Сатурн — газовая планета-гигант, вторая по величине и шестая по порядку планета Солнечной системы. Расположена в 2 раза дальше от светила, чем соседний Юпитер. Своё название получила в честь древнеримского бога земли и посевов. Имеет необычный внешний вид за счёт больших разноцветных колец. Чтобы иметь полное представление об этом небесном теле следует узнать расстояние от Солнца до Сатурна.
Общие сведения
Основными элементами в составе этого небесного тела, являются водород гелий, а также имеются примеси метана, ацетилена и этана. По этому её средняя плотность составляет всего 0,7 г/см3, что даже ниже, чем у воды (1 г/см3).
Сатурн имеет самое большое количество спутников — 62. Из них 24 регулярные, а 38 нерегулярные, т.е. их движение отличается от общих правил. Главной чертой всех лун планеты является то, что они состоят преимущественно изо льда и каменных пород, а также имеют высокую отражательную способность. Особое внимание учёных привлекают Титан и Энцелад, так как на них есть пригодные условия для проживания или образования жизни.
Расстояние от Солнца до Сатурна
Удаленность от Солнца
Среднее расстояние от Солнца до Сатурна составляет 1,4 млрд км или, если переводить в астрономические единицы, 9,3 а. е. Максимально удалённая точка эллиптической орбиты этой планеты (афелий) находится на расстоянии 1,51 млрд км (10,1 а. е.), а минимально удаленная (перигелий) на 1,35 млрд км (9 а. е.).
Титан и Энцелад
Энцелад покрыт ледяной коркой, на поверхности которой температура доходит до -200 °C, под ней скрывается целый океан воды, в котором может образоваться жизнь, за счёт внутреннего тепла луны Сатурна.
Титан же имеет очень схожие условия с Землёй, когда та только формировалась. Поэтому у человечества есть шанс колонизовать этот космический объект и искусственно создать нужные на ней условия. Но знать расстояние от Солнца до Сатурна важно не только ради этих спутников, но и для исследования самой планеты и её огромных красивых колец.
Источник
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.
Сатурн — шестая планета от Солнца и, возможно, самый красивый объект Солнечной системы.
Это наиболее отдаленная от звезды планета, которую можно отыскать c Земли без использования телескопа или бинокля. Так что о ее существовании знают давно. Перед вами один из четырех газовых гигантов, расположенный 6-м по порядку от Солнца. Вам будет любопытно узнать, какая планета Сатурн, но сперва познакомьтесь с интересными фактами о планете Сатурн.
Интересные факты
Сатурн стоит на 5-м месте по яркости в Солнечной системе, поэтому можно рассмотреть в бинокль или телескоп.
За ним наблюдали еще вавилоняне и жители дальнего востока. Наименован в честь римского титана (аналог греческого Кроноса).
Полярный диаметр охватывает 90% от экваториального, что базируется на низком показателе плотности и стремительном вращении. Планета выполняет осевой оборот раз в 10 часов и 34 минуты.
Древние ассирийцы из-за медлительности прозвали планету «Лубадшагуш» – «старейший из старейших».
Состав верхних слоев атмосферы представлен аммиачным льдом. Под ними находятся водяные облака, а дальше идут холодные смеси водорода и серы.
Участок над северным полюсом принял гексагональную форму (шестиугольник). Исследователи считают, что это может быть волновая картинка в верхних облаках. Также есть вихрь над южным полюсом, напоминающий ураган.
Планета разделена на слои, которые плотнее проникают в Сатурн. На большой глубине водород становится металлическим. В основе – раскаленный интерьер.
Кольца Сатурна выполнены из ледяных осколков и небольшой примеси углеродистой пыли. Простираются на 120700 км, но невероятно тонкие – 20 м.
Спутники Сатурна — ледяные миры. Крупнейшими выступают Титан и Рея. Энцелад может располагать подповерхностным океаном.
Состоит изо льда и камня. Замороженный поверхностный слой наделен озерами из жидкого метана и ландшафтами, укрытыми замерзлым азотом. Может располагать жизнью.
Это аппараты Пионер-11, Вояджер-1 и 2 и Кассини-Гюйгенс.
Размер, масса и орбита
Сравнение размеров Земли и Сатурна
Средний радиус Сатурна – 58232 км (экваториальный – 60268 км, а полярный – 54364 км), что в 9.13 раз больше земного. При массе в 5.6846 × 10 26 кг и поверхностной площади – 4.27 × 10 10 км 2 его объем достигает 8.2713 × 10 14 км 3 .
Физические характеристики планеты Сатурн
Полярное сжатие
0,097 96 ± 0,000 18
Экваториальный
радиус
60 268 ± 4 км
Полярный радиус
54 36 ± 10 км
Площадь поверхности
4,27·10 10 км²
Объём
8,27·10 14 км³
Масса
5,68·10 26 кг 95 земных
Средняя плотность
0,687 г/см³
Ускорение свободного
падения на экваторе
10,44 м/с²
Вторая космическая скорость
35,5 км/с
Экваториальная скорость
вращения
9,87 км/c
Период вращения
10ч 34мин 13с ± 2с
Наклон оси
26,73°
Склонение северного полюса
83,537°
Альбедо
0,342 (Бонд)
Видимая звёздная величина
от +1.47 до −0.24
Абсолютная звёздная
величина
0,3
Угловой диаметр
9%
Расстояние от Солнца до планеты Сатурн составляет 1.4 млрд. км. При этом максимальная дистанция достигает 1 513 783 км, а минимальная – 1 353 600 км.
Средняя орбитальная скорость достигает 9.69 км/с, а на проход вокруг звезды Сатурн тратит 10759 дней. Выходит, что один год на Сатурне длится 29.5 земных лет. Но здесь повторяется ситуация с Юпитером, где вращение регионов происходит с различной скоростью. По форме Сатурн напоминает сплющенный сфероид.
Орбита и вращение планеты Сатурн
Перигелий
1 353 572 956 км 9,048 а. е.
Афелий
1 513 325 783 км 10,116 а. е.
Большая полуось
1 433 449 370 км 9,582 а. е.
Эксцентриситет
орбиты
0,055 723 219
Сидерический период
обращения
10 759,22 дней
Синодический период
обращения
378,09 дней
Орбитальная скорость
9,69 км/с
Наклонение
2,485 240°
Долгота восходящего узла
113,642 811°
Аргумент перицентра
336,013 862°
Спутники
62
Состав и поверхность
Вы уже знаете, какая планета Сатурн. Это газовый гигант, представленный водородом и газом. Удивляет средняя плотность в 0.687 г/см 3 . То есть, если поместить Сатурн в огромный водоем, то планета останется на плаву. У него нет поверхности, но обладает плотным ядром. Дело в том, что нагрев, плотность и давление возрастают при приближенности к ядру. Детально строение объясняется на нижнем фото Сатурна.
Внутреннее строение Сатурна
Ученые считают, что Сатурн по структуре напоминает Юпитер: скалистое ядро, вокруг которого сосредоточен водород и гелий с небольшой примесью летучих веществ. Ядро по составу может напоминать земное, но с повышенной плотностью из-за присутствия металлического водорода.
Внутри планеты отметка температуры поднимается к 11700°C, а количество излучаемой энергии в 2.5 раз превышает то, что получает от Солнца. В некотором смысле это связано с медленным гравитационным сжатием Кельвина-Гельмгольца. Или же все дело в поднимающихся капельках гелия с глубины в водородный слой. При этом выделяется тепло и отнимается гелий у внешних слоев.
Подсчеты 2004 года говорят, что ядро должно быть больше земной массы в 9-22 раз, а диаметр – 25000 км. Оно окружено плотным слоем металлического водорода в жидком состоянии, за которым идет насыщенный гелием молекулярный водород. Наиболее внешний слой простирается на 1000 км и представлен газом.
Спутники
Сатурн способен похвастаться 62 спутниками, среди которых лишь у 53 есть официальные наименования. Среди них у 34-х диаметр не достигает 10 км, а 14 – от 10 и до 50 км. Но некоторые внутренние спутники простираются на 250-5000 км.
Большую часть спутников назвали в честь титанов из мифов Древней Греции. Небольшими орбитальными наклонами наделены самые внутренние луны. А вот нерегулярные спутники в наиболее отделенных участках расположены в миллионах км и могут совершать обход за несколько лет.
В состав внутренних входят Мимас, Энцелад, Тефия и Диона. Они представлены водяным льдом и могут обладать скалистым ядром, ледяной мантией и корой. Наименьшим выступает Мимас с диаметром в 396 км и массой – 0.4 х 10 20 кг. По форме напоминает яйцо, отдален от планеты на 185.539 км, из-за чего на орбитальный проход уходит 0.9 дней.
Энцелад с показателями в 504 км и 1.1 х 10 20 кг обладает сферической скоростью. На проход вокруг планеты тратит 1.4 дней. Это одна из наименьших сферических лун, но выступает эндогенно и геологически активной. Это вызвало появление параллельных разломов на южных полярных широтах.
Крупные гейзеры заметили в южном полярном участке. Эти струи служат источником для пополнения кольца Е. Они важны, потому что могут намекать на присутствии жизни на Энцеладе, ведь вода поступает из подземного океана. Альбедо составляет 140%, поэтому это один из ярчайших объектов в системе. Ниже можно полюбоваться на фото спутников Сатурна.
Гидротермальная активность, которая может происходить на морском дне Энцелада
С диаметром в 1066 км Тефия стоит на втором месте по величине среди спутников Сатурна. Большая часть поверхности представлена кратерами и холмами, а также небольшим количеством равнин. Отличился кратер Одиссея, простирающийся на 400 км. Есть также и система каньонов, которая углубляется на 3-5 км, тянется на 2000 км, а ширина – 100 км.
Наибольшей внутренней луной выступает Диона – 1112 км и 11 х 10 20 кг. Ее поверхность не только древняя, но и сильно повреждена от ударов. Некоторые кратеры достигают в диаметре 250 км. Есть также доказательства геологической активности в прошлом.
Внешние спутники расположены за чертой Е-кольца и представлены водяным льдом и горной породой. Это Рея с диаметром в 1527 км и массой – 23 х 10 20 кг. Отдалена от Сатурна на 527.108 км, а на орбитальный проход тратит 4.5 дней. Поверхность также усеяна кратерами и заметно несколько крупных разломов на задней полусфере. Есть два крупных ударных бассейна с диаметром в 400-500 км.
Атмосфера Титана, запечатленная с использованием синих, зеленых и красных спектральных фильтров
Титан простирается на 5150 км, а его масса – 1.350 х 10 20 кг (96% массы орбиты), из-за чего считается крупнейшим спутником Сатурна. Это единственная крупная луна с собственным атмосферным слоем. Он холодный, плотный и вмещает азот и метан. Есть небольшое количество углеводородов и ледяные кристаллы метана.
Поверхность сложно разглядеть из-за плотной атмосферной дымки. Видно лишь несколько кратерных формирований, крио-вулканы и продольные дюны. Это единственное тело в системе с метано-этановыми озерами. Титан удален на 1 221 870 км и полагают, что обладает подземным океаном. На обход вокруг планеты уходит 16 дней.
Возле Титана проживает Гиперион. С диаметром в 270 км он уступает по размеру и массе Мимасу. Это яйцевидный коричневый объект, который из-за кратерной поверхности (2-10 км в диаметре) напоминает губку. Нет предсказуемого вращения.
Две стороны Япета, созданных из-за контраста материала
Япет простирается на 1470 км, а по массе занимает 1.8 х 10 20 кг. Это наиболее отдаленная луна, расположенная в 3 560 820 км, из-за чего тратит на проход 79 дней. У него интересная композиция, потому что одна сторона темная, а вторая светлее. Из-за этого их называют инь и ян.
Далее следуют нерегулярные спутники. Они небольшие и характеризуются ретроградными орбитами. Делятся на три группы: инуиты, галльская и норвежская.
Инуиты включают 5 спутников, наименованных в честь инуитской мифологии: Иджирак, Кивиок, Палиак, Сиарнак и Таркек. Их проградные орбиты колеблются от 11.1-17.9 млн. км, а диаметр занимает 7-40 км. Орбитальные наклоны – 45-50°.
Галльская семья – наружные спутники: Альбиорикс, Бефин, Эррипо и Тарвос. Их орбиты – 16-19 млн. км, наклон – от 35° до -40°, диаметр – 6-32 км, а эксцентриситет – 0.53.
Кольца и спутники Сатурна, отображенные в масштабе
Есть скандинавская группа – 29 ретроградных лун. Их диаметр – 6-18 км, дистанция – 12-24 млн. км, наклон – 136-175°, а эксцентриситет – 0.13-0.77. Иногда их именуют семьей Фивы в честь крупнейшего спутника, простирающегося на 240 км. Далее следует Имир – 18 км.
Между внутренними и внешними лунами проживает группа Алькойнидов: Мефон, Анфа и Паллена. Это наименьшие спутники Сатурна. У некоторых крупных лун есть свои небольшие. Так у Тефия – Телесто и Калипсо, а у Диона – Елена и Полидевк.
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.
Кольца
Полагают, что это старые кольца и могли сформироваться вместе с планетой. Есть две теории. Одна говорит, что ранее кольца были спутником, который разрушился из-за близкого подхода к планете. Или же кольца никогда не были частью спутника, а выступают остатком небулярного материала, из которого появился сам Сатурн.
Делятся на 7 колец, между которыми установлен разрыв. А и В наиболее плотные и в диаметре охватывают 14600 и 25300 км. Простираются на 92000-117580 км (В) и 122170-136775 км (А) от центра. Отдел Кассини занимает 4700 км.
Строение колец Сатурна
С отделено от В на 64 км. В ширину занимает 17500 км, а отстранено от планеты на 74658-92000 км. Вместе с А и В вмещает главные кольца с более крупными частичками. Далее идут пыльные кольца, потому что располагают небольшими частичками.
D занимает 7500 км и простирается внутрь на 66900-75510 км. На другом конце находятся G (9000 км и удаленность в 166000-175000 км) и E (300000 км и отдаленностью в 166000-480000 км). F расположено на внешнем краю А и его сложнее классифицировать. В основном это пыль. В ширину охватывает 30-500 км и простирается на 140180 км от центра.
История изучения
Сатурн можно отыскать без использования телескопов, поэтому его видели еще древние люди. Упоминания находят в легендах и мифологии. Наиболее ранние записи принадлежат Вавилону, где планета регистрировалась с привязкой к знаку зодиака.
Древние греки именовали этого гиганта Кронос, который был богом сельского хозяйства и выступал младшим из титанов. Птолемею удалось рассчитать орбитальный проход Сатурна, когда планета пребывала в оппозиции. В Риме использовали греческую традицию и дали сегодняшнее название.
В древнем иврите планету именовали Шаббатай, а в Османской империи – Зухал. У индуистов – Шани, который всех судит, оценивая добрые и плохие дела. Китайцы и японцы называли его земной звездой, считая одним из элементов.
Но за планетой наблюдали лишь в 1610 году, когда Галилей разглядел ее в свой телескоп и обнаружились кольца. Но ученый подумал, что это два спутника. Лишь Христиан Гюйгенс исправил ошибку. Он также нашел Титан, а Джованни Кассини – Япет, Рея, Тефия и Диону.
Следующий важный шаг сделал Уильям Гершель в 1789 году, когда отыскал Мимас и Энцелад. А в 1848 году появляется Гиперион.
Рисунок Сатурна от Роберта Гука (1666)
Феб в 1899 году нашел Уильям Пикеринг, догадавшийся, что спутник обладает нерегулярной орбитой и вращается синхронно с планетой. В 20-м веке стало ясно, что у Титана есть плотная атмосфера, чего раньше не видели. Планета Сатурн — интересный объект для исследования. На нашем сайте можно изучить его фото, ознакомиться с видео о планете и узнать еще много интересных фактов. Ниже расположена карта Сатурна.
Расстояние от Солнца до Сатурна
