności odmiennej od planety. Poniżej znajduje się lista głównych pierścieni i przestrzeni między nimi, a także odległość od centrum planety i ich szerokość.

Struktura pierścieniowa
Przeznaczenie	Odległość od centrum planety, km	Szerokość, km
Pierścień D	67 000-74 500	7500
Pierścień C	74 500-92 000	17500
Przerwa w Kolombo	77 800	100
luka Maxwella	87 500	270
Szczelina Bonda	88 690-88 720	30
Przepaść Davesa	90 200-90 220	20
Pierścień B	92 000-117 500	25 500
Podział Cassiniego	117 500-122 200	4700
Przepaść Huygensa	117 680	285-440
Szczelina Herschela	118 183-118 285	102
Przepaść Russella	118 597-118 630	33
Szczelina Jeffreysa	118 931-118 969	38
Szczelina Kuipera	119 403-119 406	3
Szczelina Laplace’a	119 848-120 086	238
Szczelina Bessela	120 236-120 246	10
Szczelina Barnarda	120 305-120 318	13
Pierścień A	122 200-136 800	14600
Przepaść Enckego	133 570	325
Szczelina Keelera	136 530	35
Oddział Roche’a	136 800-139 380	2580
R/2004 S1	137 630	300
R/2004 S2	138 900	300
Pierścień F	140 210	30-500
Pierścień G	165 800-173 800	8000
Pierścień E	180 000-480 000	300 000

Dźwięki pierścieni

W tym wspaniałym filmie słychać dźwięki planety Saturn, czyli emisje radiowe planety przełożone na dźwięk. Wraz z zorzą polarną na planecie generowane są emisje radiowe o zasięgu kilometrowym.

Spektrometr plazmowy Cassini wykonał pomiary o wysokiej rozdzielczości, umożliwiając naukowcom konwersję fal radiowych na dźwięk poprzez zmianę częstotliwości.

Wygląd pierścieni

Jak powstały pierścienie? Najprostszą odpowiedzią na pytanie, dlaczego planeta ma pierścienie i z czego są zbudowane, jest to, że na planecie zgromadziło się dużo pyłu i lodu w różnych odległościach od siebie. Pierwiastki te najprawdopodobniej zostały przechwycone przez grawitację. Choć niektórzy uważają, że powstały w wyniku zniszczenia małego satelity, który podszedł zbyt blisko planety i wpadł w granicę Roche'a, w wyniku czego został rozerwany na kawałki przez samą planetę.

Niektórzy naukowcy sugerują, że cała materia pierścieni jest produktem zderzeń satelitów z asteroidami lub kometami. Po zderzeniu pozostałości asteroid zdołały uciec przed przyciąganiem grawitacyjnym planety i utworzyły pierścienie.

Niezależnie od tego, która z tych wersji jest poprawna, pierścienie robią wrażenie. Tak naprawdę Saturn jest władcą pierścieni. Po przestudiowaniu pierścieni należy zbadać układy pierścieni innych planet: Neptuna, Urana i Jowisza. Każdy z tych systemów jest słabszy, ale wciąż ciekawy na swój sposób.

Galeria zdjęć pierścionków

Życie na Saturnie

Trudno wyobrazić sobie planetę mniej sprzyjającą życiu niż Saturn. Planeta składa się prawie wyłącznie z wodoru i helu, a w niższych chmurach znajdują się śladowe ilości lodu wodnego. Temperatury na szczytach chmur mogą spaść do -150°C.

W miarę opadania do atmosfery ciśnienie i temperatura będą rosły. Jeśli temperatura jest na tyle wysoka, że woda nie zamarza, wówczas ciśnienie atmosferyczne na tym poziomie jest takie samo, jak kilka kilometrów pod ziemskimi oceanami.

Życie na satelitach planety

Aby znaleźć życie, naukowcy sugerują przyjrzenie się satelitom planety. Składają się ze znacznych ilości lodu wodnego, a ich oddziaływanie grawitacyjne z Saturnem prawdopodobnie utrzymuje ciepło w ich wnętrzach. Wiadomo, że księżyc Enceladus ma na powierzchni gejzery wody, które wybuchają niemal bez przerwy. Całkiem możliwe, że pod swoją lodową skorupą kryje ogromne rezerwy ciepłej wody (prawie jak Europa).

Inny księżyc, Tytan, ma jeziora i morza ciekłych węglowodorów i jest uważany za miejsce, w którym może ostatecznie powstać życie. Astronomowie uważają, że Tytan miał bardzo podobny skład do Ziemi w swojej wczesnej historii. Po tym, jak Słońce zamieni się w czerwonego karła (za 4-5 miliardów lat), temperatura na satelicie stanie się korzystna dla powstania i utrzymania życia, a duża ilość węglowodorów, w tym złożonych, będzie podstawową „zupą” ”.

Pozycja na niebie

Saturn i jego sześć księżyców, zdjęcie amatorskie

Saturn jest widoczny na niebie jako dość jasna gwiazda. Aktualne współrzędne planety najlepiej sprawdzić w wyspecjalizowanych programach planetarialnych, np. Stellarium, a zdarzenia związane z jej zasięgiem lub przelotem nad danym regionem, a także wszystko, co dotyczy planety Saturn, można przeczytać w artykule 100 astronomicznych wydarzenia roku. Opozycja planety zawsze daje szansę przyjrzenia się jej z maksymalną szczegółowością.

Nadchodzące konfrontacje

Znając efemerydy planety i jej wielkość, znalezienie Saturna na gwiaździstym niebie nie będzie trudne. Jeśli jednak masz niewielkie doświadczenie, poszukiwania mogą zająć dużo czasu, dlatego polecamy skorzystać z teleskopów amatorskich z montażem Go-To. Użyj teleskopu z montażem Go-To, a nie będziesz musiał znać współrzędnych planety ani tego, gdzie ją aktualnie widać.

Lot na planetę

Ile czasu zajmie podróż kosmiczna na Saturna? W zależności od wybranej trasy lot może trwać różną ilość czasu.

Na przykład: Dotarcie do planety zajęło Pioneerowi 11 sześć i pół roku. Voyager 1 przybył w trzy lata i dwa miesiące, Voyager 2 w cztery lata, a sonda Cassini w sześć lat i dziewięć miesięcy! Sonda New Horizons wykorzystała Saturna jako odskocznię grawitacyjną w drodze do Plutona, docierając tam dwa lata i cztery miesiące po wystrzeleniu. Dlaczego jest tak duża różnica w czasie lotu?

Pierwszy czynnik określający czas lotu

Zastanówmy się, czy statek kosmiczny zostaje wystrzelony bezpośrednio w stronę Saturna, czy też wykorzystuje po drodze inne ciała niebieskie jako procę?

Drugi czynnik determinujący czas lotu

Jest to rodzaj silnika statku kosmicznego, a trzecim czynnikiem jest to, czy przelecimy obok planety, czy wejdziemy na jej orbitę.

Mając te czynniki na uwadze, spójrzmy na misje wspomniane powyżej. Pioneer 11 i Cassini wykorzystały wpływ grawitacyjny innych planet, zanim skierowały się w stronę Saturna. Te przeloty obok innych ciał dodały dodatkowe lata i tak już długiej podróży. Voyager 1 i 2 w drodze do Saturna korzystały wyłącznie z Jowisza i dotarły znacznie szybciej. Statek New Horizons miał kilka wyraźnych przewag nad wszystkimi innymi sondami. Dwie główne zalety to to, że ma najszybszy i najbardziej zaawansowany silnik i został wystrzelony na krótką trajektorię do Saturna w drodze do Plutona.

Etapy badań

Panoramiczne zdjęcie Saturna wykonane 19 lipca 2013 roku przez sondę Cassini. W rzadkim pierścieniu po lewej stronie biała kropka to Enceladus. Ziemia jest widoczna poniżej i na prawo od środka zdjęcia.

W 1979 roku pierwszy statek kosmiczny dotarł do gigantycznej planety.

Pionier-11

Utworzony w 1973 roku Pioneer 11 przeleciał obok Jowisza i wykorzystał grawitację planety do zmiany trajektorii i skierowania się w stronę Saturna. Dotarła 1 września 1979 roku, przelatując 22 000 km nad warstwą chmur planety. Po raz pierwszy w historii przeprowadził badania Saturna z bliska i przesłał zdjęcia planety z bliska, odkrywając nieznany wcześniej pierścień.

Podróżnik 1

Sonda Voyager 1, należąca do NASA, była kolejnym statkiem kosmicznym, który odwiedził planetę 12 listopada 1980 roku. Przeleciał 124 000 km od warstwy chmur planety i wysłał na Ziemię strumień naprawdę bezcennych zdjęć. Postanowili wysłać Voyagera 1, aby okrążył satelitę Tytana, a swojego brata bliźniaka Voyagera 2 na inne planety-olbrzymy. Ostatecznie okazało się, że choć urządzenie przekazało wiele informacji naukowych, nie widziało powierzchni Tytana, ponieważ jest ona nieprzezroczysta dla światła widzialnego. Dlatego tak naprawdę statek poświęcono ze względu na największego satelitę, z którym naukowcy pokładali duże nadzieje, i ostatecznie zobaczyli pomarańczową kulę, bez żadnych szczegółów.

Podróżnik 2

Krótko po przelocie Voyagera 1 Voyager 2 wleciał do układu Saturna i przeprowadził niemal identyczny program. Dotarł do planety 26 sierpnia 1981 roku. Oprócz tego, że okrążał planetę w odległości 100 800 km, przeleciał blisko Enceladusa, Tetydy, Hyperiona, Japetusa, Phoebe i szeregu innych księżyców. Voyager 2, otrzymując przyspieszenie grawitacyjne od planety, skierował się w stronę Urana (udany przelot w 1986 r.) i Neptuna (udany przelot w 1989 r.), po czym kontynuował swoją podróż do granic Układu Słonecznego.

Cassini-Huygens

Widoki Saturna z Cassini

Sonda NASA Cassini-Huygens, która przybyła na planetę w 2004 roku, była w stanie naprawdę zbadać planetę ze stałej orbity. W ramach swojej misji statek kosmiczny dostarczył sondę Huygens na powierzchnię Tytana.

TOP 10 zdjęć Cassini

Cassini zakończyła już swoją główną misję i przez wiele lat kontynuuje badanie układu Saturna i jego księżyców. Do jego odkryć należy odkrycie gejzerów na Enceladusie, mórz i jezior węglowodorów na Tytanie, nowych pierścieni i księżyców, a także dane i zdjęcia z powierzchni Tytana. Naukowcy planują zakończyć misję Cassini w 2017 roku ze względu na cięcia w budżecie NASA na eksplorację planet.

Przyszłe misje

Następną misję w systemie Titan Saturn (TSSM) należy spodziewać się nie wcześniej niż w 2020 r., ale raczej znacznie później. Wykorzystując manewry grawitacyjne w pobliżu Ziemi i Wenus, urządzenie to będzie w stanie dotrzeć do Saturna mniej więcej w 2029 roku.

Przewiduje się czteroletni plan lotu, w którym 2 lata przeznaczono na badanie samej planety, 2 miesiące na badanie powierzchni Tytana za pomocą lądownika i 20 miesięcy na badanie satelity z orbity. W tym naprawdę wspaniałym projekcie może wziąć udział także Rosja. Dyskutowane jest już o przyszłym udziale agencji federalnej Roscosmos. Choć do realizacji tej misji jeszcze daleko, wciąż mamy okazję cieszyć się fantastycznymi obrazami Cassini, które regularnie przesyła i do których każdy ma dostęp zaledwie kilka dni po ich przesłaniu na Ziemię. Udanej eksploracji Saturna!

Odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania

Na cześć kogo nazwano planetę Saturn? Na cześć rzymskiego boga płodności.
Kiedy odkryto Saturna? Znana jest od czasów starożytnych i nie da się ustalić, kto jako pierwszy zidentyfikował ją jako planetę.
Jak daleko jest Saturn od Słońca? Średnia odległość od Słońca wynosi 1,43 miliarda km, czyli 9,58 jednostki astronomicznej.
Jak znaleźć go na niebie? Najlepiej skorzystać z map wyszukiwania i specjalistycznego oprogramowania, np. programu Stellarium.
Jakie są współrzędne planety? Ponieważ jest to planeta, jej współrzędne zmieniają się, efemerydy Saturna można znaleźć w wyspecjalizowanych zasobach astronomicznych.

Znany od czasów starożytnych Saturn jest szóstą planetą naszego Układu Słonecznego, słynącą ze swoich pierścieni. Jest częścią czterech gazowych gigantów, takich jak Jowisz, Uran i Neptun. Pod względem wielkości (średnica = 120 536 km) ustępuje jedynie Jowiszowi i jest drugą co do wielkości w całym Układzie Słonecznym. Została nazwana na cześć starożytnego rzymskiego boga Saturna, który wśród Greków nazywał się Kronos (tytan i ojciec samego Zeusa).

Samą planetę wraz z jej pierścieniami można zobaczyć z Ziemi nawet za pomocą zwykłego małego teleskopu. Dzień na Saturnie trwa 10 godzin i 15 minut, a okres obrotu wokół Słońca to prawie 30 lat!
Saturn jest planetą wyjątkową, ponieważ... jego gęstość wynosi 0,69 g/cm3, czyli jest mniejsza niż gęstość wody 0,99 g/cm3. Wynika z tego ciekawy wzór: gdyby można było zanurzyć planetę w ogromnym oceanie lub basenie, wówczas Saturn byłby w stanie utrzymać się na wodzie i unosić się w niej.

Budowa Saturna

Struktura Saturna i Jowisza ma wiele podobieństw, zarówno pod względem składu, jak i podstawowych cech, ale ich wygląd jest dość zauważalnie inny. Jowisz ma jasne odcienie, podczas gdy Saturn ma zauważalnie stonowane odcienie. Ze względu na mniejszą liczbę formacji chmuropodobnych w dolnych warstwach, paski na Saturnie są mniej zauważalne. Kolejne podobieństwo z piątą planetą: Saturn emituje więcej ciepła, niż otrzymuje od Słońca.
Atmosfera Saturna składa się prawie wyłącznie z wodoru (96% (H2), 3% helu (He). Mniej niż 1% składa się z metanu, amoniaku, etanu i innych pierwiastków. Chociaż zawartość metanu w atmosferze Saturna jest niewielka, nie przeszkadza to mu brać czynnego udziału w absorpcji promieniowania słonecznego.
W górnych warstwach notuje się minimalną temperaturę –189°C, ale po zanurzeniu w atmosferze znacznie wzrasta. Na głębokości około 30 tys. km wodór zmienia się i staje się metaliczny. To ciekły metaliczny wodór, który wytwarza pole magnetyczne o ogromnej mocy. Jądro w centrum planety okazuje się być kamienno-żelazne.
Badając planety gazowe, naukowcy napotkali problem. W końcu nie ma wyraźnej granicy między atmosferą a powierzchnią. Problem rozwiązano w następujący sposób: za pewną zerową wysokość „zero” przyjmują punkt, w którym temperatura zaczyna się liczyć w przeciwnym kierunku. W rzeczywistości tak właśnie dzieje się na Ziemi.

Wyobrażając sobie Saturna, każda osoba natychmiast przywołuje jego wyjątkowe i niesamowite pierścienie. Badania przeprowadzone przy użyciu AMS (automatycznych stacji międzyplanetarnych) wykazały, że 4 gazowe olbrzymy mają swoje własne pierścienie, ale tylko Saturn ma tak dobrą widoczność i skuteczność. Istnieją trzy główne pierścienie Saturna, nazwane dość prosto: A, B, C. Czwarty pierścień jest znacznie cieńszy i mniej zauważalny. Jak się okazało, pierścienie Saturna to nie jedno ciało stałe, ale miliardy małych ciał niebieskich (kawałków lodu), których rozmiary wahają się od pyłka kurzu do kilku metrów. Poruszają się z mniej więcej tą samą prędkością (około 10 km/s) wokół równikowej części planety, czasami zderzając się ze sobą.

Zdjęcia z AMS pokazały, że wszystkie widoczne pierścienie składają się z tysięcy małych pierścieni na przemian z pustą, niewypełnioną przestrzenią. Dla jasności możesz sobie wyobrazić zwykły zapis z czasów radzieckich.
Unikalny kształt pierścieni od zawsze fascynował zarówno naukowców, jak i zwykłych obserwatorów. Wszyscy próbowali poznać ich strukturę oraz zrozumieć, jak i dlaczego powstały. W różnym czasie wysunięto różne hipotezy i założenia, na przykład, że powstały one wraz z planetą. Obecnie naukowcy są skłonni wierzyć, że pierścienie pochodzą od meteorytów. Teoria ta znalazła również potwierdzenie obserwacyjne, ponieważ pierścienie Saturna są okresowo odnawiane i nie są niczym stabilnym.

Księżyce Saturna

Teraz Saturn ma około 63 odkrytych satelitów. Zdecydowana większość satelitów jest zwrócona w stronę planety tą samą stroną i obraca się synchronicznie.

Christiaan Huygens miał zaszczyt odkryć drugiego co do wielkości satelitę, po Ganimerze, w całym Układzie Słonecznym. Jest większy niż Merkury, a jego średnica wynosi 5155 km. Atmosfera Tytana jest czerwono-pomarańczowa: 87% to azot, 11% to argon, 2% to metan. Naturalnie występują tam deszcze metanowe, a na powierzchni powinny znajdować się morza zawierające metan. Jednak aparat Voyager 1, który badał Tytana, nie był w stanie dostrzec jego powierzchni przez tak gęstą atmosferę.
Księżyc Enceladus jest najjaśniejszym ciałem słonecznym w całym Układzie Słonecznym. Odbija ponad 99% światła słonecznego dzięki prawie białej powierzchni utworzonej z lodu wodnego. Jego albedo (charakterystyka powierzchni odbijającej) jest większe niż 1.
Również wśród bardziej znanych i najczęściej badanych satelitów warto zwrócić uwagę na „Mimasa”, „Tetheę” i „Dione”.

Charakterystyka Saturna

Masa: 5,69*1026 kg (95 razy więcej niż Ziemia)
Średnica na równiku: 120 536 km (9,5 razy większa niż Ziemia)
Średnica na biegunie: 108728 km
Nachylenie osi: 26,7°
Gęstość: 0,69 g/cm3
Temperatura górnej warstwy: ok. –189°C
Okres obrotu wokół własnej osi (długość dnia): 10 godzin 15 minut
Odległość od Słońca (średnia): 9,5 a. e. lub 1430 milionów km
Okres obiegu wokół Słońca (rok): 29,5 lat
Prędkość orbitalna: 9,7 km/s
Mimośród orbity: e = 0,055
Nachylenie orbity do ekliptyki: i = 2,5°
Przyspieszenie grawitacyjne: 10,5 m/s²
Satelity: są 63 sztuki.

Saturn– planeta Układu Słonecznego z pierścieniami: wielkość, masa, orbita, skład, powierzchnia, satelity, atmosfera, temperatura, badania urządzeniami ze zdjęciami.

Saturn jest szóstą planetą od Słońca i być może najpiękniejszy obiekt w Układzie Słonecznym.

To najdalsza planeta od gwiazdy, jaką można znaleźć z Ziemi bez użycia teleskopu czy lornetki. Zatem o jego istnieniu wiedzieli już od dawna. Oto jeden z czterech gazowych gigantów, położony 6. w kolejności od Słońca. Będziesz ciekawy, jakiego rodzaju planetą jest Saturn, ale najpierw sprawdź te interesujące fakty na temat planety Saturn.

Interesujące fakty na temat planety Saturn

Można go znaleźć bez narzędzi

Saturn jest piątą pod względem jasności planetą w Układzie Słonecznym, dlatego można go zobaczyć za pomocą lornetki lub teleskopu.

Starożytni ludzie to widzieli

Obserwowali go także Babilończycy i mieszkańcy Dalekiego Wschodu. Nazwany na cześć rzymskiego tytana (analogicznie do greckiego Kronosa).

Najbardziej płaska planeta

Średnica biegunowa obejmuje 90% średnicy równikowej, co opiera się na małej gęstości i szybkiej rotacji. Planeta obraca się raz na 10 godzin i 34 minuty.

Rok trwa 29,4 lat

Ze względu na jej powolność starożytni Asyryjczycy nadali jej przydomek „Lubadshagush” – „najstarsza z najstarszych”.

W górnych warstwach atmosfery występują smugi

Skład górnych warstw atmosfery reprezentuje lód amoniakalny. Pod nimi znajdują się chmury wody, a następnie zimne mieszaniny wodoru i siarki.

Obecne burze owalne

Obszar nad biegunem północnym przybrał kształt sześciokąta (sześciokąta). Naukowcy uważają, że może to być wzór fal na szczytach chmur. Nad biegunem południowym znajduje się również wir przypominający huragan.

Planeta składa się głównie z wodoru

Planeta jest podzielona na warstwy, które głębiej penetrują Saturna. Na dużych głębokościach wodór staje się metaliczny. Podstawą jest ciepłe wnętrze.

Wyposażony w najpiękniejszy system pierścieni

Pierścienie Saturna zbudowane są z fragmentów lodu i niewielkiej domieszki pyłu węglowego. Rozciągają się na 120 700 km, ale są niesamowicie cienkie - 20 m.

Rodzina księżycowa obejmuje 62 satelity

Księżyce Saturna to lodowe światy. Największe to Tytan i Rea. Enceladus może mieć podpowierzchniowy ocean.

Tytan ma złożoną atmosferę azotową

Składa się z lodu i kamienia. Zamarznięta warstwa powierzchniowa obfituje w jeziora ciekłego metanu i krajobrazy pokryte zamarzniętym azotem. Może mieć życie.

Wysłałem 4 misje

Są to Pioneer 11, Voyager 1 i 2 oraz Cassini-Huygens.

Rozmiar, masa i orbita planety Saturn

Średni promień Saturna wynosi 58 232 km (równikowy - 60 268 km, polarny - 54 364 km), czyli 9,13 razy większy niż Ziemia. Przy masie 5,6846 × 10 26 kg i powierzchni 4,27 × 10 10 km 2 jego objętość osiąga 8,2713 × 10 14 km 3.

Kompresja polarna	0,097 96 ± 0,000 18
Równikowy	60268 ± 4 km
Promień biegunowy	54 36 ± 10 km
Powierzchnia	4,27 10 10 km²
Tom	8,27 10 14 km³
Waga	5,68 10 26 kg 95 ziemskie
Średnia gęstość	0,687 g/cm3
Przyspieszenie wolne spada na równik	10,44 m/s²
Druga prędkość ucieczki	35,5 km/s
Prędkość równikowa obrót	9,87 km/s
Okres rotacji	10h 34min 13s ± 2s
Nachylenie osi	26,73°
Deklinacja bieguna północnego	83,537°
Albedo	0,342 (obligacja)
Pozorna wielkość	od +1,47 do -0,24
Absolutna gwiazda ogrom	0,3
Średnica kątowa	9%

Odległość od Słońca do planety Saturn wynosi 1,4 miliarda km. W tym przypadku maksymalna odległość sięga 1 513 783 km, a minimalna – 1 353 600 km.

Średnia prędkość orbitalna osiąga 9,69 km/s, a Saturn spędza 10 759 dni na okrążeniu gwiazdy. Okazuje się, że jeden rok na Saturnie trwa 29,5 ziemskich lat. Ale tutaj powtarza się sytuacja z Jowiszem, gdzie obrót regionów następuje z różnymi prędkościami. Kształt Saturna przypomina spłaszczoną sferoidę.

Skład i powierzchnia planety Saturn

Wiesz już, czym jest planeta Saturn. Jest to gazowy olbrzym reprezentowany przez wodór i gaz. Zaskakująca jest średnia gęstość wynosząca 0,687 g/cm3. Oznacza to, że jeśli umieścisz Saturna w ogromnym zbiorniku wodnym, planeta pozostanie na powierzchni. Nie ma powierzchni, ale ma gęsty rdzeń. Faktem jest, że nagrzewanie, gęstość i ciśnienie rosną w miarę zbliżania się do rdzenia. Strukturę wyjaśniono szczegółowo na dolnym zdjęciu Saturna.

Naukowcy uważają, że Saturn ma podobną budowę do Jowisza: skaliste jądro, wokół którego skoncentrowany jest wodór i hel z niewielką domieszką substancji lotnych. Skład jądra może przypominać skład Ziemi, ale ma zwiększoną gęstość ze względu na obecność metalicznego wodoru.

Wewnątrz planety temperatura wzrasta do 11 700°C, a ilość emitowanej energii jest 2,5 razy większa niż energia otrzymywana ze Słońca. W pewnym sensie jest to spowodowane powolnym grawitacyjnym skurczem Kelvina-Helmholtza. A może chodzi o kropelki helu unoszące się z głębin do warstwy wodoru. Powoduje to uwolnienie ciepła i usunięcie helu z zewnętrznych warstw.

Obliczenia z 2004 roku mówią, że jądro powinno być 9-22 razy większe od masy Ziemi, a jego średnica powinna wynosić 25 000 km. Jest otoczony gęstą warstwą ciekłego metalicznego wodoru, a następnie wodoru cząsteczkowego nasyconego helem. Najbardziej zewnętrzna warstwa rozciąga się na długości 1000 km i jest reprezentowana przez gaz.

Satelity planety Saturn

Saturn może poszczycić się 62 satelitami, z czego tylko 53 mają oficjalne nazwy. Wśród nich 34 mają średnicę mniejszą niż 10 km, a 14 ma średnicę od 10 do 50 km. Ale niektóre wewnętrzne satelity rozciągają się na odległość 250–5000 km.

Większość satelitów została nazwana na cześć tytanów z mitów starożytnej Grecji. Najbardziej wewnętrzne księżyce mają małe nachylenia orbit. Jednak nieregularne satelity w najbardziej odizolowanych obszarach są oddalone o miliony kilometrów i mogą oblecieć je w ciągu kilku lat.

Do wewnętrznych zaliczają się Mimas, Enceladus, Tethys i Dione. Są reprezentowane przez lód wodny i mogą mieć skaliste jądro, lodowy płaszcz i skorupę. Najmniejszy jest Mimas o średnicy 396 km i masie 0,4 x 10 20 kg. Ma kształt jajka i znajduje się w odległości 185,539 km od planety, dlatego przejście orbitalne zajmuje 0,9 dnia.

Enceladus o wymiarach 504 km i masie 1,1 x 10 20 kg ma prędkość sferyczną. Okrążenie planety zajmuje 1,4 dnia. Jest to jeden z najmniejszych księżyców kulistych, ale jest aktywny endogennie i geologicznie. Spowodowało to pojawienie się równoległych uskoków na południowych szerokościach geograficznych.

W rejonie bieguna południowego zauważono duże gejzery. Dżety te służą jako źródło uzupełnienia pierścienia E. Są ważne, ponieważ mogą wskazywać na obecność życia na Enceladusie, ponieważ woda pochodzi z podziemnego oceanu. Albedo wynosi 140%, co czyni go jednym z najjaśniejszych obiektów w układzie. Poniżej możecie podziwiać zdjęcie księżyców Saturna.

Ze średnicą 1066 km Tetyda jest drugim co do wielkości wśród księżyców Saturna. Większość powierzchni zajmują kratery i wzgórza, a także niewielka ilość równin. Wyróżnia się krater Odyseusz, który rozciąga się na długości 400 km. Istnieje również system kanionów, który pogłębia się na 3-5 km, rozciąga się na 2000 km i ma 100 km szerokości.

Największym księżycem wewnętrznym jest Dione – 1112 km i 11 x 10 20 kg. Jego powierzchnia jest nie tylko stara, ale także mocno zniszczona w wyniku uderzeń. Niektóre kratery osiągają średnicę 250 km. Istnieją również dowody na wcześniejszą aktywność geologiczną.

Zewnętrzne satelity znajdują się poza pierścieniem E i są reprezentowane przez lód wodny i skały. Jest to Rhea o średnicy 1527 km i masie 23 x 10 20 kg. Jest oddalony od Saturna o 527,108 km, a jego przelot po orbicie zajmuje 4,5 dnia. Powierzchnia jest również usiana kraterami, a na tylnej półkuli widać kilka dużych uskoków. Istnieją dwa duże baseny uderzeniowe o średnicy 400-500 km.

Tytan rozciąga się na długości ponad 5150 km, a jego masa wynosi 1350 x 10 20 kg (96% masy orbity), dlatego uważany jest za największego satelitę Saturna. Jest to jedyny duży księżyc posiadający własną warstwę atmosferyczną. Jest zimny, gęsty i zawiera azot i metan. Występują niewielkie ilości węglowodorów i kryształków lodu metanu.

Powierzchnia jest trudna do zobaczenia ze względu na gęstą mgłę atmosferyczną. Widocznych jest tylko kilka formacji kraterowych, kriowulkanów i podłużnych wydm. To jedyny korpus w systemie, w którym występują jeziora metanowo-etanowe. Tytan znajduje się w odległości 1 221 870 km i uważa się, że kryje się w nim podziemny ocean. Okrążenie planety zajmuje 16 dni.

Hyperion mieszka w pobliżu Tytana. Ze średnicą 270 km jest gorszy pod względem wielkości i masy od Mimasa. Jest to jajowaty, brązowy obiekt, który ze względu na powierzchnię krateru (o średnicy 2-10 km) przypomina gąbkę. Brak przewidywalnej rotacji.

Japetus rozciąga się na długości ponad 1470 km i ma masę 1,8 x 10 20 kg. Jest to najbardziej odległy księżyc, oddalony o 3 560 820 km, dlatego jego przejście zajmuje 79 dni. Ma ciekawą kompozycję, ponieważ jedna strona jest ciemna, a druga jaśniejsza. Z tego powodu nazywane są yin i yang.

Do Eskimosów zalicza się 5 księżyców nazwanych na cześć mitologii Eskimosów: Ijirak, Kiviok, Paliak, Siarnak i Tarkek. Ich orbity progresywne mają długość od 11,1 do 17,9 mln km, a średnice od 7 do 40 km. Nachylenie orbity – 45-50°.

Rodzina galijska - satelity zewnętrzne: Albiorix, Befin, Erripo i Tarvos. Ich orbity wynoszą 16-19 milionów km, nachylenie wynosi od 35° do -40°, średnica 6-32 km, a mimośród 0,53.

Istnieje grupa skandynawska - 29 księżyców wstecznych. Ich średnica wynosi 6-18 km, odległość 12-24 mln km, nachylenie 136-175°, a mimośród 0,13-0,77. Czasami nazywa się je rodziną Tebów, od ich największego księżyca, który rozciąga się na 240 km. Dalej jest Ymir – 18 km.

Pomiędzy księżycem wewnętrznym i zewnętrznym żyje grupa Alkoinidów: Methon, Antha i Pallene. To najmniejsze satelity Saturna. Niektóre duże księżyce mają swoje małe. Zatem Tetyda ma Telesto i Kalipso, a Dion ma Helenę i Polideukesa.

Atmosfera i temperatura planety Saturn

Zewnętrzna warstwa atmosfery Saturna składa się z 96,3% wodoru cząsteczkowego i 3,25% helu. Są też pierwiastki cięższe, ale niewiele jest informacji o ich proporcjach. W małych ilościach stwierdzono propan, amoniak, metan, acetylen, etan i fosfinę. Górne zachmurzenie jest reprezentowane przez kryształy amoniaku, a dolne zachmurzenie jest reprezentowane przez wodorosiarczek amonu lub wodę. Promienie UV prowadzą do fotolizy metaliny, co powoduje reakcje chemiczne węglowodorów.

Atmosfera wygląda na pasiastą, ale linie słabną i rozszerzają się w kierunku równika. Istnieje podział na warstwy górne i dolne, różniące się składem ze względu na ciśnienie i głębokość. Górne reprezentowane są przez lód amoniakalny, w którym ciśnienie wynosi 0,5-2 bar, a temperatura 100-160 K.

Na poziomie przy ciśnieniu 2,5 bara zaczyna się linia chmur lodowych, która rozciąga się do 9,5 bara, a ogrzewanie wynosi 185-270 K. Mieszają się tu pasma wodorosiarczku amonu pod ciśnieniem 3-6 barów i temperaturze 290-235 K. Dolną warstwę reprezentuje amoniak w roztworze wodnym ze wskaźnikami 10-20 barów i 270-330 K.

Czasami w atmosferze tworzą się długookresowe owale. Najbardziej znana to Wielka Biała Plama. Powstaje każdego roku Saturna w okolicach przesilenia letniego na półkuli północnej.

Plamy mogą rozciągać się na kilka tysięcy kilometrów szerokości i były obserwowane w latach 1876, 1903, 1933, 1960 i 1990. Od 2010 roku monitorowane jest „północne zaburzenie elektrostatyczne” obserwowane przez sondę Cassini. Jeśli chmury te zachowują okresowość, następnym razem odnotujemy ich pojawienie się w 2020 roku.

Pod względem prędkości wiatru planeta zajmuje drugie miejsce po Neptunie. Voyager zarejestrował prędkość 500 m/s. Na biegunie północnym widoczna jest sześciokątna fala, a na biegunie południowym widoczny jest potężny strumień strumieniowy.

Sześciokąt po raz pierwszy zaobserwowano na zdjęciach Voyagera. Jego boki rozciągają się na długość ponad 13 800 km (więcej niż średnica Ziemi), a konstrukcja obraca się w ciągu 10 godzin, 39 minut i 24 sekund. Wir na biegunie południowym zaobserwowano za pomocą teleskopu Hubble'a. Wieje tu prędkość wiatru 550 km/h, a burza ma rozmiary podobne do naszej planety.

Pierścienie planety Saturn

Uważa się, że są to stare pierścienie, które mogły powstać wraz z planetą. Istnieją dwie teorie. Jedna mówi, że pierścienie były wcześniej satelitą, który uległ zniszczeniu w wyniku bliskiego zbliżenia się do planety. Albo pierścienie nigdy nie były częścią satelity, ale są pozostałością materii mgławicowej, z której wyłonił się sam Saturn.

Są one podzielone na 7 pierścieni, pomiędzy którymi jest przerwa. A i B są najgęstsze i mają średnicę od 14 600 do 25 300 km. Rozciągają się na długości 92 000–117 580 km (B) i 122 170–136 775 km (A) od centrum. Dywizja Cassini obejmuje 4700 km.

Odległość C od B wynosi 64 km. Ma 17 500 km szerokości i jest oddalony od planety o 74 658–92 000 km. Razem z A i B zawiera główne pierścienie z większymi cząstkami. Następnie pojawiają się pierścienie kurzu, ponieważ zawierają małe cząsteczki.

D zajmuje 7500 km i rozciąga się do wewnątrz na 66900-75510 km. Na drugim końcu znajdują się G (9000 km i dystans 166 000-175 000 km) i E (300 000 km i dystans 166 000-480 000 km). F znajduje się na zewnętrznej krawędzi A i jest trudniejsze do sklasyfikowania. To głównie kurz. Obejmuje 30-500 km szerokości i rozciąga się na 140-180 km od centrum.

Historia badań planety Saturn

Saturna można znaleźć bez użycia teleskopów, dlatego widzieli go starożytni ludzie. Wzmianki o nich można znaleźć w legendach i mitologii. Najwcześniejsze wzmianki pochodzą z Babilonu, gdzie planeta została zarejestrowana w odniesieniu do znaku zodiaku.

Starożytni Grecy nazywali tego giganta Kronosem, który był bogiem rolnictwa i działał jako najmłodszy z tytanów. Ptolemeusz był w stanie obliczyć przejście orbitalne Saturna, gdy planeta znajdowała się w opozycji. W Rzymie wykorzystali tradycję grecką i nadali jej obecną nazwę.

W starożytnym hebrajskim planeta nazywała się Shabbatai, a w Imperium Osmańskim nazywała się Zuhal. Hindusi mają Shani, która osądza wszystkich, oceniając dobre i złe uczynki. Chińczycy i Japończycy nazywali ją gwiazdą Ziemi, uważając ją za jeden z żywiołów.

Ale planetę zaobserwowano dopiero w 1610 roku, kiedy Galileusz spojrzał na nią przez swój teleskop i odkryto pierścienie. Ale naukowiec pomyślał, że to dwa satelity. Dopiero Christiaan Huygens naprawił błąd. Znalazł także Tytana, a Giovanni Cassini znalazł Japetusa, Reę, Tetydę i Dione.

Kolejny ważny krok zrobił William Herschel w 1789 roku, kiedy odkrył Mimasa i Enceladusa. A w 1848 pojawia się Hyperion.

Rysunek Saturna autorstwa Roberta Hooke'a (1666)

Phoebus został odkryty w 1899 roku przez Williama Pickeringa, który domyślił się, że satelita ma nieregularną orbitę i obraca się synchronicznie z planetą. W XX wieku stało się jasne, że Tytan ma gęstą atmosferę, czego wcześniej nie widziano. Planeta Saturn jest interesującym obiektem do badań. Na naszej stronie możesz zapoznać się z jego zdjęciami, obejrzeć film o planecie i dowiedzieć się wielu innych ciekawych faktów. Poniżej znajduje się mapa Saturna.

Saturn jest szóstą planetą od Słońca w Układzie Słonecznym, jedną z planet olbrzymów. Cechą charakterystyczną Saturna, jego dekoracją, jest układ pierścieni składający się głównie z lodu i pyłu. Ma wiele satelitów. Saturn został nazwany przez starożytnych Rzymian na cześć boga rolnictwa, którego szczególnie czcili.

krótki opis

Saturn jest drugą co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym po Jowiszu, jego masa wynosi około 95 mas Ziemi. Saturn okrąża Słońce w średniej odległości około 1430 milionów kilometrów. Odległość do Ziemi wynosi 1280 milionów km. Jego okres orbitalny wynosi 29,5 lat, a dzień na planecie trwa dziesięć i pół godziny. Skład Saturna praktycznie nie różni się od składu słonecznego: głównymi pierwiastkami są wodór i hel, a także liczne zanieczyszczenia amoniaku, metanu, etanu, acetylenu i wody. Pod względem składu wewnętrznego bardziej przypomina Jowisza: rdzeń złożony z żelaza, wody i niklu, pokryty cienką powłoką metalicznego wodoru. Atmosfera złożona z ogromnych ilości helu i wodoru otacza rdzeń grubą warstwą. Ponieważ planeta składa się głównie z gazu i nie ma stałej powierzchni, Saturn jest klasyfikowany jako gazowy olbrzym. Z tego samego powodu jego średnia gęstość jest niewiarygodnie niska – 0,687 g/cm 3, czyli mniej niż gęstość wody. To sprawia, że jest to najmniej gęsta planeta w układzie. Wręcz przeciwnie, stopień sprężania Saturna jest najwyższy. Oznacza to, że jego promienie równikowe i polarne są bardzo różne pod względem wielkości - odpowiednio 60 300 km i 54 400 km. Oznacza to również dużą różnicę prędkości dla różnych części atmosfery w zależności od szerokości geograficznej. Średnia prędkość obrotu wokół osi wynosi 9,87 km/s, a prędkość orbitalna 9,69 km/s.

Układ pierścieni Saturna to majestatyczny widok. Składają się z fragmentów lodu i kamieni, pyłu, pozostałości dawnych satelitów zniszczonych przez jego grawitację
pole. Znajdują się bardzo wysoko nad równikiem planety, około 6 – 120 tysięcy kilometrów. Same pierścienie są jednak bardzo cienkie: każdy z nich ma około kilometra grubości. Cały system podzielony jest na cztery pierścienie – trzy główne i jeden cieńszy. Pierwsze trzy są zwykle oznaczone literami łacińskimi. Środkowy pierścień B, najjaśniejszy i najszerszy, jest oddzielony od pierścienia A przestrzenią zwaną szczeliną Cassiniego, w której znajdują się najcieńsze i prawie przezroczyste pierścienie. Mało wiadomo, że w rzeczywistości wszystkie cztery planety-olbrzymy mają pierścienie, ale wszystkie z wyjątkiem Saturna mają pierścienie, które są prawie niewidoczne.

Obecnie znanych jest 62 satelitów Saturna. Największe z nich to Tytan, Enceladus, Mimas, Tetyda, Dione, Japetus i Rhea. Tytan, największy z księżyców, pod wieloma względami jest podobny do Ziemi. Ma atmosferę podzieloną na warstwy, a także ciecz na powierzchni, co jest już udowodnionym faktem. Uważa się, że mniejsze obiekty to pozostałości asteroid i mogą mieć rozmiar mniejszy niż kilometr.

Edukacja planety

Istnieją dwie hipotezy dotyczące pochodzenia Saturna:

Pierwsza, hipoteza „skurczu”, stwierdza, że Słońce i planety powstały w ten sam sposób. Na początkowych etapach swojego rozwoju Układ Słoneczny był dyskiem gazu i pyłu, w którym stopniowo tworzyły się oddzielne obszary, gęstsze i masywniejsze niż otaczająca materia. W rezultacie te „kondensacje” dały początek znanemu nam Słońcu i planetom. To wyjaśnia podobieństwo składu Saturna i Słońca oraz jego niską gęstość.

Według drugiej hipotezy „akrecji” powstawanie Saturna przebiegało w dwóch etapach. Pierwszym z nich jest powstawanie gęstych ciał w dysku gazowo-pyłowym, przypominających skaliste planety ziemskie. W tym czasie część gazów w rejonie Jowisza i Saturna rozproszyła się w przestrzeń kosmiczną, co wyjaśnia niewielką różnicę w składzie tych planet i Słońca. W drugim etapie większe ciała przyciągały gaz z otaczającej je chmury.

Struktura wewnętrzna

Wewnętrzny obszar Saturna jest podzielony na trzy warstwy. W centrum znajduje się niewielka w porównaniu z całkowitą objętością, ale masywny rdzeń z krzemianów, metali i lodu. Jego promień wynosi w przybliżeniu jedną czwartą promienia planety, a masa wynosi od 9 do 22 mas Ziemi. Temperatura w rdzeniu wynosi około 12 000 °C. Energia emitowana przez gazowego giganta jest 2,5 razy większa niż energia, jaką otrzymuje od Słońca. Jest tego kilka powodów. Po pierwsze, źródłem wewnętrznego ciepła mogą być rezerwy energii zgromadzone podczas grawitacyjnej kompresji Saturna: podczas formowania się planety z dysku protoplanetarnego energia grawitacyjna pyłu i gazu zamieniła się w kinetyczną, a następnie termiczną. Po drugie, część ciepła powstaje dzięki mechanizmowi Kelvina-Helmholtza: gdy temperatura spada, spada również ciśnienie, przez co substancja planety jest ściskana, a energia potencjalna zamienia się w ciepło. Po trzecie, w wyniku kondensacji kropel helu i ich późniejszego opadania przez warstwę wodoru do rdzenia może również nastąpić wydzielanie ciepła.

Jądro Saturna otoczone jest warstwą wodoru w stanie metalicznym: znajduje się w fazie ciekłej, ale ma właściwości metalu. Taki wodór ma bardzo wysoką przewodność elektryczną, dlatego cyrkulacja w nim prądów wytwarza silne pole magnetyczne. Tutaj, na głębokości około 30 tysięcy km, ciśnienie sięga 3 milionów atmosfer. Powyżej tego poziomu znajduje się warstwa ciekłego wodoru cząsteczkowego, który w kontakcie z atmosferą stopniowo zmienia się w gaz wraz z wysokością.

Atmosfera

Ponieważ planety gazowe nie mają stałej powierzchni, trudno jest dokładnie określić, gdzie zaczyna się atmosfera. W przypadku Saturna ten poziom zerowy przyjmuje się jako wysokość, na której wrze metan. Głównymi składnikami atmosfery są wodór (96,3%) i hel (3,25%). Badania spektroskopowe wykazały również w jego składzie wodę, metan, acetylen, etan, fosfinę i amoniak. Ciśnienie na górnej granicy atmosfery wynosi około 0,5 atm. Na tym poziomie amoniak skrapla się i tworzą się białe chmury. Na dole chmury składają się z kryształków lodu i kropelek wody.

Gazy w atmosferze nieustannie się poruszają, w wyniku czego przyjmują postać pasków równoległych do średnicy planety. Te same pasma istnieją na Jowiszu, ale na Saturnie są znacznie słabsze. W wyniku konwekcji i szybkiej rotacji powstają niezwykle silne wiatry, najpotężniejsze w Układzie Słonecznym. Wiatry wieją głównie w kierunku rotacyjnym, czyli na wschód. Na równiku prądy powietrza są najsilniejsze, ich prędkość może osiągnąć 1800 km/h. Wraz z oddalaniem się od równika wiatry słabną i pojawiają się prądy zachodnie. Ruch gazów zachodzi we wszystkich warstwach atmosfery.

Duże cyklony mogą być bardzo trwałe i trwać latami. Raz na 30 lat na Saturnie pojawia się „Wielki Biały Owal” - superpotężny huragan, którego rozmiar za każdym razem staje się większy. Podczas ostatniej obserwacji w 2010 roku stanowiła jedną czwartą całego dysku planety. Stacje międzyplanetarne odkryły także niezwykłą formację w postaci regularnego sześciokąta na biegunie północnym. Jego forma jest stabilna przez 20 lat od pierwszej obserwacji. Każda strona ma 13 800 km – więcej niż średnica Ziemi. Dla astronomów przyczyna powstania tego szczególnego kształtu chmur wciąż pozostaje tajemnicą.

Kamery Voyager i Cassini zarejestrowały świecące obszary na Saturnie. Okazało się, że są to zorze polarne. Znajdują się na 70-80° szerokości geograficznej i wyglądają jak bardzo jasne pierścienie o owalnym (rzadziej spiralnym) kształcie. Uważa się, że zorze na Saturnie powstają w wyniku przegrupowania linii pola magnetycznego. Powstała energia magnetyczna podgrzewa otaczające obszary atmosfery i przyspiesza naładowane cząstki do dużych prędkości. Ponadto podczas silnych burz obserwuje się uderzenia piorunów.

Pierścionki

Kiedy mówimy o Saturnie, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, są jego niesamowite pierścienie. Obserwacje statków kosmicznych wykazały, że wszystkie planety gazowe mają pierścienie, ale tylko Saturn ma je wyraźnie widoczne i wyraźne. Pierścienie składają się z maleńkich cząstek lodu, skał, pyłu i fragmentów meteorytów przyciąganych przez grawitację układu z przestrzeni kosmicznej. Są bardziej odblaskowe niż sam dysk Saturna. System pierścieni składa się z trzech głównych i cieńszej czwartej. Ich średnica wynosi około 250 000 km, a grubość nie przekracza 1 km. Pierścienie są nazywane literami alfabetu łacińskiego w kolejności od obrzeża do środka. Pierścienie A i B są oddzielone przestrzenią o szerokości 4000 km, zwaną szczeliną Cassiniego. Wewnątrz pierścienia zewnętrznego A znajduje się również szczelina - listwa dzieląca Enckego. Pierścień B jest najjaśniejszy i najszerszy, a Pierścień C jest prawie przezroczysty. Słabsze pierścienie D, E, F i G, położone najbliżej zewnętrznej części atmosfery Saturna, odkryto później. Po wykonaniu zdjęć planety przez stacje kosmiczne stało się jasne, że w rzeczywistości wszystkie duże pierścienie składają się z wielu cieńszych pierścieni.

Istnieje kilka teorii na temat pochodzenia i powstawania pierścieni Saturna. Według jednego z nich pierścienie powstały w wyniku „przechwycenia” przez planetę części jej satelitów. Zostały zniszczone, a ich fragmenty zostały równomiernie rozrzucone po orbicie. Druga mówi, że pierścienie powstały wraz z samą planetą z początkowej chmury pyłu i gazu. Cząstki tworzące pierścienie nie mogą tworzyć większych obiektów, takich jak satelity, ze względu na ich zbyt małe rozmiary, przypadkowy ruch i wzajemne zderzenia. Warto zauważyć, że układ pierścieni Saturna nie jest uważany za absolutnie stabilny: część materii jest tracona w wyniku absorpcji przez planetę lub rozproszenia w przestrzeni okołoplanetarnej, a część, wręcz przeciwnie, zostaje zastąpiona przez interakcję komet i asteroidy z polem grawitacyjnym.

Ze wszystkich gazowych gigantów Saturn w swojej strukturze i składzie jest najbardziej podobny do Jowisza. Znaczna część obu planet składa się z atmosfery mieszaniny wodoru i helu, a także innych zanieczyszczeń. Ten skład pierwiastkowy praktycznie nie różni się od składu słonecznego. Pod grubą warstwą gazów znajduje się rdzeń z lodu, żelaza i niklu, pokryty cienką powłoką metalicznego wodoru. Saturn i Jowisz emitują więcej ciepła, niż otrzymują od Słońca, ponieważ około połowa emitowanej przez nie energii pochodzi z wewnętrznych przepływów ciepła. Zatem Saturn mógłby stać się drugą gwiazdą, ale nie miał wystarczającej ilości materiału, aby wytworzyć siłę grawitacyjną wystarczającą do promowania syntezy jądrowej.

Współczesne obserwacje kosmiczne wykazały, że chmury na biegunie północnym Saturna tworzą gigantyczny sześciokąt foremny, którego długość każdego boku wynosi 12,5 tys. Km. Konstrukcja obraca się wraz z planetą i nie straciła swojego kształtu przez 20 lat od pierwszego odkrycia. Podobnego zjawiska nie zaobserwowano nigdzie indziej w Układzie Słonecznym, a naukowcom wciąż nie udało się go wyjaśnić.

Sonda Voyager wykryła silne wiatry na Saturnie. Prędkości przepływu powietrza sięgają 500 m/s. Wiatry wieją głównie w kierunku wschodnim, chociaż w miarę oddalania się od równika ich siła słabnie i przepływy wydają się kierować na zachód. Niektóre dowody sugerują, że cyrkulacja gazów zachodzi nie tylko w górnych warstwach atmosfery, ale także na głębokości. Ponadto w atmosferze Saturna okresowo pojawiają się huragany o kolosalnej mocy. Największy z nich, „Wielki Biały Owal”, pojawia się raz na 30 lat.

Stacja międzyplanetarna Cassini, sterowana z Ziemi, znajduje się obecnie na orbicie wokół Saturna. Został wystrzelony w 1997 r., a dotarł na planetę w 2004 r. Jego celem jest badanie pierścieni, atmosfery i pola magnetycznego Saturna i jego księżyców. Dzięki Cassini uzyskano wiele wysokiej jakości zdjęć, odkryto zorze polarne, wspomniany sześciokąt, góry i wyspy na Tytanie, ślady wody na Enceladusie, nieznane wcześniej pierścienie, których nie można było zobaczyć za pomocą instrumentów naziemnych.

Pierścienie Saturna w postaci procesów po bokach można zobaczyć nawet w małych lornetkach o średnicy obiektywu 15 mm i większej. W teleskopie o średnicy 60-70 mm widoczny jest już niewielki dysk planety bez szczegółów, otoczony pierścieniami. Na większych instrumentach (100-150 mm) widoczne są pasy chmur Saturna, czapy biegunów, cienie pierścieni i inne szczegóły. W teleskopach większych niż 200 mm wyraźnie widać ciemne i jasne plamy na powierzchni, pasy, strefy i szczegóły budowy pierścieni.