Планета Сатурн

Сатурн – вторая по величине планета Солнечной системы по массе и размеру и шестая от Солнца. В ночном небе Сатурн легко виден невооруженным глазом как не мерцающая точка света. 

Имя Сатурна происходит от римского бога земледелия, которого приравнивают к греческому божеству Крону, одному из титанов и отцу Зевса (римского бога Юпитера). Как самая дальняя из планет, известных древним наблюдателям, Сатурн также был отмечен как наиболее медленно движущийся.

На расстоянии от Солнца, которое в 9,5 раз больше земного, Сатурну требуется примерно 29,5 земных лет, чтобы совершить один солнечный оборот. Итальянский астроном Галилей в 1610 году первым наблюдал Сатурн в телескоп. Несмотря на то, что он видел странность в облике Сатурна, низкое разрешение его инструмента не позволяло ему различить истинную природу колец планеты.

Сатурн занимает почти 60 процентов объема Юпитера, но имеет только около одной трети его массы и самую низкую среднюю плотность—около 70 процентов от воды. Гипотетически Сатурн будет плавать в достаточно большом океане если его туда поместить. Он и Юпитер похожи на звезды тем, что в их химическом составе преобладает водород. Кроме того, огромное давление в глубине Сатурна поддерживает водород в жидком металлическом состоянии.

Структура Сатурна  значительно отличаются от своего более крупного собрата. Как и другие гигантские, или Юпитерианские, планеты: Юпитер, Уран и Нептун, Планета Сатурн имеет обширные системы спутников (естественных спутников) и колец, которые могут дать ключи к его происхождению и эволюции, а также к Солнечной системе. Спутник Сатурна Титан отличается от всех других спутников в Солнечной системе наличием значительной атмосферы, которая плотнее, чем у любой из земных планет, кроме Венеры.

Основные астрономические данные

Планета Сатурн вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 1 427 000 000 км. Его ближайшее расстояние к Земле составляет около 1,2 млрд км, а фазовый угол — угол, который он делает с Солнцем и Землей никогда не превышает 6°. Таким образом, планета Сатурн, видимый вблизи Земли, всегда кажется почти полностью освещенным. 

Подобно Юпитеру и большинству других планет, Сатурн имеет правильную орбиту—то есть его движение вокруг Солнца прогрессирует (в том же направлении, в котором вращается Солнце) и имеет небольшой эксцентриситет (некруглость) и наклон к эклиптике, плоскости земной орбиты. Однако, в отличие от Юпитера, ось вращения Сатурна наклонена на 26,7° С к плоскости орбиты. Наклон дает планете сезоны, как на Земле, но каждый сезон длится более семи лет.

Другим результатом является то, что кольца Сатурна, лежащие в плоскости его экватора, представлены наблюдателям на земле под углами открытия от 0° до почти 30°. Вид колец Сатурна цикличен в течение 30-летнего периода. Земные наблюдатели могут видеть освещенную солнцем северную сторону колец в течение примерно 15 лет, а затем, в аналогичном ракурсе, освещенную солнцем южную сторону в течение следующих 15 лет. В короткие промежутки времени, когда Земля пересекает плоскость кольца, кольца почти невидимы.

Поверхность планеты Сатурн

Планета Сатурн не имеет твердой поверхности во внешних слоях, условно значения радиуса и гравитации рассчитывается на уровне, на котором оказывается один бар атмосферного давления. По этой мере экваториальный диаметр Сатурна составляет 120 536 км. Для сравнения, его полярный диаметр составляет всего 108 728 км, или на 10 процентов меньше, что делает Сатурн самым сплюснутым (уплощенным на полюсах) из всех планет Солнечной системы. Его сплюснутая форма видна даже в маленьком телескопе. Сатурн в 95 раз массивнее Земли, но занимает объем в 766 раз больше. Его средняя плотность 0,69 г/см³, таким образом, составляет лишь около 12% от земной. 

Структура планеты

Информация о внутренней структуре планеты Сатурн получена из изучения его гравитационного поля, которое не является сферически симметричным. Быстрое вращение и низкая средняя плотность, которые приводят к искажению физической формы планеты, также искажают форму ее гравитационного поля. Форму поля можно точно измерить по его влиянию на движение космических аппаратов вблизи и на форму некоторых компонентов колец Сатурна. Степень искажения напрямую связана с относительным количеством массы, сосредоточенной в центральных областях Сатурна. Центральные области Сатурна содержат около 50% водорода по массе, в то время как Юпитер содержит около 67% водорода.

При давлении около 2 мегабар по прогнозам, претерпит крупный фазовый переход в жидкое металлическое состояние, которое напоминает расплавленный щелочной металл, такой как литий. Этот переход происходит на расстоянии примерно на полпути между вершинами облаков Сатурна и его центром. Данные гравитационного поля планеты показывают, что центральная металлическая область значительно плотнее, чем в случае чистого водорода. Избыток гелия, осевший во внешних слоях планеты, мог частично объяснить увеличение плотности. Вероятно, в плотном центральном ядре будет сосредоточена смесь горных пород и льда массой около 15-18 масс Земли.

Кольца и Спутники Сатурна

Кольцевая система Сатурна является самой известной в Солнечной системе. Сами кольца состоят, в основном, из миллиардов крошечных частиц льда, а также пыли и другого комического мусора. Такой состав объясняет, почему кольца видны с Земли в телескопы – лед обладает очень высоким показателем отражения солнечного света.

Существует семь широких классификаций среди колец: А, В, С, D, Е, F, G. Каждое кольцо получило свое название согласно английскому алфавиту в порядке периодичности обнаружения. Самыми видимыми с Земли кольцами являются A, B и C. На самом деле каждое кольцо – это тысячи более мелких колец, буквально прижимающихся друг к другу. Но между основными кольцами есть пробелы. Пробел между кольцами А и В является самым крупным из этих пробелов и составляет 4 700 км.

Основные кольца планеты начинаются на расстоянии примерно 7 000 км над экватором Сатурна и простираются еще на 73 000 км. Интересно отметить, что, несмотря на то, что это очень существенный радиус, фактическая толщина колец не больше одного километра.

Наиболее распространенной теорией для объяснения образования колец является теория о том, что на орбите Сатурна, под воздействием приливных сил, распался среднего размера спутник, а произошло это в тот момент, когда его орбита стала слишком близкой к планете.

Спутники планеты Сатурн

№	Название	Период обращения в днях	Диаметр	Масса	Открыт
1	Мимас	0,940	397	3,7⋅1019	1789
2	Энцелад	1,370	499	1,1⋅1020	1789
3	Тефия	1,890	1060	6,2⋅1020	1684
4	Диона	2,740	1118	1,1⋅1021	1684
5	Рея	4,518	1528	2,3⋅1021	1672
6	Титан	15,950	5150	1,3⋅1023	1655
7	Гиперион	21,280	266	5,7⋅1018	1848
8	Япет	79,330	1436	2,0⋅1021	1671
9	Феба	548,2	240	8,3⋅1018	1898
10	Янус	0,700	178	1,9⋅1018	1966
11	Эпиметей	0,690	119	5,3⋅1017	1980
12	Елена	2,740	32	2,5⋅1015	1980
13	Телесто	1,890	24	7,2⋅1015	1980
14	Калипсо	1,890	19	3,6⋅1015	1980
15	Атлас	0,602	32	6,6⋅1015	1980
16	Прометей	0,613	100	1,6⋅1017	1980
17	Пандора	0,629	84	1,4⋅1017	1980
18	Пан	0,575	20	4,9⋅1015	1981
19	Имир	1 315,4	18	4,9⋅1015	2000
20	Палиак	686,9	22	8,2⋅1015	2000
21	Тарвос	926,2	15	2,7⋅1015	2000
22	Иджирак	451,4	12	1,2⋅1015	2000
23	Суттунг	1 016,7	7	2,1⋅1014	2000
24	Кивиок	449,2	16	3,3⋅1016	2000
25	Мундильфари	952,6	7	2,1⋅1014	2000
26	Альбиорикс	783,5	32	2,1⋅1016	2000
27	Скади	728,2	8	3,1⋅1014	2000
28	Эррипо	871,2	10	7,6⋅1014	2000
29	Сиарнак	895,6	40	3,9⋅1016	2000
30	Трюм	1 094,3	7	2,1⋅1014	2000
31	Нарви	1 003,9	7	3,4⋅1014	2003
32	Мефона	1,010	3	1,5⋅1013	2004
33	Паллена	1,140	4	3,5⋅1013	2004
34	Полидевк	2,740	4	3,0⋅1013	2004
35	Дафнис	0,594	7	1,5⋅1014	2005
36	Эгир	1 116,5	6		2004
37	Бефинд	834,8	6		2004
38	Бергельмир	1 005,9	6		2004
39	Бестла	1 083,6	7		2004
40	Фарбаути	1 086,1	5		2004
41	Фенрир	1 260,3	4		2004
42	Форньот	1 490,9	6		2004
43	Хати	1 038,7	6		2004
44	Гирроккин	931,8	8		2004
45	Кари	1 233,6	7		2006
46	Логи	1 312,0	6		2006
47	Сколл	878,3	6		2006
48	Сурт	1 297,7	6		2006
49	Анфа	1,04	1		2007
50	Ярнсакса	964,7	6		2006
51	Грейп	921,2	6		2006
52	Таркек	887,5	7		2007
53	Эгеон	0,80812	0,5		2008
54	Титус	1 103	6		2004
55		1 048	5		2004
56		906	6		2004
57		986	4		2004
58		970	6		2006
59		1 142	6		2006
60		800	6		2007
61		1 100	5		2007
62			0,3		2009

Сатурн имеет как минимум 62 сптника. Так как планета была названа в честь Кроноса – владыки титанов в греческой мифологии. Поэтому большинство из спутников Сатурна были названы в честь других титанов, их потомков. Позже названия пришли из галльских и норвежских мифов. 

Спутники Пан и Атлас имеют форму летающий тарелки, Япет имеет одну сторону яркую как снег, а другую темную как уголь. Некоторые из спутников, таких как Прометей и Пандора являются спутниками-пастухами, взаимодействуя с кольцами Сатурна, сдерживая материал этих колец на своих орбитах.

Крупнейший спутник планеты Сатурн – Титан. Он немного больше, чем Меркурий и является вторым по величине спутником в Солнечной системе. Титан спрятан под очень толстую, богатую азотом атмосферу. В то время как атмосфера Земли простирается лишь на 60 км, атмосфера Титана простирается в 10 раз дальше.

Физические характеристики планеты Сатурн

Экваториальный радиус	60 268 ± 4 км
Полярный радиус	54 36 ± 10 км
Площадь поверхности	4,27·1010 км²
Объём	8,27·1014 км³
Масса	5,68·1026 кг 95 земных
Средняя плотность	0,687 г/см³
Ускорение свободного падения	10,44 м/с²
Период вращения	10ч 34мин 13с ± 2с
Наклон оси	26,73°
Видимая звёздная величина	от +1.47 до −0.24

Орбита и вращение

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.
Сидерический период	10 759,22 дней
Синодический период	378,09 дней
Орбитальная скорость	9,69 км/с
Спутники	62