Времена года на земле и других планетах

Атмосфера

Поскольку газовые планеты не имеют твердой поверхности, сложно определить точно, где именно начинается атмосфера. Для Сатурна за такой нулевой уровень принята высота, на которой происходит кипение метана. Основные компоненты атмосферы – водород (96,3 %) и гелий (3,25 %). Также спектроскопические исследования обнаружили в ее составе воду, метан, ацетилен, этан, фосфин, аммиак. Давление у верхней границы атмосферы составляет около 0,5 атм. На этом уровне конденсируется аммиак и образуются облака белого цвета. В нижней части облака состоят из кристаллов льда и капелек воды.

Газы в атмосфере постоянно движутся, вследствие чего они принимают вид полос, параллельных диаметру планеты. Такие же полосы есть и на Юпитере, однако на Сатурне они гораздо более тусклые. Из-за конвекции и быстрого вращения образуются невероятно сильные ветра, самые мощные в Солнечной системе. Ветра в основном дуют по направлению вращения, на восток. На экваторе воздушные потоки самые сильные, их скорость может достигать 1800 км/ч. С удалением от экватора ветра ослабевают, появляются западные потоки. Движение газов происходит во всех слоях атмосферы.

Крупные циклоны могут быть очень устойчивы и длиться годами. Раз в 30 лет на Сатурне возникает «Большой белый овал» – сверхмощный ураган, размеры которого каждый раз становятся больше. Во время последнего наблюдения в 2010 году он составлял четвертую часть от всего диска планеты. Также межпланетными станциями было обнаружено необычное образование в виде правильного шестиугольника на северном полюсе. Его форма стабильна вот уже в течение 20 лет после первого наблюдения.  Каждая его сторона составляет 13 800 км – больше диаметра Земли. Для астрономов до сих пор остается загадкой причина образования именно такой формы облаков.

Камеры «Вояджеров» и «Кассини» зафиксировали светящиеся области на Сатурне. Ими оказались полярные сияния. Они располагаются на широте 70-80° и имеют вид очень ярких колец овальной (реже спиральной) формы. Считается, что сияния на Сатурне образуются в результате перестраивания силовых линий магнитного поля. В результате магнитная энергия нагревает окружающие области атмосферы и разгоняет заряженные частицы до высоких скоростей. Кроме того, во время сильных бурь наблюдаются разряды молний.

Система спутников и кольца Сатурна

У Сатурна 62 спутника, причем большая часть из них имеет твердую поверхность и даже обладает собственной атмосферой. По своим размерам некоторые из них могут претендовать на звание планеты. Чего только стоят размеры Титана, который является одним из самых крупных спутников Солнечной системы и больше чем планета Меркурий. Это небесное тело, вращающееся вокруг Сатурна, имеет диаметр 5150 км. Спутник обладает собственной атмосферой, которая по своему составу сильно напоминает воздушную оболочку нашей планеты на ранней стадии формирования.

Ученые считают, что во всей Солнечной системе у Сатурна самая развитая система спутников. По информации, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини», Сатурн представляет собой едва ли не единственное в Солнечной системе место, где на его спутниках может быть существовать вода в жидком состоянии. На сегодняшний день исследованы только некоторые из спутников окольцованного гиганта, однако даже та информация, которая имеется, дает все основания считать эту наиболее отдаленную часть ближнего космоса пригодной для существования определенных форм жизни. В этом плане очень большой интерес для ученых-астрофизиков представляет пятый спутник — Энцелад Главным украшением планеты, безусловно, являются его кольца. В системе принято выделять четыре главных кольца, имеющие соответствующие названия А, В, С и D. Ширина самого большого кольца В составляет 25500 км. Кольца разделяются щелями, среди которых самая большая — это деление Кассини, разграничивающая кольца А и В. По своему составу сатурнианские кольца представляют собой скопления мелких и крупных частиц водяного льда. Благодаря ледяной структуре нимбы Сатурна имеют высокое альбедо, и поэтому хорошо видны в телескоп.

Параметры колец

Всего насчитывается 7 основных колец Сатурна, названных буквами латинского алфавита(A,B,C,D,E,F,G). Каждое такое большое кольцо состоит из тысяч тонких, расположенных на минимальном отдалении друг от друга. Основные же элементы кольцевой системы разделены щелями и делениями шириной от 3 до 4700 км.Самым близким к хозяину является кольцо D. Он отдаленно от планеты на расстоянии 70 тыс. км.  Самыми яркими в системе являются образования А, В, С. Увидеть эти кольца Сатурна на ночном небе можно в телескоп диаметром не менее 15 мм.

Снимок колец Сатурна

Из чего же состоят кольца Сатурна? Основным их компонентом является водяной лед и всего 1% приходится на пыль из смеси силикатов. Общая масса материала составляет 3*1019 кг.

Звуки колец

Сатурн поглощает свои кольца благодаря гравитационному взаимодействию. При их контакте с ионосферой и другими объектами орбиты возникает удивительная «мелодия». Ее сумел записать и передать на Землю зонд Кассини.

Кольца Сатурна «звучат» многогранно. Можно отчетливо расслышать тихое шипение и шуршание пылевых и ледяных частиц, сменяющиеся скрипами и коротким свистом. Этот звук имеет достаточно приятные вибрации.

Исчезновение колец

В начале 20 века умы людей взбудоражила новость об исчезновении сатурнианских колец. Прошел слух, что они начали разрушаться и гигантские обломки стремительно летят к Земле. Но новость оказалась вымыслом, связанным с ошибочной интерпретацией данных. На самом деле, кольца Сатурна были повернуты ребром к Земле, что не позволило их разглядеть в слабые телескопы того времени.

В наше время Сатурн «терял» свои кольца уже дважды. Наблюдалось это в 1995 и 2009 годах.

Внешняя система

За чертой астероидного пояса начинается внешняя Солнечная система и лунное количество резко возрастает. И начинается все с газового гиганта и крупнейшей планеты – Юпитера. Он располагает наибольшим количеством – 79, которое может вырасти до 200, если подтвердятся претенденты.

Четыре крупнейших наименовали в честь первооткрывателя Галилео Галилея – галилейские: Ио (наиболее вулканическая), Европа (с подземным океаном), Ганимед (крупнейшая в системе) и Каллисто (подземный океан и древняя поверхность).

Юпитер и спутники Галилея

Есть также группа Альматеи с четырьмя спутниками, чем диаметр меньше 200 км. Нерегулярные спутники совсем крошечные и отдалены на большие дистанции. Они также делятся на семьи по составу и орбитальному пути.

У Сатурна может быть 150 спутников, но официальными считаются 62 (у 53 есть названия). 34 из них обладают диаметром меньше 10, а 14 – от 10 до 50 км. Но есть и масштабные экземпляры, простирающиеся на 5000 км. Все они получили свои имена в честь титанов.

Сатурн и его спутники: Титан, Энцелад, Диона, Рея и Елена

Внутренние состоят из водяного льда и обладают скалистым ядром, ледяной мантией и корой. Внешние выходят за Е-кольцо. Крупнейшей считается Титан с диаметром в 5150 км и массой – 1350 х 1020 кг. Она вмещает 96% массы всей планетарной орбиты.

Вокруг Урана вращается 27 лун. Среди наиболее крупных – Миранда, Ариэль (ярчайшая), Умбриэль (темнейшая), Оберон и Титания.

Спутники Урана

Полагают, что все эти луны появились в аккреционном диске планеты. Каждая обладает равным объемом горной породы и льда. Только Миранда практически полностью ледяная.

Нептун обладает 14-ю лунами, носящих имена морских нимф. Правильные приближены к планете, а неправильные сформировались из остатков ранних столкновений и движутся далеко по ретроградным орбитам.

Цветовая мозаика Тритона, запечатленная Вояджером-2 в 1989 году

Наиболее большим считается Тритон с диаметром в 2700 км. Отдален на 354759 км от планеты и обладает достаточной массой для достижения гидростатического баланса.

Интересные факты о планете Уран

Прежде всего, его с Нептуном выделяют в отдельную категорию-ледяные гиганты. Поскольку в их недрах большое количество различного льда. А вот металлический водород, характерный для других газовых гигантов (Сатурна и Юпитера) попросту отсутствует.
На удивление, планета известна людям очень давно

Но раньше, при наблюдениях люди считали еготусклой звездой.
Что важно, это самая холодная планета среди всех.
К тому же, у Урана всего обнаружили 27 естественных спутниковых объектов. По правде говоря, их система одна из менее массивных в группе гигантов

Однако выделяют наиболее крупные из спутников: Ариэль, Миранда, Титания, Оберон и Умбриэль.
По сути, магнитное поле довольно нестандартное. Оно имеет направление из геометрического центра планеты и наклон на 59 градусов по отношению к оси вращения. При этом магнитный диполь (который и создаёт само поле) сдвинут к южному полюсу, вследствие чего поле асимметрично. То есть напряжённость меняется: на южном полушарии 0,1 гаусс, а на северном 1,1 гаус.
Вдобавок, присутствуют радиационные пояса и магнитный хвост протяжённостью миллионы километров.
Как оказалось, каждые 84 года наступает уранианское равноденствие, последнее из которых было 7 декабря 2007 года. Кстати, это было осеннее, а перед ним летнее солнцестояние. Соответственно, следующее будет зимним, потом наступит весеннее равноденствие.
Помимо всего, наклон оси Урана позволяет полярным областям получать больше солнечной энергии, чем районы экватора. Однако экваториальные участки нагреты сильнее, чем на полюсах. Такое несоответствие является загадкой для учёных.

Крупные спутники Урана

При хороших климатических условиях с Земли планета Уран во время противостояния видна невооружённым глазом. Более того, с помощью бинокля или телескопа можно увидеть не только её, но и спутники. Между прочим, видимая звёздная величина от +5,6 до +5,9.

Благодаря снимкам с космического аппарата Вояджёр-2 в видимом спектре рассматривалась блеклая поверхность, где отсутствовали характерные полосы облаков и атмосферных явлений.Но сейчас в результате наблюдений учёные различают следы погодной активности и сезонные изменения климата.

Кстати, это единичная миссия Вояджёра позволила узнать какая она планета Уран. Пока другие космические аппараты и станции занимаются исследованием остальных небесных тел, астрономы проводят различные наблюдения за этой холодной планетой.

В будущем, возможно, ещё предстоит выйти на новый уровень её изучения. Ведь, бесспорно, Уран один из интереснейших и любопытных объектов Солнечной системы.

«Золотая» пластинка» за пределами Солнечной системы

В случае обнаружения в Космосе разумных форм жизни, НАСА снабдила оба корабля Вояджера, вышедших за пределы Солнечной системы, аудио-диском под названием «Звуки Земли». 12-дюймовая медная пластинка содержит приветствия землян на 60 языках, музыку нескольких разных культур, звуки природы: океана, грозы, щебетанье птиц, песню кита и др. Она могла бы носить название «Величайшие Хиты планеты Земля».

Доска, установленная на борту Пионера и Вояджера, которая показывает местоположение Земли в Солнечной системе

Также на диске содержится электронная информация, которую достаточно развитая цивилизация сможет конвертировать в картинки, диаграммы, напечатанные послания, включая послание от президента Картера. Оба корабля – Пионер и Вояджер также оснащены доской, показывающей местонахождение нашей солнечной системы по отношению к 14 пульсару и центру Млечного Пути. Эти космические аппараты на самом деле могут стать послами в неизведанное пространство.

Когда мы приблизились к внешним пределам Солнечной Системы, мы не нашли там ничего, кроме сплошной пустоты. За пределами нашей родной системы лежат великие загадки глубокого космоса. Расстояние тут настолько велико, что просто завораживает. Самая ближайшая звезда находится на расстоянии 4-х световых лет. Это значит, что потребуется лететь 4 года со скоростью света, чтоб только добраться до нее.

Необходимо преодолевать расстояние в 186000 миль в секунду. Мы можем только смотреть в эту пустоту при помощи телескопов и чувствовать себя маленькими и ничтожными перед всей этой бесконечностью. На этом наше путешествие по Солнечной Системе заканчивается.

Ссылки

Объекты Солнечной системы
Карликовые планеты	Плутон · Церера · Хаумеа · Макемаке · Эрида
Планеты Земной группы	Меркурий · Венера · Земля · Марс
Газовые гиганты	Юпитер · Сатурн · Уран · Нептун
Другие объекты	Солнце · Астероиды · Пояс астероидов· Кометы· Метеоры и метеориты· Пояс Койпера и Облако Оорта· За пределами Солнечной системы

Физические характеристики

Сатурн является шестой планетой, расположенной от Солнца, и по величине уступает только гигантскому Юпитеру. Но если не брать в расчет ее более крупного собрата, то эта планета является самой быстрой в своем орбитальном вращении. Она его совершает за 10,5 часов. И поэтому его полюса, из-за оказываемого избыточного давления сплющиваются и увеличивают экватор планеты, придавая ей параметры сфероида. Так как планета Сатурн – газовый гигант, и может вместить в себя 760 Земель, то он имеет разную скорость вращения между видимыми широтами. Он состоит в основном из таких газов, как водород и гелий, поэтому он обладает плотностью, которая меньше воды. В небольших пропорциях в атмосфере имеются также и другие газы, а именно: ацетилен, аммиак, этан, метан и др.

Магнитное поле этой красивейшей планеты сильнее аналогичного поля на Земле в 578 раз. Внутреннее раскаленное ядро Сатурна в своем составе содержит железо и каменистые породы, которые расположены во внешнем слое, далее расположен металлический водород в его жидкой форме, затем – гелий и жидкий водород, которые смешиваются уже с атмосферой.
Сатурн расположен от Солнца на расстоянии, которое превышает удаленность Земли от Солнца в 9,5 раз. Из-за этих параметров солнечному свету необходимо больше времени на 1 час 20 мин, чтобы достичь Сатурна. А продолжительность года планеты-гиганта составляет 10,756 суток на Земле, что эквивалентно 29,5 земным годам.

Сатурн обладает третьим по величине эксцентриситетом, уступая только Марсу и Меркурию. Расстояние между его афелием и перигелием весьма существенное и составляет приблизительно 1,54 х 108 км. Наклон оси Сатурна похож на наклон оси Земли, и это объясняет наличие тех же времен года, что и на нашей планете, но они проходят более смазано, так как из-за своей удаленности он получает от Солнца гораздо меньше солнечного света.

Атмосфера и температура планеты Сатурн

Основные компоненты местной атмосферы — водород (его здесь около 96%) и гелий (примерно 3%). Также здесь присутствуют незначительные количества:

• аммиака;
• ацетилена;
• метана;
• фосфина;
• этана.

Они создают видимые яркие полосы на Сатурне и его облака.

Атмосфера Сатурна очень плотная и все что мы можем видеть это самый верхний плотный слой. Credit: astro-world.ru

Ветры в атмосфере

Регулярным явлением в сатурнианской атмосфере являются устойчивые мощные ураганы, скорость ветра достигает 1800 км/ч, они дуют преимущественно в пределах опоясывающих планету полос. Продолжительность ураганов достигает несколько месяцев, во время их существования можно заметить разряды молний. Позже вихри поглощаются атмосферой.

Шестиугольник

Облака в северной полярной области Сатурна образуют видимый в телескопы шестиугольник, каждая сторона которого составляет около 13,8 тыс. км, а поперечник — почти 25 тыс. км. На территории этого гексагонального вихря поместится 4 планеты таких размеров, как Земля.

Шестиугольный ураган на Сатурне. Credit: m.fishki.net

Шестиугольный облачный участок был впервые обнаружен исследовательской миссией «Вояджер». Позже эту зону в мельчайших подробностях сфотографировали камеры корабля «Кассини».

Что наблюдать на Юпитере

На планете можно найти множество интересных объектов для наблюдения. Сделать процесс максимально простым поможет карта Юпитера.

• ЮПШ — Южная полярная шапка

• СПШ — Северная полярная шапка

• ЮЮУП — Юго-южный умеренный пояс

• ЮУП — Южный умеренный пояс

• БКП — Большое красное пятно

• ЮЭП — Южный экваториальный пояс

• ЭП — Экваториальный полоса

• СЭП — Северный экваториальный пояс

• СУП — Северный умеренный пояс

• ССУП — Северо-северный умеренный пояс

• ЮЮУЗ — Юго-южная умеренная зона

• ЮУЗ — Южная умеренная зона

• ЮТЗ — Южная тропическая зона

• ЭЗ — Экваториальная зона

• СТЗ — Северная тропическая зона

• СУЗ — Северная умеренная зона

• ССУЗ — Северо-северная умеренная зона

Юпитер можно смело назвать наиболее интересной планетой для исследований. Она крайне динамично, на ее поверхности постоянно происходят изменения. Сколько бы вы не смотрели на Юпитер, вы никогда не увидите его одинаковым. В первую очередь, причины этого кроются в разной скорости вращения облачного покрова. Так, полный оборот экваториальной зоны проходит за 9 часов 50 минут, а полярных зон – за 9 часов 57 минут. К тому же атмосфера никогда не бывает спокойной.

Там происходят атмосферные течения, циклоны, падения комет и астероидов, поэтому новые детали образуются ежедневно.

Наиболее известные детали на поверхности Юпитера

Если вы планируете серьезно изучать Юпитер, берите в руки телескоп как можно чаще. Чем дольше вы будете проводить наблюдения, тем выше будет ваше мастерство и тем больше деталей вы сможете увидеть на поверхности Юпитера.

Пусть первая встреча с Юпитером будет посвящена его общему обзору. Так вы научитесь находить самые крупные объекты – зоны, пояса, пятна. Затем вы сможете изучать тончайшие детали его поверхности и атмосферы. Большинство из них можно рассмотреть только с помощью большого любительского телескопа при отличных условиях и отработанных наблюдательных навыках.

Красные, белые и чёрные пятна

Как известно, Юпитер – это постоянно меняющаяся планета. Но на его поверхности есть некоторые детали, которые существуют на протяжении долгих лет. Из них наибольшую известность приобрело Большое Красное Пятно, открытое Джованни Кассини в 1665 году. Характер данного образования был изучен далеко не сразу. Только в последние годы миссии космических станций Вояджер и Пионер открыли нам природу Большого Красного Пятна. На самом деле, это долгоживущий вихрь размером 15 000 на 30 000 км, который делает полный оборот за 6 земных суток.

Движение Большого Красного Пятна через короткие промежутки времени

Для каждого любителя астрономии Большое Красное Пятно представляется контрастной деталью, которую можно наблюдать даже в телескопы начального уровня. Но Пятно периодически меняет интенсивность окраса, поэтому регулярно оно практически сливается с поверхностью Юпитера. К примеру, такое явление было зафиксировано в конце XIX, а в конце 1960-х годов Пятно вновь вернулось к своему обычному цвету. Также пятно постоянно уменьшается в размерах, которое наблюдается в течение последних десятилетий. По данным астрономов XIX века, 100-120 лет назад пятно было в 2 раза больше.

Не менее интересно наблюдать на Юпитере и иные устойчивые образования, в число которых входят Белые Пятна FA, BC и DE. Они располагаются у Южного Умеренного Пояса. Белый цвет данных образований сливается с общим фоном поверхности, поэтому их визуальные исследования весьма затруднены. Впервые они были замечены в 1939 году и были идентифицированы как маленькие наросты в Южном Умеренном Поясе. Но уже в 1947 году они приобрели вид заливов у южного края ЮУП. И только затем они трансформировались в белые пятна. Сегодня видимость белых пятен резко упала из-за того, что ЮУП постепенно теряет свою окраску. Но профессиональным астрономам всё-таки удается поймать моменты, когда из-за волнений атмосферы Белые Пятна выделяются на фоне поверхности Юпитера.

Анимация движения Юпитера, на которой можно заменить белые и черные пятна

Изредка атмосфера Юпитера радует наблюдателя красочным зрелищем – образованием крупных Черных Пятен, что вызвано многочисленными осколками комет и астероидов. В середине 1990-х годов такими «провокаторами» стали осколки кометы Шумейкера-Леви 9. Именно от них предположительно появилось Черное Пятно, которое недавно открыл астроном-любитель Энтони Уизли. Данный факт стал дополнительным доказательством того, что регулярные наблюдения Юпитера и отличные знания о его внешнем виде могут сделать любителей астрономии настоящими звездами научного мира.

Продолжительность суток

Масса Сатурна больше, чем у Земли. Но из-за большой скорости вращения вокруг своей оси день на газовом гиганте короче земного. Период обращения Сатурна вокруг своей оси составляет 10 часов 34 минуты и 13 секунд.

Характер перемещения атмосферы Сатурна обуславливают неодинаковую продолжительность суток в разных частях планеты. 

Дело в том, что его различные части двигаются с разной скоростью, тогда как магнитный полюс и ось вращения выровнены. Поэтому скорость вращения Сатурна вокруг своей оси может быть определена несколькими путями.

Учёные применяют три способа отсчета.

Первый способ охватывает зоны Южного и Северного экваториальных поясов. Сутки здесь длятся 10 ч. 14 минут.

Второй способ основан на изучении остальных зон Сатурна. Здесь длительность суток равна 10 ч. 38 минут.

При третьем способе ученые используют радиоизлучение для измерения продолжительности суток. Они равны 10 ч. 39 минут.

Космические летательные аппараты, запущенные для исследований Сатурна давали и другие данные. Так «Вояджеры» указали на продолжительность суток в 10 ч. 45 минут.

Исследование планеты

Общие сведения

Сатурн – шестая по счету от Солнца и пятая по яркости планета Солнечной системы.

Юпитер, Сатурн и следующие за ним Уран и Нептун относят к газовым гигантам, поскольку состоят они в основном из этого вещества.

У Сатурна нет твердой поверхности,  а масса его превышает земную в 95 раз.

Масса Сатурна в Землях

Примечательно, что плотность его составляет всего лишь 0, 687 грамма на кубический сантиметр – это даже меньше, чем плотность воды. Строение Сатурна представляет собой газовые слои, ближе к центру водород приобретает форму металла, в середине планеты – раскаленное вещество. Кольца состоят из углеродистой пыли и осколков льда.

Единственный спутник планеты, наделенный атмосферой – Титан; на нем можно найти озера метана и холмы мерзлого азота. Титан представляет огромный интерес для ученых, поскольку обладает потенциально пригодной для жизни средой. Из 150 спутников имена есть только у 53 (это, в основном, имена греческих божеств).

Полеты на планету

Космические аппараты начали отправлять на Сатурн ближе к концу XX века, всего их было четыре: Пионер-11 полетел в 1979 году и сделал самые первые фотографии Сатурна и его спутников с расстояния в 20 000 км, а также определил температуру Титана (-179 °C).

Через год свое путешествие начал Вояджер-1, а еще через 9 месяцев – Вояджер – 2, сделавший первые высококачественные снимки планеты, ее колец и спутников.

Благодаря этим полетам было открыто еще пять спутников газового гиганта, а также установлено точное количество колец — 7.

В июле 2004 к Сатурну приблизился исследовательский аппарат Кассини-Гюйгенс.

Миссия Кассини

В проекте принимали участие НАСА, Европейское и Итальянское космические агентства.

Космическая станция, оснащенная камерами и спутниковыми антеннами и предназначенная непосредственно для исследования называлась “Кассини”, а прикрепленный к ней зонд, который должен был осуществить высадку на Титан – “Гюйгенсом”.  Львиную долю расходов – более двух с половиной миллиардов долларов — взяло на себя США, оно же занималось разработкой и созданием станции. Зонд взяло на себя ЕКА, а антенны и высотометр разрабатывали итальянцы. Зонд  назвали в честь Христиана Гюйгенса, обнаружившего Титан и наличие у Сатурна кольца, а станцию – в честь Джованни Кассини, который обозначил множественность колец и открыл четыре крупных спутника планеты.

Кассини

Экспедиция на Сатурн в рамках миссии Кассини-Гюйгенса обошлась в 3 миллиарда долларов, но сведения, полученные за те 20 лет, что работала станция, явно того стоили.

Запуск “Кассини” и прикрепленного к нему зонда произошел 15 октября 1997 года, а первым пунктом прибытия обозначили Венеру.

Половину от веса станции на старте составляло топливо. “Кассини” потребовалось два года, чтобы разогнаться: станция использовала естественную гравитацию планет по пути следования. Устройство было запрограммировано таким образом, чтобы до прибытия на точку назначения, вся его система работала лишь на 2% от всей мощности.

Зимой 2000 года, когда “Кассини” пролетал Юпитер, система активизировалась и сделала фотографии, которые были переданы на Землю. Из-за долгого времени в пути в NASA предположили, что датчики сбились (предположительно, из-за космического мусора), однако вскоре все наладилось.

30 июня 2004 года космическая станция достигла пункта назначения и начала свой путь по орбите планеты, став ее первым искусственным спутником, а 14 января 2005 зонд опустился на Титан.

26 апреля 2017 года “Кассини” приступил к своей последней миссии, совершив более 20 пролетов между внутренним кольцом и самой планетой, предоставив первые фотографии с такого близкого расстояния.

15 сентября 2017 года “Кассини” сгорел в атмосфере газового гиганта, оставив неизгладимый след в истории изучения космоса.

Такая участь постигла станцию неслучайно: нельзя было допустить загрязнение спутников Сатурна, которые, основываясь на данных исследования, вполне могут быть обитаемы. На счету станции – 20 лет службы, десятки оборотов вокруг Сатурна и  огромное количество уникальнейших сведений о системе планеты.

Зонд Кассини

Атмосфера и температура

Внешний слой атмосферы Сатурна на 96.3% состоит из молекулярного водорода, а на 3.25% из гелия. Также есть и более тяжелые элементы, но об их пропорциях мало информации. В небольшом количестве найдены пропан, аммиак, метан, ацетилен, этан и фосфин. Верхний облачный покров представлен аммиачными кристаллами, а нижний – гидросульфидом аммония или водой. УФ-лучи приводят к металиновому фотолизу, что вызывает химические реакции углеводорода.

Из-за огромного шторма в атмосфере северного полушария аппарату Кассини удалось уловить композицию Сатурна, приближенную к истинному цвету

Атмосфера выглядит полосатой, но линии ослабевают и расширяются к экватору. Присутствует раздел на верхний и нижний слои, отличающиеся по составу на основе давления и глубины. Верхние представлены аммиачным льдом, где давление – 0.5-2 бар, а температура – 100-160 К.

На уровне с давлением в 2.5 бар начинается линия ледяных облаков, которая тянется до 9.5 бар, а нагрев составляет 185-270 К. Здесь смешиваются полосы гидросульфида аммония при давлении в 3-6 бар и температурой – 290-235 К. Нижний слой представлен аммиаком в водном растворе с показателями 10-20 бар и 270-330 К.

Иногда в атмосфере формируются долгопериодические овалы. Наиболее известное – Большое Белое Пятно. Создается каждый сатурнианский год в период летнего солнцестояния на северном полушарии.

Пятна в ширину способны простираться на несколько тысяч км и отмечались в 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 годах. С 2010 года велось наблюдение за «северным электростатическим возмущением», замеченным Кассини. Если эти облака придерживаются периодичности, то в следующий раз отметим появление в 2020-м году.

Масштабный шторм в северном полушарии Сатурна, запечатленный кораблем Кассини

По скорости ветра планета стоит на втором месте после Нептуна. Вояджер зафиксировал показатель в 500 м/с. На северном полюсе заметна гексагональная волна, а на южном – массивный струйный поток.

Впервые шестиугольник разглядели на снимках Вояджера. Его стороны простираются на 13800 км (больше земного диаметра), а оборот структуры происходит за 10 часов, 39 минут и 24 секунд. За вихрем на южном полюсе наблюдали в телескоп Хаббл. Здесь отмечается ветер с ускорением в 550 км/ч, а буря по размеру напоминает нашу планету.

Климат

Климат ледяного гиганта предположительно имеет сезонность. Но первые данные об изменениях атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, т.е. год на планете пока еще не закончился. Известно, что наибольшая освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия до него доходит минимум солнечных лучей. При этом ярче освещаются полюса, а зона экватора достаточно темная зона.

По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты регистрируют темные пятна – вихри в тропосфере с высокой скоростью вращения. На экваторе они дуют в обратном осевому вращению направлении и их скорость не превышает 100 м/с. Следующий пояс ветров наблюдается в пределах 20°-60° широты, где вихри перемещаются со скоростью от 150 до 240 м/с.

Кольцевая система

Кольца Сатурна делают его самой узнаваемым среди всех объектов в нашей системе. Средневековые астрономы принимали их за тела-спутники, но в дальнейшем удалось установить, что концентрические образования изо льда и пыли. Откуда же кольца у Сатурна?

фото колец Сатурна

Существует несколько основных гипотез происхождения знаменитых сатурнианских колец:

• Столкновение планеты с большим космическим
  объектом. В результате обломки тела разлетелись по орбите, со временем
  образовав тонкие равномерные кольца.
• Неудачное строительство собственного
  планетоподобное тела. Гравитация Сатурна не позволила образоваться новому
  космическому объекту вблизи него и его строительный материал до сих пор летает
  по орбите.
• Поглощение спутников. Вблизи молодого газового
  исполина около 4 млрд. лет назад вращалось несколько больших спутников,
  называемых первичными. Гравитационные силы постепенно притянули их один за
  другим. При этом металлическая часть лун поглощалась Сатурном, а частицы льда и
  пыли так и оставались на его орбите.

Параметры колец

Всего насчитывается 7
основных колец Сатурна, названных буквами
латинского алфавита(A,B,C,D,E,F,G). Каждое такое большое кольцо
состоит из тысяч тонких, расположенных на минимальном отдалении друг от друга.
Основные же элементы кольцевой системы разделены щелями и делениями шириной от
3 до 4700 км.

Самым близким к хозяину является кольцо D. Он отдаленно от планеты на расстоянии 70 тыс. км.  Самыми яркими в системе являются образования А, В, С. Увидеть эти кольца Сатурна на ночном небе можно в телескоп диаметром не менее 15 мм.

снимок колец Сатурна

Из чего же состоят кольца Сатурна? Основным их компонентом является водяной лед и всего 1% приходится на пыль из смеси силикатов. Общая масса материала составляет 3*1019 кг.

Звуки колец

Сатурн поглощает свои кольца благодаря гравитационному взаимодействию. При их контакте с ионосферой и другими объектами орбиты возникает удивительная «мелодия». Ее сумел записать и передать на Землю зонд Кассини.

Кольца Сатурна «звучат» многогранно. Можно отчетливо расслышать тихое шипение и шуршание пылевых и ледяных частиц, сменяющиеся скрипами и коротким свистом. Этот звук имеет достаточно приятные вибрации.

Исчезновение колец

В начале 20 века умы людей взбудоражила новость об исчезновении сатурнианских колец. Прошел слух, что они начали разрушаться и гигантские обломки стремительно летят к Земле. Но новость оказалась вымыслом, связанным с ошибочной интерпретацией данных. На самом деле, кольца Сатурна были повернуты ребром к Земле, что не позволило их разглядеть в слабые телескопы того времени.

В наше время Сатурн
«терял» свои кольца уже дважды. Наблюдалось это в 1995 и 2009 годах.

Уран

Уран был открыт британским астрономом сэром Уильямом Гершелем в 1781 году. Уран окутан густыми облаками, из-за которых его поверхность трудно наблюдать с Земли. Атмосфера Урана тонкая и выглядит голубовато-зеленой, состоит из водорода, гелия и метана.

Планета в положении вращается с востока на запад подобно Венере. Однако, направление вращения не по часовой стрелке, а сверху вниз. Уран быстро вращается вокруг своей оси. В результате в районе экватора урана больше по размеру.

Большая скорость вращения вызывает ветер в атмосфере Урана. Уран также имеет кольца, но их можно увидеть с земли с помощью мощного телескопа. Эта планета имеет 27 спутников. Есть пять больших спутников по имени Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.

Планета	Расстояние до Солнца(млн. км)	Диаметр(км)	Температура поверхности(ºC)
от	до
Уран	2 867	50 800	-180

Климат

Атмосфера Урана необычайно спокойна в сравнении с атмосферами остальных планет-гигантов. «Вояджер-2» обнаружил только 10 полосок облаков на видимом южном полушарии. Скорости ветров на экваторе (тут они направлены против вращения планеты) 50 – 100 м/сек. Удаляясь от экватора к широтам ±20°, ветры утихают, практически обнуляясь. А выше начинается постепенный рост скорости ветра до широт ±60°, где направление их уже прямое. На полюсах ветра почти нет.

Говорить о сезонных изменениях на Уране пока рано, но ясно одно: структура и толщина облаков в некоторые периоды заметно изменяются.