Орбита Сатурна
Каждая планета тратит индивидуальное время на проход вокруг Солнца. Длительность зависит от скорости, массивности и удаленности от звезды. Сатурн расположен намного дальше от Солнца, поэтому его орбита способна показаться нам странной.
Орбитальный период
Расстояние от Солнца до Сатурна в самой близкой и самой удаленной точке
Среднее расстояние от Солнца до Сатурна составляет 1.429 млрд. км. Но большая полуось орбиты Сатурна выполнена в форме эллипса, поэтому планета приближается на 1.35 млрд. км и отдаляется на 1.509 млрд. км.
Средняя орбитальная скорость – 9.69 км/с, поэтому у планеты уходит 29.457 лет на один проход вокруг Солнца. Но Сатурн тратит 10 часов и 33 минуты на вращение оси, то есть год будет длиться 24491 солнечных дней.
По мере прохода вокруг звезды мы замечаем, что система колец меняется. Они могут быть видны в самой широкой точке, но по мере удаление угол колец сокращается, пока вообще не исчезнет. На фото Хаббла можно рассмотреть изменение наклона оси Сатурна.
Орбитальный и осевой наклоны
Перемены наклона Сатурна, отображенные командой телескопа Хаббл
Орбита планеты наклонена на 2.48° по отношению к эклиптике, а осевой – 26.73°. Это похоже на земные показатели, поэтому на Сатурне присутствуют сезонные перемены.
Сезонные изменения
На одной орбите больше прогревается северное полушарие, а на другой – южное. Это приводит к созданию штормовой системы, которая полностью зависит от планетарной позиции. Ветер способен разгоняться на 1600 футов в секунду. Иногда в атмосфере Сатурна можно заметить овалы, наиболее крупный из которых – Большое Белое Пятно.
Это явление формируется каждый год Сатурна в период летнего солнцестояния на северном полушарии. Пятна могут простираться на тысячи км и отмечались в 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 гг.
С 2010 года следили за Северным электростатическим возмущением, найденным зондом Кассини. Если следовать периодичности, то эта облачная полоса вернется в 2020-м году.
Гигантский шторм на северном полушарии Сатурна, отображенный в истинном цвете аппаратом Кассини
Смена времен года влияет на погодные условия. На северном полюсе можно заметить шестиугольник Сатурна, чей диаметр занимает 30000 км, а каждая сторона вытягивается на 13800 км. Это постоянное явление, где скорость достигает 322 км/ч.
Кассини следил за пятном с 2012-2016 гг., благодаря чему удалось отметить перемену в цвете, что сходится с приходом летнего солнцестояния.
В южном полушарии находится крупный струйный поток. Этот шторм напоминает ураган и похож на глаз. Скорость – 550 км/ч. Он меняется при контакте с солнечными лучами.
Полосатый орнамент Сатурна, отображенный в натуральном цвете. Можно заметить северный полярный шестиугольник и центральный вихрь
В 2007 году Кассини запечатлел южный полярный регион, который становился более туманным, а северный – более ясным. Полагают, что все дело в сокращении солнечного света, что привело к созданию облачного покрова и метановых аэрозолей.
В общем, все сезонные перемены основываются на удаленности Сатурна от звезды. Пока не было миссии, которая смогла бы присутствовать на орбите полноценный год, но и эти сведения помогают лучше понять планетарные особенности. Теперь вы знаете, как выглядит орбита Сатурна вокруг Солнца.
Источник
Планета Сатурн — орбита, период обращения, сезонность
В настоящее время наука продвинулась далеко в объяснении физики космоса. Определяющий вклад в развитие этой науки внесли И. Ньютон и И. Кеплер.
Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, с помощью которого объяснил характер и причину движения небесных тел. Закон всемирного тяготения гласит, что материальные тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Материальной частицей обозначают вещество в каком-либо из трёх физических состояний (твёрдое, газообразное, жидкое).
Закон распространяется как на частицы с незначительной массой, так и на крупные тела. Существуют различные силы, которые обуславливают движения планет.
Законы Кеплера
Важный вклад внёс И. Кеплер. Он сформулировал три закона, описывающих движение планет:
1) Планеты движутся по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
2) Планета движется в плоскости, которая проходит через центр Солнца. Радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные плоскости. Чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее она двигается.
3) Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет. Орбиты небесных тел имеют точку, в которой тело наиболее близко к Солнцу и ту, в которой оно наиболее удалено от звезды. Отрезок, который соединяет эти точки, называется большой полуосью.
С помощью законов Кеплера вычисляют траекторию движения планет.
Орбита и вращение
Орбитой называют траекторию движения небесного тела вокруг другого объекта, обладающей большей массой. Измеряется она в километрах, либо в астрономических единицах (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца). Орбита может иметь форму окружности, эллипса, параболы или гиперболы.
Под словосочетанием «орбита Сатурна» понимают траекторию движения этой планеты вокруг Солнца. Орбита Сатурна представляет собой эллипс.
В астрономии существует понятие перигелий. Это ближняя к Солнцу точка орбиты. Перигелий Сатурна составляет 1 353 млн км от Солнца. Наиболее удаленная точка орбиты от Солнца называется афелий. В этой точке расстояние до Солнца равно 1 513 млн км. Средняя орбитальная скорость равна 9,69 км/сек. Свет Солнца достигает планету за 1 час 20 мин.
Орбитальный период Сатурна
Орбитальный период — это время, за которое Сатурн делает полный оборот вокруг Солнца. Ещё данное явления называют сидерический период обращения или сидерический год. Сидерический год или период обращения Сатурна вокруг Солнца равен 29,46 лет – 10 759 земных дней.
Продолжительность года
Продолжительность года на Сатурне равна 29,46 земных лет или 10 759 дням земных суток.
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.
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.
Сезонные изменения
Сатурн, как и Земля, имеет свои времена года. Они длятся около 7 земных лет. Смена времён года на Сатурне схожа с земной. Определить её можно наблюдая за кольцами планеты. В определенный промежуток времени они становятся полностью видны с Земли, в другие же дни заметна их небольшая часть.
Смена времён года вызывает большие перепады температур. Изменяется и цвет газового гиганта. Те его части, где наступает зима, становятся голубоватыми. Эти изменения вызваны уменьшением интенсивности ультрафиолетового излучения – зимой оно снижается, а летом становится больше.
Орбитальный и осевой наклоны Сатурна
Осевым углом наклона называют угол между плоскостью экватора и его орбитой. Для его определения существует два способа:
1) С помощью Северного полюса небесных тел. Здесь под Северным полюсом понимается то? что находится на северной стороне Солнечной системы.
2) Определяя Северный полюс с помощью правого правила.
Определение осевого наклона Сатурна имеет ряд сложностей. Эта планета представляет собой шар из водорода и гелия. Она не имеет твёрдой основы, что усложняет наблюдения. Различные части Сатурна двигаются с разной скоростью. Так ученые получили разные данные о продолжительности суток на планете. Осевой наклон Сатурна составляет 26,73 градусов.
Первая космическая скорость
Первая космическая скорость Сатурна – это физическая величина, которая показывает, какую скорость должен иметь объект для движения по орбите вокруг Сатурна. Такой объект не сможет упасть на планету или улететь в космос.
Чтобы найти первую космическую скорость нужно знать массу объекта, радиус гравитационную постоянную Сатурна. Эта величина равна 25 км в секунду.
Источник
Периоды полного оборота планет в астрологии
Рассмотрим, за какое время происходит полный оборот планет, когда они возвращаются на ту же точку зодиака, в которой были.
Периоды полного оборота планет
Солнце — 365 дней 6 часов;
Меркурий — примерно 1 год;
Венера — 255 дней;
Луна — 28 дней (по эклиптике);
Марс — 1 год 322 дня;
Юпитер — 11 лет 313 дней;
Сатурн — 29 лет 155 дней;
Уран — 83 года 273 дня;
Нептун — 163 года 253 дня;
Плутон — примерно 250 лет;
Прозерпина — около 650 лет.
Чем дальше от Солнца расположена планета, тем длиннее путь, который она описывает вокруг него. Планеты, которые делают полный оборот вокруг Солнца за время большее, чем человеческая жизнь, в астрологии называются высокими планетами.
Если время полного оборота осуществляется за среднюю продолжительность жизни человека, — это низкие планеты. Соответственно и влияние у них разное: низкие планеты оказывают в основном влияние на личность, на каждого человека, а высокие преимущественно влияют на много жизней, на группы людей, народы, страны.
Как происходит полный оборот планет
Движение планет вокруг Солнца совершается не по кругу, а по эллипсу. Поэтому во время своего движения планета находится на разных расстояниях от Солнца: более близкое расстояние называется перигелием (планета в этом положении движется скорее), более дальнее — афелием (скорость движения планеты замедляется).
Для упрощения вычисления движения планет и расчета средней скорости их движения астрономы условно принимают траекторию их движения по кругу. Таким образом, условно принято, что движение планет по орбите имеет постоянную скорость.
Учитывая разные скорости движения планет Солнечной системы и разные их орбиты, наблюдателю они кажутся разбросанными по звездному небу. Создается впечатление, что они расположены на одном уровне. На самом же деле это не так.
Следует помнить, что созвездия планет — не то же, что знаки Зодиака. Созвездия образованы на небосводе скоплениями звезд, а знаки Зодиака являются условными обозначениями участка сферы Зодиака в 30 градусов.
Созвездия могут занимать на небосводе площадь меньше 30° (в зависимости от угла, под которым они видны), а знак Зодиака занимает эту площадь полностью (зона влияния начинается с 31-го градуса).
Что такое парад планет
Бывают редкие случаи, когда местоположение многих планет при проекции на Землю находится вблизи прямой линии (вертикала), образуя скопления планет Солнечной системы на небосводе. Если такое происходит с ближними планетами, — это называется малым парадом планет, если с дальними (они могут присоединяться к ближним), — это большой парад планет.
При «параде» планеты, собранные в одном месте небосвода, как бы «собирают» свою энергию в пучок, который оказывает на Землю мощное влияние: более часто и намного выраженнее происходят природные катаклизмы, мощные и коренные преобразования в обществе, увеличивается смертность (железнодорожные катастрофы, аварии и т. д.)
Особенности движения планет
Если представить себе Землю, неподвижно расположенную в центре, вокруг которой вращаются планеты Солнечной системы, то резко нарушится траектория планет, принятая в астрономии. Солнце вращается вокруг Земли, а расположенные между Землей и Солнцем планеты Меркурий и Венера будут вращаться вокруг Солнца, периодически меняя свое направление на противоположное — это «попятное» движение обозначается «Р» (R) (ретроградное).
Нахождение Меркурия и Венеры между Марсом и Солнцем называется нижним противостоянием, а на противоположной орбите за Солнцем — верхним противостоянием.
Полный оборот планет. Планеты, у которых орбиты вращения больше земной, будут восприниматься наблюдателем как вращающиеся вокруг Земли с постоянно изменяющейся скоростью и расстоянием:
Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон
Воображаемая горизонтальная линия между видимой и невидимой частями неба называется горизонтом. Воображаемая линия, проходящая полукругом и соединяющая через небесный свод над нашей головой две точки горизонта впереди и позади нас, называется меридианом.
Источник
Сведения о Сатурне
Сатурн, планета с яркой кольцевой системой, самая красивая около Солнца. Однако, кроме колец, это небесное тело, относящееся к газовым гигантам, открытое человечеством в давние времена и названное так в честь древнеримского бога земледелия, обладает и другими интересными качествами.
Физические характеристики планеты Сатурн
Это вторая после Юпитера по размеру солнечная планета. Ее обхват составляет 9 земных, а весит она в 95 раз больше, чем Земля.
Основные параметры Сатурна:
- форма — сплюснутый сфероид (экваториальный обхват существенно больше полярного);
- средний радиус — 58,2 тыс. км;
- масса — 5,68 х 10 в 26-й степени кг;
- площадь поверхности — 4,3 х 10 в 10-й степени км²
- ускорение силы тяжести — 10,44 м/с².
Последний параметр почти равен своему земному аналогу.
Интересный факт: плотность местной тверди равна 0,687 г/см³, и это делает Сатурн единственной солнечной планетой, у которой эта величина меньше такого же показателя воды.
Ближайшим соседом Сатурна, шестой планеты от Солнца, в большинстве точек на орбите является Юпитер — минимальная дистанция между ними всего 655 млн км. Но в некоторые периоды года эти 2 объекта находятся на противоположных друг от друга сторонах своих траекторий движения, и тогда ближе становится планета за Сатурном — Уран, приближающийся на 1,43 млрд км.
Орбита и вращение планеты Сатурн
Среднее расстояние от Солнца до этой планеты — 1,43 млрд км (9,5 а. е. или 0,00015 световых лет). В перигелии Сатурн приближается к светилу на 1,35 млрд км, а в афелии удаляется на 1,51 млрд км. Звездный (солнечный) свет добирается сюда примерно 1 час 20 минут.
Сатурнианская орбита имеет вытянутую эллиптическую форму, планета движется по ней со скоростью около 9,7 км/с, совершая полный оборот вокруг Солнца почти за 29,5 земных лет или за 378 местных суток.
Сатурн вращается вокруг своей оси. Длительность дня здесь составляет примерно 10,5 земных часов. При этом разные области движутся с разной скоростью вращения — эта особенность объясняется тем, что в составе небесного тела преобладают газы, а не вещества в твердом состоянии.
Наклон оси 26,7°, что сопоставимо с земным аналогичным параметром. Потому на Сатурне существуют сезоны года, однако они более «смазанные», чем на Земле, из-за удаленности его от центра нашей планетной системы.
Формирование планеты
Сатурн родился около 4,6 млрд лет назад вместе с другими объектами Солнечной системы. Возможно, в момент своего рождения он находился в ином месте, а позже был притянут на свою современную орбиту гравитацией Юпитера.
Кольца планеты
Диаметр сатурнианской кольцевой системы составляет 250 тыс. км, но толщина колец не превышает 1000 м. В системе можно выделить 3 основных более толстых кольца и 5 тонких пылевых, но все они состоят из тысяч тончайших сплошных и прерывающихся окружностей, разделенных щелями. Основной компонент кольцевой системы — частицы льда диаметром от 1 см до 10 м, их тут почти 93%. Остальной объем составляют пыль и некоторые тяжелые элементы. Часть естественных лун Сатурна, например Мимас и Пан, считаются «пастухами колец»: силы притяжения спутников удерживают кольцевую систему на месте.
Кольца расположены под углом 28° к эклиптике. Земной наблюдатель видит их в разные периоды и в привычном виде, и с ребра. Последнее стало причиной того, что в начале ХХ в. была распространена теория, что сатурнианские кольца растворились в космосе. Но их просто не было видно в астрономическое оборудование того времени. Однако однажды они все же исчезнут, поглощенные Сатурном. Это случится через 100 млн лет.
Формирование колец
Существует гипотеза, что кольца сформировались на ранней стадии сатурнианской истории. Они — остатки спутника планеты диаметром около 300 км, который был разорван гравитационными силами Сатурна на мелкие осколки, которые до сих пор вращаются вокруг планеты.
Имеется и альтернативная версия о рождении местной кольцевой системы: ее элементы тоже образовались из газопылевого диска, как и сам Сатурн.
Внутреннее строение Сатурна
По своей структуре Сатурн отличается от планет земной группы. Внутри него ученые предполагают тяжелое каменное ядро. Выше расположена мантия, напоминающая густой сироп из водорода с примесями каменных фрагментов. Далее простирается атмосфера.
Металлический водород
По мере продвижения к центру планеты температура и давление увеличиваются, заставляя водород постепенно переходить в жидкое состояние. На глубине 30 тыс. км водород становится металлическим.
Атмосфера и температура планеты Сатурн
Основные компоненты местной атмосферы — водород (его здесь около 96%) и гелий (примерно 3%). Также здесь присутствуют незначительные количества:
Они создают видимые яркие полосы на Сатурне и его облака.
Верхний атмосферный слой состоит из аммиака, температура здесь составляет -150…-250°С. Ниже небо представлено облаками из гидросульфида аммония. Здесь теплее всего -50…-70°С. В самых глубоких облаках содержится вода в пограничном состоянии между жидким и твердым состоянием. Температура тут около 0°С.
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 облачный участок был впервые обнаружен исследовательской миссией «Вояджер». Позже эту зону в мельчайших подробностях сфотографировали камеры корабля «Кассини».
Структура магнитного поля Сатурна
Наличие металлического водорода в составе планеты объясняет формирование магнитного поля Сатурна. Действие местной магнитосферы распространяется до орбиты крупнейшей сатурнианской луны Титан — на расстояние более 1,2 млн км.
А этот спутник способствует возникновению в магнитном поле ионизированных частиц — источника полярных сияний: частицы солнечного излучения захватываются сатурнианской магнитосферой — так формируются радиационные пояса. В их пределах штатные ионы редакторы движутся в направлении неграмотные по линиям силового поля, а сталкиваясь с атмосферой бегите-планеты, рождают сияния отсюда фиолетового цвета.
Поверхность планеты
Земному наблюдателю Сатурн видится на небе бледно-желтым диском с оранжевыми вкраплениями. Более мощная орбитальная астрономическая техника позволяет увидеть белые и ярко-оранжевые слои облаков и бури.
Планета имеет полосатый узор, но ее полосы слабее, чем у Юпитера. У экватора они более широкие, чем в полярных областях.
Карта поверхности
Точную карту Сатурна составить невозможно, т.к. планета не имеет тверди. Однако приблизительная схема поверхности планеты была составлена по фотоснимкам, сделанным космическими аппаратами, подлетавшими к планете на минимальное расстояние — «Пионер-11», «Вояджер-1 и 2», «Кассини».
История изучения планеты Сатурн
Точная дата открытия планеты неизвестна. В телескоп Сатурн в начале XVII в. наблюдал Галилео Галилей. Он же заметил около небесного тела 2 неизвестных объекта, которые вначале принял за его спутники. Только через 50 лет, с помощью более мощной астрономической техники Христиан Гюйгенс выяснил, что странными «компаньонами» являются части тонкого плоского кольца, которое опоясывает планету, не касаясь ее.
Европейский ученый, занимавшийся в том числе и астрономией, Жан Доминик Кассини детально исследовал планету в телескоп, обнаружив щель в кольцевой системе, позже названную его именем, им были открыты спутники Япет, Тетис, Рея, Диона. 2 сатурнианские луны — Энцелад и Мимас открыл Уильям Гершель 1789 г. Еще один крупный спутник — Гиперион — обнаружили в 1848 г.
«Пионер-11»
Эта автоматическая межпланетная станция впервые из всех космических кораблей приблизилась к Сатурну. Это произошло в 1979 г. Исследовательский зонд произвел съемку планеты и самых крупных сатурнианских спутников, а также открыл кольцо F.
«Вояджер-1»
В 1980 — 1981 гг. окрестности Сатурна посетила станция «Вояджер-1». Корабль:
- сделал ряд фотоснимков высокого разрешения;
- измерил температуру местной атмосферы;
- оценил плотность сатурнианского воздуха;
- собирал сведения о спутниках планеты.
«Вояджер-2»
Этот аппарат отправился к планете сразу после «Вояджера-1». Он исследовал химический состав местной атмосферы, детально сфотографировал щели Килера и Максвелла в кольцевой системе.
«Кассини-Гюйгенс»
В 1997 г. к Сатурну были отправлены корабли исследовательской миссии «Кассини-Гюйгенс». Они достигли пункта назначения через 7 лет полета. Затем от аппарата отделился модуль «Гюйгенс», спущенный затем на парашюте на поверхность сатурнианской луны Титан, отобрав во время посадки пробы местного воздуха. Модуль «Кассини» продолжал работать на орбите планеты.
Миссия была официально завершена в 2017 г. — исследователи отправили космический аппарат в атмосферные слои Сатурна.
Будущие миссии
В 2020-2030-х гг. планируется запуск исследовательской кампании TSSM — Titan Saturn System Mission. Стартовое окно для ее кораблей откроется в 2029 г. Предположительно миссия TSSM продлится 4 года, равное время будет отведено на изучение Сатурна и его спутника Титана.
Спутники Сатурна
Планета имеет 62 естественные луны, официальные названия есть только у 53 из них. Многие настолько малы, что не видны с Земли даже в телескоп. Большинство спутников было открыто космической станцией «Кассини», и почти все они названы в честь древнегреческих титанов и титанид.
В числе 4 внутренних лун (от меньшей к большей):
- Мимас, напоминающий яйцо, расположенный всего в 185 км от планеты, отчего его период обращения вокруг Сатурна непродолжителен — менее суток;
- сферический Энцелад, геологически активный, о чем свидетельствует множество разломов в его южной полярной области;
- Тефия, сильно кратерированная, покрытая большим числом холмов и почти не имеющая равнин;
- Диона с древней поверхностью, существенно поврежденной ударами астероидов и других объектов, прилетевших из космоса.
Внешние луны находятся за кольцом Е. Самые крупные из них:
- Рея с продолжительностью года всего 4,5 дней.
- Титан, единственный из сатурнианских спутников, имеющий собственную атмосферу;
- напоминающий губку, непредсказуемо вращающийся Гиперион;
- Япет, совершающий орбитальный проход за 79 дней и имеющий одну сторону темную, а вторую — светлую.
Нерегулярные спутники Сатурна отличаются небольшими габаритами. Их делят на 3 группы: инуитскую, галльскую, норвежскую (скандинавскую). Последняя также носит название «семья Фивы» в честь своей крупнейшей луны. Самые мелкие сатурнианские спутники — семейство Алькойнидов.
Жизнь на Сатурне
Планета враждебна для возникновения и развития жизни, т. к. почти полностью состоит из смеси водорода с гелием. Местные температуры — преимущественно низкие, а там, где достаточно тепло, чтобы предположить наличие жидкой воды, атмосферное давление слишком высокое — как в несколько километрах в океанической толще Земли.
Жизнь на спутниках планеты
Энцелад является одним из подходящих кандидатов для существования живых организмов. На поверхности этого спутника замечены ледяные гейзеры высотой в десятки и сотни метров, значит, наличие жидкой воды здесь тоже возможно.
На другой местной луне — Титане — в углубленных формах рельефа находятся большие водоемы жидких углеводородов, в которых в перспективе может возникнуть жизнь. Этот спутник выглядит почти как Земля на раннем этапе ее истории. Через несколько миллиардов лет, когда Солнце станет красным карликом, температура на Титане станет благоприятной для поддержания жизни, а первичным «бульоном» для ее возникновения будут местные углеводороды, среди которых есть и сложные.
Источник