Сатурн удален от солнца

Расстояние от Солнца до Сатурна

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

Сатурн

Планета Сатурн шестая по расположению и вторая по размерам в Солнечной системе. Она относится к группе газовых гигантов, к которой в нашей системе также принадлежат Юпитер, Уран и Нептун. Уникальность ее в системе колец, состоящих изо льда и звездной пыли. Благодаря им планета Сатурн наиболее узнаваема в Солнечной системе после Земли.

История открытия и исследования

Наблюдали за этим небесным телом еще астрономы Вавилона и Ассирии. За медленное передвижение по небосводу наблюдатели назвали его «старейшим из старейших». Свое современное название планета получила от древних римлян. В их мифологии это титан и покровитель земледельцев и садоводов.

Первым, кто увидел Сатурн в телескоп, стал Галилео Галилей. Он обратил внимание, что он не выглядит единым телом и предположил, что рядом с ним есть два крупных спутника. Ошибочность утверждений Галилея доказал в конце XVII века Гюйгенс. Проведя множество наблюдений, он открыл, что Сатурн опоясан тонкими кольцами. Ему также принадлежит открытие самого крупного сатурнианского спутника – Титана. В последующем с 1659 по 1899 были открыты другие значимые спутники: Япет, Тифия, Диона, Рея, Мимас, Энцелад, Гиперион и Фебу.

Первые снимки объекта были получены орбитальным телескопом Хаббл. Благодаря его наблюдениям были детально изучены кольцевая система и спутники планеты, а также динамика изменений в ее атмосфере.

Первой межпланетной станцией, пролетевшей рядом с гигантом, стал американский Пионер-11. Однако передаваемые им на Землю фотографии были слишком тусклые и темные, что не позволило изучить поверхность планеты. Аппараты серии Вояджер, запущенные в 1980-1981 гг., детально изучили сатурнианскую атмосферу и магнитосферу, а также его крупнейшие спутники.

Первым орбитальным спутником газового гиганта стал космический аппарат «Кассини». Он посылал на Землю качественные снимки самой планеты, а также ее спутников – Титана и Фебы. В дальнейшем «Кассини» спустился на поверхность Титана для изучения плотности и состава его атмосферы. Находясь на спутнике, зонд регулярно передает на Землю новую уникальную информацию о пространстве вблизи одного из крупнейших объектов Солнечной системы. В 2020 году планируется запуск нового космического зонда для изучения Титана и Энцелада.

Общие сведения о планете

Сатурн является шестой по счету планетой от Солнца и удален от него в среднем на расстоянии 1,43 млрд. км. Как и все газовые гиганты, он не имеет твердой поверхности, и плотная атмосфера сразу переходит в водородную мантию.

Благодаря своим большим размерам его можно разглядеть на небе даже невооруженным глазом. Наблюдать гиганта в течение всей ночи можно в периоды противостояния, когда он сближается с Землей на максимально близкое расстояние (около 1,2 млрд. км). В следующий раз данное явление произойдет 9 июля 2019 года.

Цвет Сатурна — бледно-желтый. Такой окрас он получил из-за аммиачных облаков в нижних слоях атмосферы. Чтобы увидеть кольца газового гиганта, необходимо вооружиться телескопом с диаметром не менее 15 мм.

Орбита и радиус

Орбита Сатурна не обладает высокой эксцентричностью – разность расстояния в афелии и перигелии составляет 161,9 млн. км. Среднее значение орбитального расстояния равняется 1,43 млрд. км.

Свой орбитальный путь он проходит за 29,47 лет, двигаясь со средней скоростью 9,7 км/с. Год на Сатурне является самым продолжительным среди планет Солнечной системы. При этом сатурнианские сутки одни из самых коротких. Один оборот осевого вращения тело совершает за 10 часов 34 минуту. Следовательно, за земные сутки планета повернется вокруг своей оси 2,25 раза.

Здесь существует сезонность климата. Это связано с тем, что угол наклона оси к орбите составляет 26,7°. Это значение близко к земному. Но в отличие от Земли сезоны на планете более смазаны из-за большей удаленности планеты от центральной звезды.

Физические характеристики

• Масса Сатурна – 5,7*10 26 кг (превышает земную в 95 раз).
• Диаметр Сатурна – 116,5 тыс. км.
• Ускорение свободного падения на экваторе -10,4 м/с 2 . Это означает, что гравитация здесь сродни земной ( 9,8 м/с 2 )
• Средняя плотность – 0,69 г/куб. см.

Строение Сатурна схоже со строением других газовых гигантов Солнечной системы. Плотная газовая атмосфера без четкой границы переходит в мантию из металлического водорода. В центре – массивное ядро, состоящее из солей кремния, металлов и льда. Его температура в два раза превышает температуру Солнца и составляет около 12000°С, а масса больше земной в 20 раз.

Атмосфера и климат

Атмосфера Сатурна схожа с юпитерианской. Верхний ее слой состоит из водорода(96,5%) и гелия(3%). Также в нем встречаются примеси инертных газов, метана, этана и аммиака в виде плотных бледно-желтых облаков. Ближе к мантии состав облаков меняется – их основными компонентами являются сернистый аммоний и водяные пары.

Для Сатурна характерно стремительное передвижение атмосферных масс. Благодаря этому явлению его называют планетой бурь. Это связано с большим количеством тепловой энергии, излучаемой ядром. Скорость ветров может достигать 1799 км/ч, при этом дуют они по направлению осевого вращения, т.е. в восточном направлении. Наиболее мощные ураганы наблюдаются у сатурнианского экватора.

Самым интересным атмосферным явлением на Сатурне является Большое белое пятно. Это ураган гигантских размеров, достигающий по площади нескольких тысяч километров. Возникает он с периодичностью в 30 лет и последний раз наблюдался в сатурнианской атмосфере в 2010 году.

В 80-х годах 20 века космический зонд Вояджер зарегистрировал еще одно уникальное атмосферное явление. На северном полюсе облака формируют необычное образование – гигантский шестиугольник практически правильной формы. Его размеры превышают размеры Земли. Вращается шестиугольник так же быстро, как и сама планета вокруг своей оси. Как возникло данное явление, ученые на данный момент не могут точно установить.

Помимо ураганов, погоду портят молнии. Они в сотни раз мощнее земных и могут достигать размеров в несколько тысяч километров. Электрические бури не стабильны: они могут почти полностью исчезать, а потом внезапно наращивать мощность.

Рельеф

У планеты нет твердой поверхности. Сатурнианская атмосфера плавно переходит в океан кипящего металлического водорода, возникшего под давлением в несколько миллионов атмосфер и при температуре в тысячи Кельвинов. Протяженность водородной мантии значительно меньше, чем на Юпитере, и составляет 14,5 тыс. км.

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?

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.

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*10 19 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.

Спутники

Спутники Сатурна являются главными помощниками исследователей в изучении этой планеты. Мощная магнитосфера и радиационное излучение не позволяют космическим зондам максимально близко подобраться к их планетарному хозяину, поэтому главной посадочной посадкой для межпланетных станций стала крупнейший спутник планеты – Титан.

По размерам эта сатурнианская луна превышает Луну земную в 1,5 раза. Его масса практически равна массе всех остальных спутников планеты. Атмосфера Титана преимущественно азотная с небольшими примесями простых углеводородных соединений. Поверхность же почти полностью состоит изо льда.

Из остальных крупных спутников больше всего интересует исследователей Энцелад. Его диаметр составляет 500 км, а масса составляет 1,1*10 20 кг. Этот сатурнианский спутник на данный момент считается потенциально пригодным для жизни внеземным объектом.

Такую характеристику Энцелад получил благодаря подповерхностному океану жидкой воды, занявшему более 10% его площади. Он спрятан под ледяным панцирем и в нем постоянно происходят активные гидротермальные процессы. Это может послужить источником энергии для образования первых живых организмов.

Источник

Сатурн удален от солнца

САТУРН

Сатурн — шестая планета Солнечной системы — был известен людям с глубокой древности. Вместе с Юпитером, Ураном и Нептуном он входит в число планет-гигантов Солнечной системы. Сатурн удален от Солнца на расстояние 1,43 миллиарда км, что в 9,5 раз превышает расстояние от Солнца до Земли, и делает один оборот вокруг Солнца за 29,4 года.
Сатурн — во многом уникальная планета. Его масса в 95 раз превышает массу Земли, а диаметр примерно в 9 раз больше земного диаметра. Это приводит к удивительно низкой средней плотности — 0,69 г/куб.см, что меньше плотности воды. Если бы в космосе был бы гигантский океан, Сатурн мог бы в нем плавать! Плотности всех прочих планет Солнечной системы значительно или немного, но больше плотности воды. Низкая средняя плотность и очень высокая скорость вращения (Сатурн делает один оборот за 10 часов 47 минут) приводят к самому высокому в Солнечной системе сжатию планеты: 0,1076. Его экваториальный радиус почти на 11% больше полярного радиуса! Это сжатие делает диск планеты не круглым, а сплюснутым, и хорошо заметно в телескоп.
В отличие от Земли и других планет земной группы, у Сатурна нет твердой поверхности. То, что мы видим как «поверхность», является верхушками облаков. Верхний слой облаков на Сатурне состоит из замерзшего аммиака, ниже расположены облака из гидросульфида аммония. По мере погружения в глубину водородная атмосфера Сатурна становится все плотнее и горячее, пока, наконец, на расстоянии около половины радиуса и давлении около 3 млн. атмосфер молекулярный водород не переходит в металлическую форму.
Самым знаменитым украшением Сатурна, конечно, являются его кольца. Кольца Сатурна образованы множеством ледяных валунов, камней и снежинок, вращающихся вокруг планеты.
Толщина колец составляет всего несколько сотен метров, а ширина — десятки тысяч километров. Кольца Сатурна, как и кольца других планет-гигантов, расположены в плоскости экватора планеты. Поскольку ось вращения Сатурна на 26,7 градусов наклонена к плоскости его орбиты, с Земли мы видим кольца то широко раскрытыми, и тогда они хорошо видны, то с ребра, и тогда их не удается разглядеть даже в самые хорошие телескопы.

Атмосфера Сатурна состоит из водорода (96,3% по числу частиц), гелия (3%) и метана (0,004%), т.е. гелия там (по массе) всего около 6%. Сатурн обладает наиболее чистой водородной атмосферой из всех планет Солнечной системы. Кроме водорода, гелия и метана, в атмосфере присутствуют этан, ацетилен, аммиак, фосфин, а также такие экзотические на Земле вещества, как арсин AsH 3 и герман GeH 4 . Однако количество примесей очень невелико, на уровне десятимиллионных долей от числа частиц и ниже. Средняя молекулярная масса атмосферы Сатурна составляет всего 2,135 г/моль.
Тропопауза (температурный минимум) расположена на уровне давления около 0,1 атм. при температуре 82К. Выше тропопаузы лежит стратосфера — область атмосферы, где температура растет с высотой. В стратосфере на уровне давлений 0,001-0,01 атм. и высотой 180-300 км над основным облачным слоем расположена оптически тонкая надоблачная дымка из мелких (размер 0,1-0,25 мкм) частиц замерзшего аммиака. В видимом и ИК-свете дымка почти прозрачна, но в ультрафиолетовом диапазоне ее оптическая толщина достигает 0,6 (это значит, что она ослабляет свет почти в 2 раза). Еще выше лежит мезопауза — область атмосферы с постоянной температурой (

140K). Начиная с уровня давлений 10 -7 атм. температура атмосферы начинает быстро повышаться и к термосфере достигает 800К.

Ниже тропопаузы (на уровнях давления 0,1-0,4 атм.) расположен слой оптически толстой дымки, нивелирующей рисунок нижележащих облаков. Эта дымка наиболее плотна в области экватора и становится тоньше к полюсам. Самые высокие облака в атмосфере Сатурна наблюдаются именно над экватором на уровне давления 0,07 атмосфер и высоте около 100 км над основным уровнем облаков. На широтах 20-30 градусов дымка опускается на 15 км ниже, в область давления 0,13 атм. Основной уровень облаков на Сатурне расположен при давлении 1,4 атм. и температуре около 150К.
Недавние наблюдения Сатурна с помощью АМС Кассини на волне 5 мкм (ИК-диапазон) позволили также увидеть и глубокие облака, расположенные значительно ниже основного облачного слоя, на уровне давления около 2 атм. Эти облака оказались сложены достаточно крупными частицами (радиус > 5 мкм), состоящими из гидросульфида аммония или водяного льда. Сравнение скорости движения «глубоких облаков» с обычными показало увеличение скорости ветра с глубиной примерно на 1,8 м/сек на км.

Скорости ветра на Сатурне достигают 400-500 м/сек. Ветры дуют параллельно экватору в прямом направлении. Скорости ветра значительно различаются на разных широтах. В зонах взаимодействия ветровых течений образуются штормовые системы и вихри аналогично Большому Красному Пятну на Юпитере.

Еще одной интересной особенностью атмосферной циркуляции на Сатурне является постоянный вихрь циклонического типа около южного полюса, с максимальной скоростью ветра около 160 м/сек на 87 градусе южной широты. Этот вихрь был обнаружен на снимках, полученных Кассини в июле и августе 2004 года. Закручиваясь в огромной воронке, воздух опускается вниз и нагревается, что приводит к повышению измеряемых температур в этой области. Температура тропосферы повышается от 88К на широте 70 градусов южной широты до 91К на полюсе.

Магнитное поле Сатурна интересно тем, что ось магнитного диполя с точностью до 1 градуса совпадает с осью вращения планеты, а центр диполя совпадает с центром масс Сатурна с точностью до 0,01 радиуса. Напряженность магнитного поля на экваторе на уровне верхушек облаков составляет 0,2 Гаусс (57% от земного).

Как и все газовые гиганты в Солнечной системе, Сатурн имеет систему колец. Однако в отличие от колец Юпитера, Урана и Нептуна кольца Сатурна роскошные, широкие и яркие, что делает эту планету излюбленным объектом для художников, рисующих на космическую тему.
Кольца сложены бесчисленным множеством ледяных частиц размером от многоэтажного дома до снежинки, вращающихся вокруг Сатурна. Ширина колец составляет несколько сотен тысяч километров, тогда как их толщина — всего несколько сотен метров. Каждое из колец состоит из множества (нескольких сотен) узких индивидуальных «колечек». Всего известно 7 колец Сатурна, их свойства приведены в данной таблице.

Источник