КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина V

ФІЗИЧНА ПРИРОДА ТІЛ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Розділ 12

ПЛАНЕТИ ТА ЇХНІ СУПУТНИКИ

12.2. Загальні характеристики планет

12.2.6. Сатурн

м

R

ρ

g

Р

Т

ε

а

е

5,69· 1026

60 268

0,70

10,8

10 год. 39 хв.

29,46 р.

26,73

9,540

0,056

Друге місце за розмірами й масою серед планет-гігантів займає Сатурн (рис. 12.16). Його радіус майже в десять разів перевищує радіус Землі, маса в 95 разів більша від маси Землі, а от середня густина навіть менша від густини води. Внутрішня структура Сатурна схожа зі структурою Юпітера, тільки шар металевого водню в нього має бути помітно тонший. За оцінками, його товщина складає близько 10 000 км, тоді як радіус самого ядра дорівнює 12 000 км.

Сатурн майже в два рази далі від Сонця, ніж Юпітер. Температура його поверхневого хмарового шару близька до 100 К. Як і Юпітер, Сатурн швидко обертається навколо осі, внаслідок чого він сплюснутий біля полюсів: полярний радіус планети на 10% (приблизно на 6000 км) менший від екваторіального. Цей стиск добре помітний при спостереженнях планети в телескоп.

Найвизначніша деталь Сатурна — його кільце, точніше — система кілець, які роблять цю планету найпопулярнішим об'єктом неба. Головну частину цього утвору вперше спостерігав Галілео Галілей у 1610 р., його можна бачити за допомогою невеликого телескопа. Кільце при спостереженнях у невеликі телескопи здається складеним з двох концентричних кілець, розділених щілиною Кассіні. Насправді ж тут є сотні чи навіть тисячі кілець, які мають складну структуру: іноді те чи інше виглядає ніби скрученим з двох компонентів, які переплітаються між собою. Очевидно, важливу роль при цьому відіграють електромагнітні процеси, а також два невеликих супутники, які рухаються по своїх орбітах навколо Сатурна всередині кілець (їхня назва «овечі пастухи»).

image42

Рис. 12.16. Сатурн

Система кілець має ідеально правильну форму. Вона розпочинається безпосередньо біля поверхні Сатурна, а радіус зовнішнього кільця перевищує 500 000 км. При таких колосальних розмірах кільце має товщину не більше, ніж 2 кілометри! Так що в цілому його можна назвати напівпрозорим середовищем: для спостерігача світло зорі, якщо її на деякий час закриває кільце, послаблюється усього в 2—5 разів.

Склад кільця — це крижані частинки, що мають розміри від декількох мікрометрів до метрів. Кільце обертається навколо Сатурна (точніше, кожна з часточок, що утворюють кільце, рухається по своїй кеплерівській орбіті навколо Сатурна). Незважаючи на свої значні розміри, кільце має невелику масу.

З огляду на постійні зіткнення частинок, з яких складається кільце Сатурна, одні з них повинні гальмуватися і переходити на орбіти, ближчі до планети, інші, отримавши більшу швидкість, мали б залишати систему. Тут виникає питання: якщо ця система кілець сформувалася декілька мільярдів років тому (а інших припущень немає), то чому вона існує дотепер?

Яким є механізм, що підтримує її стійкість?

Відповіді на ці питання ще нема. Умови для спостережень кільця Сатурна з Землі змінюються з періодом 29,5 року (рис. 12.17).

Спостереження Сатурна в радіодіапазоні вказують на певне зростання його яскравісної температури з довжиною хвилі. Це значить, що Сатурн має магнітне поле і радіаційні пояси.

image43

Рис. 12.17. Зміна умов видимості кільця Сатурна за половину періоду обертання

Число відомих (на 2005 р.) природних супутників Сатурна — 47. Найбільшого з них — Титана — відкрив X. Гюйгенс у 1655 р. Лише цей супутник Сатурна видно в невеликі телескопи (його зоряна величина 8,4m). Він другий за величиною у Сонячній системі і незначно поступається за розмірами Ганімедові (різниця в радіусах усього 56 км). Примітний він ще й тим, що має атмосферу. 14 січня 2005 р. апарат «Гюйгенс» здійснив м'яку посадку на Титан. На знімках добре видно складний рельєф місцевості, каміння на місці посадки. Апарат записав звуки — шум вітру. Атмосфера складається з азоту та метану з домішками інших газів. Тиск на поверхні 0,5 атм., температура 95 К.

Решта супутників різноманітні за розмірами (від 1500 до кількох кілометрів у поперечнику) і блиском (від +9,5m до +24m). Багато з них обернені до планети одним боком, як Місяць до Землі.

Супутник Сатурна Япет цікавий тим, що має дуже неоднорідне забарвлення: одна з його півкуль відбиває 35% сонячного світла, тоді як друга — усього 7%. Тому блиск супутника під час його орбітального руху змінюється майже на 2m, тобто приблизно у шість разів. Світла (передня за ходом його руху на орбіті) півсфера Япета покрита, очевидно, льодом, тоді як темна — сильно забрудненим снігом або ж грунтом, що нагадує місячний. Така ж неоднорідність в яскравості півкуль типова і для трьох інших супутників Сатурна — Фетіди, Діони й Енцелада.

Сатурн зі своєю сім'єю супутників робить один оберт навколо Сонця за 29 років.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.