У нашій Сонячній системі є маса дивовижних космічних об'єктів, інтерес до яких не слабшає. Одним з таких об'єктів є Сатурн - шоста планета Сонячної системи, найдивніше і незвичайне небесне тіло, розташоване в найближчому до нас космічному просторі. Величезні розміри, наявність чудових кілець, інші цікаві факти і особливості, якими володіє шоста планета, роблять її об'єктом пильної уваги вчених-астрофізиків.
Відкриття окільцьованої планети
Сатурн, як і його сусід, величезний Юпітер, відноситься до числа найбільших об'єктів Сонячної системи. Перші відомості про красиве планеті людина стала збирати ще в епоху стародавніх цивілізацій. Єгиптяни, перси і стародавні греки уособлювали Сатурн з верховним божеством, наділяючи жовтувату зірочку на нічному небокраї містичною силою. Стародавні народи надавали цій планеті велике значення, створюючи і формуючи по ній перші календарі.
В епоху Стародавнього Риму поклоніння Сатурну досягло свого апогею, поклавши початок Сатурналії - свята землеробства. Згодом поклоніння Сатурну стало цілим напрямом в культурі древніх римлян.
Перші наукові факти про планету Сатурн припадають на кінець XVI століття. У тому величезна заслуга Галілео Галілея. Саме він вперше за допомогою свого недосконалого телескопа помістив Сатурн в число об'єктів нашої Сонячної системи. Єдине, що не вдалося прославленому астроному, так це виявити чарівні кільця планети. Прикраса планети у вигляді величезних кілець, діаметрами в три, в чотири рази перевищують діаметр самої планети, виявив в 1610 році голландський астрофізик Християн Гюйгенс.
Тільки в сучасну епоху, коли з'явилися більш потужні наземні телескопи, вчене співтовариство зуміло до кінця розглянути чудові кільця і виявити інші цікаві факти про планету Сатурн.
Короткий екскурс в історію планети
Шоста за рахунком планета Сонячної системи входить в число таких же газових гігантів, як Юпітер, Уран і Нептун. На відміну від планет земної групи Меркурія, Венери, Землі і Марса, це справжні гіганти, небесні тіла величезних розмірів газоподібної структури. Недарма вчені вважають Сатурн і Юпітер родинними планетами, зі схожою за складом атмосферою і астрофізичними параметрами.
Завдяки своєму оточенню, представленим цілою когортою великих і малих супутників, величезним і яскравим кільцям, планета вважається найбільш пізнаваною в Сонячній системі. Однак, незважаючи на це, саме ця планета вивчена найменше. Опис планети сьогодні зводиться до звичайних і скупим статичними даними, що включає розміри, масу, щільність небесного тіла. Не менш мізерна інформація про склад атмосфери планети і її геомагнитном поле. Поверхня Сатурна, прихована щільними газовими хмарами, взагалі вважається для астрофізиків темними плямою в науці.
Що ми знаємо про Сатурні на сьогоднішній день? У нічному небі ця планета з'являється досить часто і є яскравою зірку блідо-жовтого кольору. Під час протистоянь це небесне тіло виглядає як зірка яскравістю 0,2-0,3 м зоряної величини.
Відносно висока яскравість планети пояснюється швидше за великим розміром планети. Сатурн має діаметр 116 464 тис. Км, що в 9,5 разів більше параметрів Землі. Окільцьований гігант на вигляд нагадує яйце, витягнутий на полюсах і приплюснутий в екваторіальній області. Середній радіус планети становить трохи більше 58 тис. Км. Разом з кільцями діаметр Сатурна становить 270 тис. Км. Маса дорівнює 568 360 000 трильйонів трильйонів кг.
Сатурн в 95 разів важча за Землю і є другим за величиною космічним об'єктом в Сонячній системі після Юпітера. У той же час щільність цього монстра складає всього 0.687 г / см3. Для порівняння, щільність нашої блакитної планети становить 5,51 г / см³. Іншими словами, величезна газова планета легше води, і якщо помістити Сатурн в величезний басейн з водою, то він би залишився на поверхні.
Сатурн має площу понад 42 млрд. Кв. кілометрів, перевищуючи площа земної поверхні в 87 разів. Обсяг газового гіганта становить 827,13 трлн. кубічних кілометрів.
Цікаві дані орбітального положення планети. Сатурн знаходиться в 10 разів далі від Сонця, ніж наша планета. Сонячне світло досягає поверхні окільцьованої планети за 1 год 20 хвилин. Орбіта має третій за величиною ексцентриситет, поступаючись за цим показником лише Меркурію і Марсу. Орбіту планети відрізняє невелика різниця між афелием і перигелієм, яка становить 1,54х108 км. Максимально Сатурн віддаляється від Сонця на відстань 1513 783 км. Мінімальна відстань Сатурна від Сонця - 1353600 км.
Астрофізичні характеристики планети в порівнянні з іншими небесними об'єктами Сонячної системи досить цікаві. Орбітальна швидкість руху планети становить 9,6 км / с. Повний оборот навколо нашого центрального світила займає у Сатурна неповні 30 років. При цьому швидкість обертання планети навколо власної осі значно вище, ніж у Землі. Оборот Сатурна навколо власної осі може становити 10 годин і 33 хвилини, проти 24 годин для нашого світу. Іншими словами, сатурнианской день значно коротше земного, а ось рік на окільцьованої планеті триватиме цілих 24491 земних дня. Найближчі планети до Сатурна - Юпітер і Уран - обертаються навколо власної осі значно повільніше.
Характерною особливістю положення планети і швидкості обертання навколо власної осі є наявність змін пір року. Вісь обертання окільцьованими гіганта нахилена до орбітальної площині під тим же кутом, що і Земля. На Сатурні також присутні пори року, тільки тривають вони значно довше: весна, літо, осінь і зима тягнуться на Сатурні майже 7 років.
Гігант знаходиться від Землі на відстані в середньому 1,28 млрд. Кілометрів. У періоди протистояння Сатурн знаходиться найближче до нашого світу на відстані 1,20 млрд. Кілометрів.
При таких величезних відстанях летіти до окільцьованими газовому гігантові з нинішніми технічними можливостями доведеться довго. Перший автоматичний зонд "Піонер-11" летів до Сатурну більше 6 років. Інший космічний блукач, зонд "Вояджер-1" добирався до газового гіганта більше 3 років. Найвідоміший космічний апарат "Кассіні" летів до Сатурну 7 років. Останнім досягненням людства в області вивчення і освоєння космічного простору в районі Сатурна став політ автоматичного зонда "Нові горизонти". Цей апарат досяг області кілець через 2 роки і 4 місяці з дня старту на космодромі мису Канаверал.
Характеристики і склад атмосфери планети
За своєю будовою друга за величиною планета Сонячної системи дуже нагадує Юпітер. Газовий гігант складається з трьох шарів. Перший, самий внутрішній шар являє собою щільне масивне ядро, що складається з силікатів і металу. За своєю масою ядро Сатурна в 20 разів важче нашої планети. Температура в центрі ядра досягає значення в 10-11 тис. Градусів Цельсія. Це пояснюється колосальним тиском у внутрішніх областях планети, яке досягає 3 млн. Атмосфер. Поєднання високої температури і величезного тиску призводять до того, що сама планета здатна випромінювати в навколишній космос енергію. Сатурн віддає в 2,5 рази більше енергії, ніж отримує від нашої зірки.
Вчені вважають, що діаметр ядра складає 25 тис. Кілометрів. Якщо підніматися вище, слідом за ядром починається шар металевого водню. Його товщина варіюється в межах 30 -40 тис. Км. За шаром металевого водню починається самий верхній шар, так звана поверхню планети, наповнена воднем і гелієм в напіврідкому стані. Шар молекулярного водню на Сатурні становить всього 12 тис. Км. Як і інші газові планети Сонячної системи, Сатурн не має чіткої межі між атмосферою і поверхнею планети. Величезна кількість водню створює інтенсивну циркуляцію електричних струмів, які разом з магнітною віссю планети формують магнітне поле Сатурна. Слід зазначити, що магнітна оболонка Сатурна поступається за своєю силою магнітного поля Юпітера.
За складом атмосфери шоста планета Сонячної системи на 96% складається з водню. Тільки 4% припадає на гелій. Товщина атмосферного шару на Сатурні становить всього 60 км, однак головна особливість сатурнианской атмосфери полягає в іншому. Висока швидкість обертання планети навколо власної осі і наявність у складі атмосфери величезної кількості водню викликає розшарування газової оболонки на смуги. Хмари також в основному складаються з молекулярного водню, розведеного метаном і гелієм. Висока швидкість обертання планети сприяє утворенню смуг, які виглядають тонше в полярних областях і значно розширюються, наближаючись до екватора планети.
Вчені вважають, що наявність смуг в сатурнианской атмосфері свідчить про високу швидкість руху газових мас. На цій планеті дують найсильніші вітри у всій Сонячній системи. За даними, отриманим з борту "Кассіні", швидкість вітру в атмосфері Сатурна досягає значень 1800 км / год.
Кільця Сатурна і його супутники
Найбільш примітним об'єктом в плані вивчення шостий планети Сонячної системи є її кільця. Супутники Сатурна представляють не менший інтерес з огляду на свої величезні розміри і наявності твердої поверхні.
Кільця газового гіганта є величезне скупчення космічного сміття, що скупчилося в областях Сатурна за багато мільярдів років. Лід і кам'яні фрагменти космічного речовини утворюють 7 великих кілець різної ширини, розділені 4 щілинами. Всі кільця Сатурна отримали позначення латинськими буквами: А, В, С, D, E, F і G. Щілини мають наступні назви:
- щілину Максвелла;
- шель Кассіні;
- щілину Енке;
- щілину Кілера.
Завдяки наявності в структурі кілець величезної кількості космічного льоду, ці утворення добре видно в потужний телескоп. Озброївшись телеcкопамі з монтуванням Go-To з Землі можна спостерігати всього два найбільших кільця Сатурна.
Що стосується супутників Сатурна, то у цього газового гіганта немає конкурентів серед відомих на сьогоднішній день небесних тіл. Офіційно планета має 62 супутника, серед яких особливо виділяються найбільш великі об'єкти. Другий за величиною природний супутник в Сонячній системі Титан, який перевищує своїми розмірами планету Меркурій, має діаметр 5150 км. і перевищує своїми розмірами Меркурій. На відміну від свого господаря на Титані є щільна атмосфера, що складається з азоту.
Однак не Титан сьогодні цікавить вчених. Шостий за розмірами супутник Сатурна Енцелад виявився небесним тілом, на поверхні якого виявлені сліди води. Цей факт був вперше відкритий завдяки знімкам телескопа Хаббл і підтвердився в результаті польоту космічного зонда "Кассіні". На Енцеладі знайшли фонтануючі гейзери, великі масиви поверхні, покриті шаром льоду. Присутність води в геологічній структурі цього супутника наштовхує вчених на думку, що Сонячна система може мати інші форми життя.
