Планета Сатурн

Общие сведения про планету Сатурн

Сатурн можно назвать водородной планетой. В некоторых слоях его больше 97%. А остальные элементы в незначительном количестве. Цвет Сатурна – оранжевый разных оттенков, но расположенный полосами. Расстояние от Солнца до Сатурна постоянно меняется, средняя величина — 1430 млн км. Сейчас известно 82 спутника, вращающихся вокруг планеты.

Общие характеристики

Форма планеты – это эллипсоид, сплюснутый у полюсов. Полярный диаметр Сатурна 108728 км, но на экваторе эта величина ровняется – 120536 км. На Сатурне быстрее всего происходит сжатие. Но при этом, плотность его самая низкая в солнечной системе. Кольца были обнаружены, когда изобрели телескопы.

 Атмосфера и температура

Атмосфера Сатурна выглядит полосатой, но экватору полосы становятся толстыми и более размытыми. В газовом гиганте сложно найти точку, где кончается атмосфера, и начинается поверхность планеты. Основа состава – молекулы водорода, чуть более 3% гелия, и небольшие примеси других веществ. В нижней части количество водорода сокращается до ¾, но гелия становится больше. Температура практически равна космической, постепенно разогреваясь, уходя в глубину планеты.

Водород	96 %
Гелий	3 %
Метан	0,4 %
Аммиак	0,01 %
Дейтерид водорода	0,01 %
Этан	0,0007 %

Климатические особенности

Внешне атмосфера более спокойная, чем у Юпитера. В атмосфере легко различимы светло-оранжевые полосы облаков. Наличие серы в атмосфере обуславливает оранжевый цвет. Космический аппарат Кассини сделал серию снимков на разных длинах световых волн. И в более высоком качестве, атмосфера выглядит активной и бурной.

Ветры в атмосфере

Ветра на планете Сатурн дуют не прекращаясь. Вояджер – космический аппарат НАСА пролетая мимо планеты зафиксировал скорость ветра в районе экватора на отметке 1800 км/час. Бури чаще образуются в светлых полосах атмосферы, но живут они не более нескольких месяцев.

Шестиугольное образование на северном полюсе

На планете Сатурн находится уникальное природное явление. Не характерное для других газовых гигантов – шестиугольный шторм (или гексагональный вихрь). Это облачное образование было обнаружено Вояджерами 1 и 2. Сейчас его изучает курсирующий по орбите Кассини. Гигантский ураган находится на северном полюсе Сатурна. Атмосфера здесь вращается со скоростью планеты. Диаметр явления — 25 000 км.

Причина образования шестиугольника

Погодная аномалия до сих не получила четкого объяснения. На земле известны облака подобной формы, но не такие симметричные. В ходе эксперимента, воссоздающего условия Сатурна, удалось получить нечто подобное.

Температура Сатурна

Температура на Сатурне меняется от холода на поверхности, но до высоких температур внутри планеты. В верхнем слое тропосферы температура незначительно отличается от открытого космоса, здесь около -250ºС. Ниже тропосферы расположены водяные облака, и здесь температура достигает 0º. В нижних слоях атмосферы температура достигает 57º. В ядре Сатурна вещество разогревается до +11800º.

Состав и поверхность

Усреднённое значение плотности планеты — 0.687 г/cмЗ, а это значит, что, если его поместить в воду, он останется на плаву. Состав Сатурна соответствует составу окраин солнечной туманности. Чем ближе к ядру, тем выше плотность веществ. Внешние слои по большей части из молекул водорода, увеличивается количество гелия, но ниже – водород переходит в металлическую фазу. В центре твердое скальное ядро.

Формирование планеты Сатурн

Сатурн формировался вместе с другими планетами солнечной системы примерно 4,6 миллиарда лет назад. Ближе к внешней части туманности было меньше тяжёлых элементов, но больше холодных газов, что и обусловило состав окраинных планет.
Планетезимали сталкивались друг с другом и пропадали в зону гравитации. Размер газового гиганта зависел только от того, сколько газа успело собрать в зону притяжения более тяжёлое ядро. Конденсированный гелий опускался к ядру, в то время как внешняя поверхность Сатурна осталась холодной.

Ядро

В центре Сатурна находится твёрдое силикатное ядро диаметром 25000 км. Его массу точно сказать невозможно, но по примерным подсчетам это больше земной массы в 10-22 раза. Сатурн продолжает сжиматься и излучает энергии в 2.5 раза больше, чем планета получает от солнца.

Радиация на Сатурне

Внутри планеты постоянно происходят химические реакции, в результате которых выделяется радиация. Однако, полностью объяснить причины столь высокого радиационного фона ученые пытаются до сих пор. Самое простое объяснение — реакция Кельвина-Гельмгольца. Огромная масса планеты постоянно сжимается под действием гравитации. Но по расчетам, радиация от этого процесса не должна быть столь высокой. Вероятно, внутри Сатурна происходят и другие, пока неизвестные процессы.

Физические свойства

Средний радиус	58 232 ± 6 км
Ускорение свободного падения на экваторе	10,44 м/с²
Первая космическая скорость	25,535 км/с
Вторая космическая скорость	35,5 км/с
Экваториальная скорость вращения	9,87 км/c
Период вращения	10 ч 32 мин 45 с
Наклон оси	26,73°
Видимая звёздная величина	от +1,47 до −0,24
Абсолютная звёздная величина	+28 m

Сатурн отличается низкой плотностью и большим размером. Планета значительно сплюснута у полюсов, экваториальный диаметр равен 120536км. В то время как полярный – 108728. Объем планеты — 8,2713⋅1014 км³.

Орбита и вращение планеты Сатурн

Орбита Сатурна имеет эллиптическую форму. Расстояние от солнца до планеты — 1,43 млрд км. Эксцентриситет, разница между максимальным и медальным расстоянием от солнца, равен 154 000 000 км. Это как 200 раз от земли до Луны и обратно. Год на Юпитере равен 10 756 земных суток. Ось вращения Сатурна наклонена под углом в 26,73º, что делает возможным смену времён года, но из-за удалённости от Солнца это практически незаметно.

Перигелий	1 353 572 956 км 9,048 а. е.
Афелий	1 513 325 783 км 10,116 а. е.
Эксцентриситет орбиты	0,055723219
Сидерический период обращения	10 759,22 суток (29,46 года)
Синодический период обращения	378,09 суток
Орбитальная скорость	9,69 км/с
Наклонение	2,485240° 5,51° (относительно солнечного экватора)
Спутники	82

Продолжительность дня

Скорость вращения Сатурна не едина на всех поверхности планеты, как и у других газовых гигантов. Но исследователи выделяют несколько зон с разной скоростью вращения. В экваториальном поясе это 10 ч 14 мин 00, в остальных зонах по данным Вояджера 10 ч 39 мин 22,5 с. На данный момент невозможно измерить скорость вращения твердого ядра. Поэтому точно сказать сколько длятся сутки на Сатурне невозможно.

Масса Сатурна

Сатурн большая планета с низкой плотностью, поэтому масса не столь велика, как кажется. Объем равен 8,2713⋅1014 км³. И хотя Юпитер на 18% больше, масса Сатурна меньше в 3,34 раза. Дело в том, что плотность Сатурна намного ниже плотности других планет.

Гравитация на Сатурне

Низкая плотность вещества так же обеспечивает незначительную гравитацию. Сатурн – газовый гигант, и здесь нет четкой границы поверхности, но, если провести эту условную линию, гравитация на поверхности составит все 91% от земной. Планета в основном состоит из легких газов: водорода и гелия. А основную силу тяготения обеспечивает более плотное ядро планеты.

Размер

Сатурн имеет форму эллипсоида, что означает, экваториальный радиус больше полного. Для Сатурна эта разница составляет 9,796%. Такая разница обусловлена тем, что планета очень быстро вращается вокруг своей оси. Средний радиус Сатурна — 58 232 км, а примерна площадь равна 4,272⋅10(10) км².

Сравнительные размеры Сатурна и Земли

Расстояние от Земли до Сатурна постоянно меняется, потому что орбиты планет эллиптические. Среднее расстояние между планетами 1 млрд 280 млн км. С учетом современных технологий долететь до Сатурна можно за 6-7 лет. Различия между планетами огромно, это помогает увидеть сравнительная таблица:

Параметр	Размер	Сравнение с Землей
Экваториальный диаметр	120 536 км	в 9,44 раза больше
Полярный диаметр	108 728 км	в 8,55 раза больше
Площадь планеты	4,272⋅10*10 км²	в 83,7 раза больше
Объем	8,2713⋅10*14 км3	в 763,6 раз больше
Масса	5,6846⋅10*26 кг	в 95,2 раза больше
Плотность	0,687 г/см3	в 8 раз меньше

Спутники

На сегодняшний день известно 82 естественных спутника Сатурна. Самые крупные спутники, которые удалось открыть еще до космической эры: Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет. Межпланетарная станция «Кассини-Гюйгенс» открыла так называемые мини луны – это осколки до 100 м в диаметре. Таких мини спутников у Сатурна около 10000.

Кольца Сатурна

Ученые установили, что у всех газовых гигантов есть кольца, но именно у Сатурна они заметны практически невооруженным глазом. Кольца на 93% состоят изо льда и отражают больше света, чем сама планета. Подробно изучить кольца удалось с помощью спутника Хаббл.

Формирование колец

Есть несколько гипотез о формировании колец:

1. В ранний период истории Сатурна один из спутников, диаметром около 300 км. разорвало гравитацией планеты. Осколки спутника и сформировали кольца. Эта теория наиболее распространена;
2. Два спутника столкнулись в период формирования планеты;
3. В зону гравитации планеты попал крупный метеор или комета и столкнулся с одним из спутников;
4. Кольца образовались вместе с Сатурном из солнечной туманности в период формирования планеты.

Ближайшие соседи

На соседних с Сатурном орбитах вращаются Уран и Юпитер. Чаще всего близко к нему находится Юпитер, минимальное расстояние, зафиксированное между ними — 655 млн. км.

Интересные факты

История изучения Сатурна глубока и за это время накопилось множество интересных фактов:

• Плотность Сатурна настолько низкая, что если его поместить в воду, он будет плавать;
• Облака над Северным полюсом образуют гигантский равносторонний шестиугольник – уникальную бурю в солнечной системе;
• В 1921 г возникла сенсационная новость – кольца Сатурна исчезли. Оказалось, что они просто повернулись ребром, отчего стали практически незаметны;
• На Энцеладе – спутнике Сатурна обнаружили жидкую воду. Это означает, что там есть вероятность присутствия жизни.

История изучения Сатурна

В Древней Греции, когда люди считали, что Земля является центром вселенной, учёные обратили внимание на необычные космические объекты. Они двигались по странным траекториям. И получили название планеты астеры, что дословно означает «блуждающие звезды». Одной из них и стал Сатурн.

Когда открыли Сатурн

Сатурн видно с планеты Земля невооруженным глазом. Поэтому, нельзя сказать, кто и когда впервые увидел эту планету и как называли этот небесный объект в древности.

Сатурн со своими кольцами имеет странную форму и отличается от других объектов. Впервые рассмотреть Сатурн смог Галилео Галилей в 1610г. Но его оптика была далека от совершенства и кольца он принял за два больших спутника планеты. Кольца считали спутниками до тех пор, пока Христиан Гюйгенс не создал более точный телескоп, в который удалось рассмотреть и кольца, и крупнейший спутник Сатурна – Титан.

В честь кого назвали Сатурн

Современное название планеты сохранилось с эпохи древнего Рима. Небесные тела часто ассоциировали с божествами. Эта планета получила имя в честь римского бога плодородия Сатурна.

Так же может заинтересовать

Солнечная система

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Уран

Нептун

Черная дыра