Доклад: Сатурн и его спутники. Реферат сатурн

Реферат - Планета Сатурн - Астрономия

Реферат подготовлен ученицей 11Б класса средней школы № 33 г.Владимира 2000 г.

Редактировано 2004-09-13. Арменом Скандаряном

Сатурн относится к группе планет-гигантов. это шестая от солнца планета.

В античной мифологии Сатурн был божественным отцом Юпитера. Сатурн был богом времени и Судьбы. Как известно, Юпитер в своем мифологическом обличии пошел дальше отца ( в римской мифологии Юпитер – главное божество). В солнечной системе Сатурну отведена также вторая роль среди планет. Сатурн второй как по массе, так и по размерам. Там, масса Сатурна 5,68 ∙ 1026 кг или 95 масс Земли. А диаметр экватора этой планеты почти в 9,5 раз больше земного, то есть около 120 тыс. км. Полярный диаметр Сатурна значительно меньше, так как планета сильно сплюснута. Это объясняется низкой плотностью и быстрым вращением вокруг оси. Плотность у Сатурна меньше плотности воды (около 700 кг/м3 ). Известна одна романтическая иллюстрация этого обстоятельства: если бы было возможно где-то создать гигантский водный океан, то Сатурн мог бы в нем плавать. Период вращения на экваторе равен 10 ч 14 мин, а на полюсах 10 ч 40 мин. Эти факторы и обуславливают сжатие Сатурна в соотношении 1:10. Расстояние от Сатурна до Солнца примерно 1426 млн. км, а период обращения – 24,96 земных года. Синодический период вращения Сатурна составляет 378 суток, так что его можно наблюдать ежегодно в течение нескольких месяцев.

Благодаря своему кольцу, Сатурн – самая удивительная планета солнечной системы. Кольцо Сатурна расположено в плоскости экватора планеты, которая наклонена к плоскости орбиты на 27О. поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается к нам то одной, то другой стороной. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром, и тогда его нельзя рассмотреть даже в самые сильные телескопы. Это значит, что кольцо очень тонкое – всего несколько сот метров. Последний раз такое происходило летом 1995 года. После этого кольцо все больше разворачивается к нам, а Сатурн, соответственно, становится все ярче в каждом следующем противостоянии. В 2001 году в день противостояния 3-го декабря Сатурн разгорится до – 0,45 звездной величины (в этот год кольца максимально развернутся к Земле).

Знаменитый астроном Галилей в 1610 году обнаружил, что Сатурн чем-то окружен. Но его телескоп был слишком слаб, и потому Галилей не смог разобрать, что именно он видит около Сатурна. Только полвека спустя голландскому ученому Гюйгенсу удалось выяснить. что это плоское кольцо, которое окружает планету и нигде с ней не соприкасается.

Изучение Сатурна при помощи более совершенных телескопов показало, что кольцо разделено на 3 части, составляющие как бы 3 независимых кольцо, вложенных одно в другое. Два внешних ярких кольца А и В разделены темным провалом, известным как щель или «деление» Кассини, названное в честь открывшего его Джованни Кассини. Ближе к планете находится слабое полупрозрачное кольцо, открытое в 1858 году У.Бондом в США и независимо от него В.Р.Дэвисом в Англии. Оно было названо креповым или внутренним кольцом. Самое яркое из 3-х колец среднее, кольцо В.

Кольца Сатурна состоят из мелких обломков, каждый из которых обращается вокруг планеты с такой скоростью, какую имел бы спутник планеты, находящийся на таком же расстоянии. Каждый такой обломок – как бы независимый спутник, сам про себе обращающийся вокруг Сатурна. Эти обломки представляют собой камни разного размера: от нескольких сантиметров до метра в поперечнике, но, возможно, в кольцах есть и пыль. Такое строение колец тщательными наблюдениями подтвердил выдающийся русский астрофизик А.А.Белопольский (1854-1934). Система колец Сатурна либо возникла при разрушении некогда существовавшего спутника планеты (например, при его столкновении с другим спутником или с астероидом), либо же представляет собой остаток вещества, из которого в далеком прошлом образовались спутники Сатурна и которое из-за приливного воздействия планеты не смогло «собраться» в отдельные спутники.

Кроме колец вокруг Сатурна движется 17 спутников. Из них один – Титан – по размерам почти равен Меркурию и немного уступает ему по массе. Другие спутники имеют разные размеры. Но все они значительно меньше Титана. Этот спутник имеет блеск порядка 8,5 звездной величины.

Спутники Сатурна различаются по размерам, форме и хим. составу

Атмосфера Сатурна однообразна состоит из водорода метана и аммиака. Хотя по массе Сатурн превосходит Землю во много раз, сила тяжести на его поверхности лишь немногим больше. Сатурн окружен сплошным облачным покровом, испещренным полосами и пятнами. Солнечные лучи греют Сатурн в 90 раз слабее, чем Землю. Поэтому средняя температура там – 150О С. Температура верхних облаков, измеренная в середине ХХ века, около – 170О С.

Вблизи ядра Сатурна температура, вероятно, высокая, давление значительное, и поэтому водород, возможно, находится в металлическом состоянии. До сих пор не обнаружено признаков существования у Сатурна магнитного поля.

У Сатурна побывало 3 космических аппарата. Первый из них, «Пионер 11», подлетел к Сатурну в 1979 году. Он обнаружил магнитосферу планеты, показал тонкую структуру его кольца. «Вояджеры» (1 и 2) посетили Сатурн с разницей во времени в 9 месяцев: в ноябре 1980 года и в августе 1981 года.

На фотоколлаже скомпилирована система спутников Сатурна. На переднем плане сутник Диона. Коллаж собран из фотографий, полученных со станции «Вояджер 1»

15 октября 1997 года в 4:43 стартовала ракета-носитель с автоматической межпланетной станцией Кассини-Гюйгенс на борту. Целью этой миссии является изучение Сатурна, его спутников и колец.

Космический аппарат «Кассини» подлетел к Сатурну в середине 2004 года.

1 июля 2004 года «Кассини» успешно совершил свой первый пролет сквозь «зазор» между знаменитыми кольцами планеты-гиганта Сатурна — конечного пункта назначения ее 7-летнего космического путешествия. На этот отрезок времени приходится момент максимального сближения станции с планетой, когда от верхней границы облачного слоя Сатурна, «Кассини» будут отделять всего 19.980 километров. Такого больше никогда в истории этой экспедиции не повторится.

Вид на Землю с аппарата «Кассини», находящегося вблизи от Сатурна. 13 сентября 2004

www.ronl.ru

Реферат на тему: Сатурн

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ

3. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА

4. КОЛЬЦА

5. СПУТНИКИ

6. СПУТНИКИ САТУРНА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

В 1979-1981 годах космические аппараты "Пионер-11", "Вояджер-1" и "Вояджер-2" прошли близ Сатурна. Удалось исследовать планету, ее кольца и спутники с расстояний в тысячи раз более близких, чем при наблюдении с Земли.

ВВЕДЕНИЕ

"МИР ЛЕДЯНЫХ ЛУН"

Космическая геодезия — одна из наиболее молодых наук. так как она напрямую связана с космонавтикой и технологией, она получила бурное развитие. Если вначале использовали космические методы для исследования Земли, то со временем появилась возможность исследовать и другие небесные объекты.

Первым небесным телом, которое было изучено методами космической геодезии, явилась Луна. В изучении Луны преуспели как советские, так и американские ученые.

Затем был предпринят "штурм" Венеры и Марса.

Однако, в исследовании внешних планет приоритет получили американцы. Одним из ярчайших примеров этого успеха явились программы "Пионер" и "Вояджер". В программу этих проектов входило исследование планеты Сатурн. Полеты АМС позволили уточнить основные характеристики планеты и ее спутников.

Данный реферат основан на информации, полученной с помощью этих космических аппаратов.

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ

Всякий, кто наблюдал планеты в телескоп, знает, что на поверхности Сатурна, то есть на верхней границе его облачного покрова, заметно мало деталей и контраст их с окружающим фоном невелик. Этим Сатурн отличается от Юпитера, где присутствует множество контрастных деталей в виде темных и светлых полос, волн, узелков, свидетельствующих о значительной активности его атмосферы.

Возникает вопрос, действительно ли атмосферная активность Сатурна (например скорость ветра) ниже, чем у Юпитера, или же детали его облачного покрова просто хуже видны с Земли из-за большего расстояния (около 1,5 млрд. км.) и более скудного освещения Солнцем (почти в 3,5 раза слабее освещения Юпитера)?

"Вояджерам" удалось получить снимки облачного покрова Сатурна, на которых отчетливо запечатлена картина атмосферной циркуляции: десятки облачных поясов, простирающихся вдоль параллелей, а также отдельные вихри. Обнаружен, в частности, аналог Большого Красного Пят на Юпитера, хотя и меньших размеров. Установлено, что скорости ветров на Сатурне даже выше, чем на Юпитере: на экваторе 480 м/с, или 1700 км/ч. Число облачных поясов больше, чем на юпитере, и достигают они более высоких широт. Таким образом, снимки облачности демонстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее юпитерианской.

Температура планеты на уровне верхней границы облачного покрова, где давление равно 0,1 атм, составляет всего 85 К, или -188 С. Интерес но, что за счет нагревания одним Солнцем даже такой температуры по лучить нельзя. Расчет показывает: в недрах Сатурна имеется свой собственный источник тепла, поток от которого в 2,5 раза больше, чем от Солнца. Сумма этих двух потоков и дает наблюдаемую температуру планеты.

Космические аппараты подробно исследовали химический состав надоблачной атмосферы Сатурна. В основном она состоит почти на 89% из водорода. На втором месте гелий (около 11% по массе). Отметим, что в атмосфере Юпитера его 19%. Дефицит гелия на Сатурне объясняют гравитационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, который тяжелее, постепенно оседает на большие глубины (что, кстати говоря, высвобождает часть энергии, "подогревающей" Сатурн) . Другие газы в атмосфере — метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин присутствуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре (около -188 С) находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует облачный покров Сатурна.

Что касается малого контраста деталей, видимых в атмосфере Сатурна, о чем говорилось выше, то причины этого явления пока еще не вполне ясны. Было высказано предположение, что в атмосфере взвешена ослабляющая контраст дымка из мельчайших твердых частиц. Но наблюдения "Вояджера-2" опровергают это: темные полосы на поверхности планеты оставались резкими и ясными до самого края диска Сатурна, тогда как при наличии дымки они бы к краям замутнялись из-за большого количества частиц перед ними. Вопрос, таким образом, не может считаться решенным и требует дальнейшего расследования.

Данные, полученные с "Вояджера-1", помогли с большой точностью определить экваториальный радиус Сатурна. На уровне вершины облачного покрова экваториальный радиус составляет 60330 км. или в 9,46 раза больше земного. Уточнен также период обращения Сатурна вокруг оси: один оборот он совершает за 10 ч. 39,4 мин — в 2,25 раза быстрее Земли. Столь быстрое вращение привело к тому, что сжатие Сатурна значительно больше, чем у Земли. Экваториальный радиус Сатурна на 10% больше полярного (у Земли — только на 0,3%) .

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА

До тех пор, пока первые космические аппараты не достигли Сатур на, наблюдательных данных о его магнитном поле не было вообще, но из наземных радиоастрономических наблюдений явствовало, что Юпитер обладает мощным магнитным полем. Об этом свидетельствовало нетепловое радиоизлучение на дециметровых волнах, источник которого оказался больше видимого диска планеты, причем он вытянут вдоль экватора Юпитера симметрично по отношению к диску. Такая геометрия, а также поляризованность излучения свидетельствовали о том, что наблюдаемое излучение магнитно-тормозное и источник его — электроны, захваченные магнитным полем Юпитера и населяющие его радиационные пояса, аналогичные радиационным поясам Земли. Полеты к Юпитеру подтвердили эти выводы.

Поскольку Сатурн весьма сходен с Юпитером по своим физическим свойствам, астрономы предположили, что достаточно заметное магнитное поле есть и у него. Отсутствие же у Сатурна наблюдаемого с Земли магнитно-тормозного радиоизлучения объясняли влиянием колец.

Эти предложения подтвердились. Еще при подлете "Пионера-11" к Сатурну его приборы зарегистрировали в около планетном пространстве образования, типичные для планеты, обладающей ярко выраженным магнитным полем: головную ударную волну, границу магнитосферы (магнитопаузу) , радиационные пояса (Земля и Вселенная, 1980, N2, с. 22-25 Ред.) . В целом магнитосфера Сатурна весьма сходна с земной, но, конечно, значительно больше по размерам. Внешний радиус магнитосферы Сатурна в подсолнечной точке составляет 23 экваториальных радиуса планеты, а расстояние до ударной волны — 26 радиусов. Для сравнения можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнечной точке — около 10 земных радиусов. Так что даже по относительным размерам магнитосфера Сатурна превосходит земную более, чем вдвое.

Радиационные пояса Сатурна настолько обширны, что охватывают не только кольца, но и орбиты некоторых внутренних спутников планеты.

Как и ожидалось, во внутренней части радиационных поясов, которая "перегорожена" кольцами Сатурна, концентрация заряженных частиц значительно меньше. Причину этого легко понять, если вспомнить, что в радиационных поясах частицы совершают колебательные движения примерно в меридиональном направлении, каждый раз пересекая экватор. Но у Сатурна в плоскости экватора располагаются кольца: они поглощают почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате внутренняя часть радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы в системе Сатурна наиболее интенсивным источником радиоизлучения, оказывается ослабленной. Тем не менее "Вояджер-1", приблизившись к Сатурну, все же обнаружил нетепловое радиоизлучение его радиационных поясов.

В отличие от Юпитера Сатурн излучает в километровом диапазоне длин волн. Заметив, что интенсивность излучения модулирована с периодом 10ч. 39,4 мин., предположили, что это и есть период осевого вращения радиационных поясов, или, другими словами, период вращения магнитного поля Сатурна. Но тогда это и период вращения Сатурна. В самом деле, магнитное поле Сатурна порождается электрическими токами в недрах планеты, — по-видимому, в слое, где под влиянием колоссальных давлений водород перешел в металлическое состояние. При вращении этого слоя с той угловой скоростью вращается и магнитное поле.

Вследствие большой вязкости вещества внутренних частиц планеты все они вращаются с одинаковым периодом. Таким образом, период вращения магнитного поля — это в то же время период вращения большей части массы Сатурна (кроме атмосферы, которая вращается не как твердое тело).

КОЛЬЦА

Кольца чуть белее желтоватого диска Сатурна. Расположены они в плоскости экватора планеты и очень тонки: при общей ширине в радиальном направлении примерно 60 тыс. км. они имеют толщину менее 3 км. Спектроскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как твердое тело, — с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Более того, каждая точка колец имеет такую скорость, какую имел бы на этом расстоянии спутник, свободно движущийся вокруг Сатурна по круговой орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна по существу представляют собой колоссальное скопление мелких твердых частиц, самостоятельно обращающихся вокруг планеты. Размеры частиц столь малы, что их не видно не только в земные телескопы, но и с борта космических аппаратов.

Характерная особенность строения колец — темные кольцевые промежутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них (3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется "делением Кассини" в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При исключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно свыше десяти. Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кассини — это область орбит, в которой период обращения каждой частицы вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника Сатурна — Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и в конце концов выбрасывает их оттуда.

Бортовые камеры "Вояджеров" показали, что с близкого расстояния кольца Сатурна похожи на граммофонную пластинку: они как бы расслоены на тысячи отдельных узких колечек с темными прогалинами между ни ми. Прогалин так много, что объяснить их резонансами с периодами об ращения спутников Сатурна уже невозможно.

Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномерное распределение частиц по плоскости колец механически неустойчиво.

Вследствие этого возникают круговые волны плотности — это и есть наблюдаемая тонкая структура.

Помимо колец А, В и С "Вояджеры" обнаружили еще четыре: D, E, F и G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом видны с Земли при особо благоприятных условиях; кольца F и G обнаружены впервые.

Порядок обозначения колец объясняется историческими причинами, поэтому он не совпадает с алфавитным. Если расположить кольца по мере их удаления от Сатурна, то мы получим ряд: D, C, B, A, F, G, E.

Особый интерес и большую дискуссию вызвало кольцо F. К сожалению, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не уда лось, так как наблюдения двух "Вояджеров" не согласуются между со бой. Бортовые камеры "Вояджера-1" показали, что кольцо F состоит из нескольких колечек общей шириной 60 км., причем два из них перевиты друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение, что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два небольших новооткрытых спутника, движущихся непосредственно вблизи кольца F, — один из внутреннего края, другой — у внешнего (чуть медленнее первого, так как он дальше от Сатурна). Притяжение этих спутников не дает крайним частицам уходить далеко от его середины, то есть спутники как бы "пасут" частицы, за что и получили название "пастухов".

Они же, как показали расчеты, вызывают движение частиц по волнистой линии, что и создает наблюдаемые переплетения компонентов кольца. Но "Вояджер-2", прошедший близ Сатурна девятью месяцами позже, не обнаружил в кольце F ни переплетений, ни каких-либо других искажений фор мы, — в частности, и в непосредственной близости от "пастухов". Таким образом, форма кольца оказалась изменчивой. Для суждения о причинах и закономерностях этой изменчивости двух наблюдений, конечно, мало. С Земли же наблюдать кольцо F современными средствами невозможно — яркость его слишком мала. Остается надеяться, что более тщательное исследование полученных "Вояджерами" снимков кольца прольет свет на эту проблему.

Кольцо D — ближайшее к планете. Видимо, оно простирается до самого облачного шара Сатурна. Кольцо E — самое внешнее. Крайне раз ряженное, оно в то же время наиболее широкое из всех — около 90 тыс. км. Величина зоны, которую оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов плане ты. Плотность вещества в кольце E возрастает по направлению к орбите спутника Сатурна Энцелада. Возможно, Энцелад источник вещества этого кольца.

Размеры частиц главных колец оценивались из наземных наблюдений в пределах от сантиметров до метров (естественно, частицы не могут быть одинаковыми по величине: не исключается также, что в разных кольцах типичный поперечник частиц различен) .

Когда "Вояджер-1" проходил вблизи Сатурна, радиопередатчик космического аппарата последовательно пронизывал радиолучом не волне 3,6 см. кольцо А, деление Кассини и кольцо С. Затем радиоизлучение было принято на Земле и подверглось анализу. Удалось выяснить, что частицы указанных зон рассеивают радиоволны преимущественно вперед, хотя и несколько по-разному. Благодаря этому оценили средний попе речник частиц кольца А в 10 м, деления Кассини — в 8 м и кольца С в 2 м.

Сильное рассеяние вперед, но на этот раз в видимом свете, обнаружено у колец F и E. Это означает наличие в них значительного количества мелкой пыли (поперечник пылинки около десятитысячных долей миллиметра).

В кольце В обнаружили новый структурный элемент радиальные образования, получившие названия "спиц" из-за внешнего сходства со спицами колеса. Они также состоят из мелкой пыли и расположены над плоскостью кольца. Не исключено, что "спицы" удерживаются там силами электростатического отталкивания. Любопытно отметить: изображения "спиц" были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в прошлом веке. Но тогда никто не придал им значения.

Исследуя кольца, "Вояджеры" обнаружили неожиданным эффект многочисленные кратковременные всплески радиоизлучения, поступающего от колец. Это не что иное, как сигналы от электростатических разрядов — своего рода молнии. Источник электризации частиц, по-видимому, столкновения между ними.

Кроме того, была открыта окутывающая кольца газообразная атмосфера из нейтрального атомарного водорода. "Вояджерами" наблюдалась линия Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафиолетовой части спектра. По ее интенсивности оценили число атомов водорода в кубическом сантиметре атмосферы. Их оказалось примерно 600. Нужно сказать, некоторые ученые задолго до запуска к Сатурну космических аппаратов предсказывали возможность существования атмосферы у колец Сатурна.

"Вояджерами" была также сделана попытка измерить массу колец.

Трудность состояла в том, что масса колец по крайней мере в миллион раз меньше массы Сатурна. Из-за этого траектория движения космического аппарата вблизи Сатурна в громадной степени определяется мощным притяжением самой планеты и лишь ничтожно возмущается слабым притяжением колец. Между тем именно слабое притяжение и необходимо выявить.

Лучше всего для этой цели подходила траектория "Пионера-11". Но анализ измерений траектории аппарата по его радиоизлучению показал, что кольца (в пределах точности измерений) на движение аппарата не повлияли. Точность же составила 1,7 х 10 массы Сатурна. Иными словами, масса колец заведомо меньше 1,7 миллионных долей массы планеты.

СПУТНИКИ

Если до полетов космических аппаратов к Сатурну было известно 10 спутников планеты, то сейчас мы знаем 17 (Земля и Вселенная, 1981, N2, с. 40-45-Ред.). Новые семь спутников весьма малы, но тем не менее некоторые из них оказывают серьезное влияние на динамику системы Сатурна. Таков, например, маленький спутник, движущийся у внешнего края кольца А; он не дает частицам кольца выходить за пределы этого края. Это Атлас. (В греческой мифологии многоглазый великан, стерегущий по приказу богини Геры возлюбленную Зевса Ио. В переносом смысле — бдительный страж).

Титан является вторым по величине спутником в Солнечной Системе. Его радиус равен 2575 километров. Его масса составляет 1,346 х 10 грумм (0,022 массы Земли) , а средняя плотность 1,881 г/см. Это единственный спутник, обладающий значительной атмосферой, причем его атмосфера плотнее, чем у любой из планет земной группы, исключая Венеру. Титан подобен Венере еще и тем, что у него имеются глобальная дымка и даже небольшой тепличный подогрев у поверхности. В его атмосфере, вероятно, имеются метановые облака, но это твердо не установлено. Хотя в инфракрасном спектре преобладают метан и другие углеводороды, основным компонентом атмосферы является азот, который проявляется в сильных УФ-эмиссиях. Верхняя атмосфера весьма близка к изотермическому состоянию на всем пути от стратосферы до экзосферы, а температура на поверхности с точностью до нескольких градусов одинакова по всей сфере и равна 94 К. Радиусы темно-оранжевых или коричневых частиц стратосферного аэрозоля в основном не превышают 0,1 мкм, а на больших глубинах могут существовать более крупные частицы.

Предполагается, что аэрозоли являются конечным продуктом фотохимических превращений метана и что они аккумулируются на поверхности (или растворяются в жидком метане или этане). Наблюдаемые углеводороды и органические молекулы могут возникать при естественных фото химических процессах.

Удивительным свойством верхней атмосферы являются УФ-эмиссии, приуроченные к дневной стороне, но слишком яркие, чтобы их могла возбудить поступающая солнечная энергия. Водород быстро диссипирует, пополняя наблюдаемый тор, вместе с некоторым количеством азота, выбиваемого при диссоциации N2 электронными ударами. На основе наблюдаемого расщепления температуры можно построить глобальную систему ветров.

Глобальный состав Титана, по-видимому, определяется тем набором конденсируемых веществ, которые образовались в плотном газовом диске вокруг прото-Сатурна. Существуют три возможных сценария происхождения: холодная аккреция (означающая, что повышение температуры в ходе образования пренебрежимо мало) , горячая аккреция при отсутствии плотной газовой фазы и горячая аккреция в присутствии плотной газовой фазы.

Вероятно наличие горячего дегидротированного силикатного ядра, а также расплавленного слоя NH -H O, однако детальное расположение ледяных слоев в настоящее время достоверно неизвестно. Конвекция пре обладает повсюду, кроме внешней оболочки.

Япет. Возможно, что самый таинственный из спутников Сатурна, Япет, является единственным по интервалу альбедо его поверхности от 0,5 (типичное значение для ледяных тел) до 0,05 в центральных частях его ведущего по ходу обращения полушария. "Вояджером — 1" бы ли получены изображения с максимальным разрешением 50 км/пара линий, показывающие в основном полушарие обращенное к Сатурну, и границу между ведущей (темной) и ведомой (светлой) сторонами. Было зарегистрировано огромное экваториальное темное кольцо диаметром около 300 км с долготой центра около 300. Вояджеровские наблюдения, полученные с наибольшим разрешением, показывают, что светлая сторона (и особенно область северного полюса) сильно кратеризована: поверхностная плотность составляет 205+16 кратеров (D>30 км) на 10 км.

Экстраполяция до диаметров 10 км приводит к плотности более 2000 кратеров (D>10 км) на 10 км. Такая плотность сравнима с плотностями на других сильно кратеризованных телах, таких, как Меркурий и Каллисто, или с плотностью кратеров на лунных континентах. Характерной чертой границы между темной и светлой областями на Япете является существование многочисленных кратеров с темным дном на свет лом веществе и отсутствие на темном веществе кратеров со светлым дном или кратеров с гало (или других белых пятен). Плотность Япета, равная 1,16+0,09 г/см характерна для ледяных Спутников Сатурна и согласуется с моделями, в которых водяной лед является главной составляющей. Белл считает, что темное вещество является основным компонентом исходного конденсата, из которого образовался Япет.

Рея. Почти двойник Япета по размерам, но без его темного вещества, Рея может представлять собой относительно простой прототип ледяного спутника внешних областей Солнечной системы. Диаметр Реи 1530 км, а плотность 1,24+0,05 г/см. Ее геометрическое альбедо равно 0,6 и оказывается подобным альбедо полюсов и ведомого полушария Япета.

СПУТНИКИ САТУРНА

Это позволило сделать важный шаг в исследовании природы спутников. Зная диаметр спутника, легко вычислить его объем. Разделив массу спутника на объем, получим среднюю плотность — характеристику, помогающую установить, из каких веществ состоит данное небесное тело. Выяснилось, что плотности внутренних спутников Сатурна от Мимаса до Реи, а также Япета — близки к плотности воды: от 1,0 до 1,4 г/см, Есть основания полагать, что эти спутники главным образом, и состоят из воды (конечно, не жидкой, так как их температура около -180 С). Тефия, плотность которой 1 г/см, особенно похожа на кусок чистого льда. В других спутниках также должна иметься большая или меньшая примесь каменистых веществ.

"Вояджеры" подходили к спутникам Сатурна так близко, что уда лось не только определить диаметры спутников, но и передать на Землю изображения их поверхности. Уже составлены первые карты спутников.

Наиболее распространенные образования на их поверхности — кольцевые кратеры, подобные лунным. Происхождение кратеров ударное: летящее в межпланетном пространстве метеорное тело сталкивается со спутником, его космическая скорость почти мгновенно падает до нуля, кинетическая энергия переходит в тепло. Происходит взрыв с образованием кольцевого кратера.

Некоторые кратеры нужно упомянуть особо. Например, большой кратер на маленьком Мимасе. Диаметр кратера около 130 км, или треть диаметра спутника. Вероятно, ударного кратера большего размера на Мимасе быть не может. При несколько большей кинетической энергии космического тела, нанесшего удар, Мимас разлетелся бы на куски.

Множество кратеров, которые мы сейчас видим на снимках спутников Сатурна, это летопись их истории, уходящая вглубь времен по меньшей мере на сотни миллионов лет. Отметины, произведенные небесными камнями, свидетельствуют, что в отдаленную эпоху формирования планетной системы околосолнечное пространство (по крайней мере до орбиты Сатурна) было насыщено множеством отдельных твердых тел, из которых постепенно сложились планеты и спутники. И даже после того, как формирование планет и спутников в основном завершилось, остаток этих твердых тел долгое время продолжал двигаться в пространстве.

Таковы, в основном, наши сегодняшние сведения о Сатурне. Необходимо только оговориться, что в первую очередь речь шла о непосредственных фактических данных. Более глубокие выводы, которые могут быть из них сделаны и, вероятно, будут сделаны, потребуют длительной работы ученых. Она еще впереди.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей работе я попытался обобщить результаты, полученные "Пионером" и "Вояджером", о Сатурне и его спутниках. По этим данным была построена планетоцентрическая система координат и уточнена теория колец Сатурна.

В связи с этим появились новые перспективы развития космической геодезии. К 1995 году намечен запуск американского проекта "Кассини", который проверит гипотезы о происхождении и эволюции системы Сатурна, в частности Титана. "Кассини" уточнит данные, полученные предыдущими миссиями, а также исследует малые ледяные спутники Сатурна.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коновалов С.Н. "Планеты открытые заново". М.: Наука, 1981.

2. Куликовский Е.П. "Справочник любителя и астронома". М.: Наука, 1977.

3. "Земля и Вселенная" N 4,1982.

4. "Система Сатурна", М., Мир, 1990 г.

5. Цикл "Семья Солнца: планеты и спутники Солнечной системы". М.: Мир, 1984.

referati-besplatno.ru

Доклад - Планета Сатурн - Астрономия

/>/>

Реферат подготовлен ученицей11Б класса средней школы № 33 г.Владимира 2000 г.

Редактировано2004-09-13. Арменом Скандаряном

Сатурн относится к группе планет-гигантов. этошестая от солнца планета.

В античной мифологии Сатурн былбожественным отцом Юпитера. Сатурн был богом времени и Судьбы. Как известно,Юпитер в своем мифологическом обличии пошел дальше отца ( в римской мифологииЮпитер – главное божество). В солнечной системе Сатурну отведена также втораяроль среди планет. Сатурн второй как по массе, так и по размерам. Там, массаСатурна 5,68 ∙ 1026 кг или 95 масс Земли. А диаметр экватораэтой планеты почти в 9,5 раз больше земного, то есть около 120 тыс. км.Полярный диаметр Сатурна значительно меньше, так как планета сильно сплюснута.Это объясняется низкой плотностью и быстрым вращением вокруг оси. Плотность уСатурна меньше плотности воды (около 700 кг/м3). Известна однаромантическая иллюстрация этого обстоятельства: если бы было возможно где-тосоздать гигантский водный океан, то Сатурн мог бы в нем плавать. Периодвращения на экваторе равен 10 ч 14 мин, а на полюсах 10 ч 40 мин. Эти факторы иобуславливают сжатие Сатурна в соотношении 1:10. Расстояние от Сатурна доСолнца примерно 1426 млн. км, а период обращения – 24,96 земных года.Синодический период вращения Сатурна составляет 378 суток, так что его можнонаблюдать ежегодно в течение нескольких месяцев.

Благодаря своему кольцу, Сатурн– самая удивительная планета солнечной системы. Кольцо Сатурна расположено вплоскости экватора планеты, которая наклонена к плоскости орбиты на 27О.поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается кнам то одной, то другой стороной. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром,и тогда его нельзя рассмотреть даже в самые сильные телескопы. Это значит, чтокольцо очень тонкое – всего несколько сот метров. Последний раз такоепроисходило летом 1995 года. После этого кольцо все больше разворачивается кнам, а Сатурн, соответственно, становится все ярче в каждом следующемпротивостоянии. В 2001 году в день противостояния 3-го декабря Сатурнразгорится до – 0,45 звездной величины (в этот год кольца максимальноразвернутся к Земле).

Знаменитый астроном Галилей в1610 году обнаружил, что Сатурн чем-то окружен. Но его телескоп был слишкомслаб, и потому Галилей не смог разобрать, что именно он видит около Сатурна.Только полвека спустя голландскому ученому Гюйгенсу удалось выяснить. что этоплоское кольцо, которое окружает планету и нигде с ней не соприкасается.

Изучение Сатурна при помощиболее совершенных телескопов показало, что кольцо разделено на 3 части,составляющие как бы 3 независимых кольцо, вложенных одно в другое. Два внешнихярких кольца А и В разделены темным провалом, известным как щель или «деление»Кассини, названное в честь открывшего его Джованни Кассини. Ближе к планетенаходится слабое полупрозрачное кольцо, открытое в 1858 году У.Бондом в США инезависимо от него В.Р.Дэвисом в Англии. Оно было названо креповым или внутреннимкольцом. Самое яркое из 3-х колец среднее, кольцо В.

Кольца Сатурна состоят измелких обломков, каждый из которых обращается вокруг планеты с такой скоростью,какую имел бы спутник планеты, находящийся на таком же расстоянии. Каждый такойобломок – как бы независимый спутник, сам про себе обращающийся вокруг Сатурна.Эти обломки представляют собой камни разного размера: от нескольких сантиметровдо метра в поперечнике, но, возможно, в кольцах есть и пыль. Такое строениеколец тщательными наблюдениями подтвердил выдающийся русский астрофизикА.А.Белопольский (1854-1934). Система колец Сатурна либо возникла приразрушении некогда существовавшего спутника планеты (например, при егостолкновении с другим спутником или с астероидом), либо же представляет собойостаток вещества, из которого в далеком прошлом образовались спутники Сатурна икоторое из-за приливного воздействия планеты не смогло «собраться» в отдельныеспутники.

Кроме колец вокруг Сатурнадвижется 17 спутников. Из них один – Титан – по размерам почти равен Меркурию инемного уступает ему по массе. Другие спутники имеют разные размеры. Но все онизначительно меньше Титана. Этот спутник имеет блеск порядка 8,5 звезднойвеличины.

Спутники Сатурна различаются по размерам, форме и хим. составу

Атмосфера Сатурна однообразнасостоит из водорода метана и аммиака. Хотя по массе Сатурн превосходит Землю вомного раз, сила тяжести на его поверхности лишь немногим больше. Сатурн окруженсплошным облачным покровом, испещренным полосами и пятнами. Солнечные лучигреют Сатурн в 90 раз слабее, чем Землю. Поэтому средняя температура там – 150ОС. Температура верхних облаков, измеренная в середине ХХ века, около – 170ОС.

Вблизи ядра Сатурнатемпература, вероятно, высокая, давление значительное, и поэтому водород,возможно, находится в металлическом состоянии. До сих пор не обнаруженопризнаков существования у Сатурна магнитного поля.

У Сатурна побывало 3 космическихаппарата. Первый из них, «Пионер 11», подлетел к Сатурну в 1979 году. Онобнаружил магнитосферу планеты, показал тонкую структуру его кольца. «Вояджеры»(1 и 2) посетили Сатурн с разницей во времени в 9 месяцев: в ноябре 1980 года ив августе 1981 года.

Космическийаппарат «Кассини» подлетел к Сатурну в середине 2004 года.

1 июля 2004года «Кассини» успешно совершил свой первый пролет сквозь«зазор» между знаменитыми кольцами планеты-гиганта Сатурна — конечного пункта назначения ее 7-летнего космического путешествия. На этототрезок времени приходится момент максимального сближения станции с планетой,когда от верхней границы облачного слоя Сатурна, «Кассини» будутотделять всего 19.980 километров. Такого больше никогда в истории этойэкспедиции не повторится.

Вид на Землю с аппарата «Кассини», находящегося вблизи от Сатурна. 13 сентября 2004

www.ronl.ru

Доклад - Сатурн и его спутники

Реферат

по астрономии

САТУРН

ученицы 11 «1» класса

школы №1130

Карасевой Наталии

Москва 2001г. Оглавление

Введение… 3

Сатурн … 3

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ… 4

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА. 5

КОЛЬЦА… 7

Спутники… 10

Список использованной литературы… 16

Сатурн был известен с доисторических времен. Галилей первым наблюдал его в телескоп в 1610 году. Ранние наблюдения Сатурна были усложнены предположением, согласно которому Земля проходит через плоскость колец Сатурна каждые несколько лет, когда Сатурн пересекает ее орбиту. Только в 1659 году Кристиан Гюйгенс правильно вывел геометрию колец. Кольца Сатурна оставались уникальными для Солнечной системы до 1977 года, когда были обнаружены очень слабые кольца вокруг Урана и вскоре после этого вокруг Юпитера и Нептуна.

Первым кораблем, летавшим к Сатурну, был «Pioneer 11» в 1979 году, и позднее – «Voyager 1» и «Voyager 2». Cassini, который сейчас находится на пути к нему, прибудет туда в 2004 году.

	Среднее расстояние от Солнца(9.54ае)	1426.98 млн. км
Экваториальный диаметр	120536 км
Период вращения (на экваторе)	10.23 ч.
Период обращения	29.46 лет
Скорость движения по орбите	9.65 км/сек
Температура видимой поверхности	-1700C
Масса (Земля=1)	95.2
Средняя плотность вещества (вода=1)	0,69
Сила тяжести на поверхности (Земля=1)	2
Кол-во спутников	28 (по состоянию на 01.01.2001 г.)

Сатурн, вторая по размеру планета Солнечной системы, представляет собой огромный быстро вращающийся (с периодом 10,23 часа) шар, состоящий преимущественно из жидкого водорода и гелия, окутанный мощным слоем атмосферы. Экваториальный диаметр по верхней границе облачного слоя составляет 120536 км, а полярный — на несколько сотен километров меньше. В атмосфере Сатурна содержится 94% водорода и 6% гелия (по объему). Отметим, что в атмосфере Юпитера его 19%. Дефицит гелия на Сатурне объясняют гравитационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, который тяжелее, постепенно оседает на большие глубины (что, кстати говоря, высвобождает часть энергии, «подогревающей» Сатурн). Другие газы в атмосфере — метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин — присутствуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре ( около -188 С)находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует облачный покров Сатурна.

«Вояджерам» удалось получить снимки облачного покрова Сатурна, на которых отчетливо запечатлена картина атмосферной циркуляции: десятки облачных поясов, простирающихся вдоль параллелей, а также отдельные вихри. Число облачных поясов больше, чем на Юпитере. Таким образом, снимки облачности демонстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее юпитерианской.

В отличие от Юпитера полосы на Сатурне доходят до очень высоких широт — 78 градусов. Гигантское овальное образование размером с Землю, расположенное недалеко от северного полюса, названо Большим Коричневым Пятном, так же обнаружены несколько коричневых пятен меньшего размера. Из-за большей, чем на Юпитере скорости потоков, эти ураганные вихри быстро затухают и перемешиваются с полосами. Скорости зональных ветров в районе экватора достигают 400 — 500 м/с, а на широте 30 градусов — около 100 м/с. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна связана с тем, что из-за низких температур в надоблачной атмосфере Сатурна, где пары аммиака вымораживаются, образуется плотный слой тумана, скрывающего структуру поясов и зон, поэтому на Сатурне они не так четко видны, как на Юпитере.

Метеорологические явления на Сатурне происходят при более низкой температуре, нежели в земной атмосфере. Поскольку Сатурн в 9,5 раз дальше от Солнца, чем Земля, он получает в 9,5 =90 раз меньше тепла. Температура планеты на уровне верхней границы облачного покрова, где давление равно 0,1 атм, составляет всего 85 К, или -188 С. Интересно, что за счет нагревания одним Солнцем даже такой температуры получить нельзя. Расчет показывает: в недрах Сатурна имеется свой собственный источник тепла, поток от которого в 2,5 раза больше, чем от Солнца. Источником внутренней энергии может быть, согласно гипотезе, энергия, выделяемая за счет гравитационной дифференциации вещества, когда более тяжелый гелий медленно погружается в недра планеты. Сумма двух потоков и дает наблюдаемую температуру планеты.

«Вояджеры» обнаружили ультрафиолетовое излучение водорода в атмосфере средних широт и полярные сияния на широтах выше 65 градусов. Подобная активность может привести к образованию сложных углеводородных молекул. Полярные сияния средних широт, которые происходят только в освещенных Солнцем областях, возникают по тем же причинам, что и полярные сияния на Земле. Разница лишь в том, что на нашей планете это явление присуще исключительно более высоким широтам.

Эти предложения подтвердились. Еще при подлете «Пионера-11» к Сатурну его приборы зарегистрировали в около планетном пространстве образования, типичные для планеты, обладающей ярко выраженным магнитным полем: головную ударную волну, границу магнитосферы (магнитопаузу), радиационные пояса (Земля и Вселенная, 1980, N2, с.22-25 — Ред.). В целом магнитосфера Сатурна весьма сходна с земной, но, конечно, значительно больше по размерам. Внешний радиус магнитосферы Сатурна в подсолнечной точке составляет 23 экваториальных радиуса планеты, а расстояние до ударной волны — 26 радиусов. Для сравнения можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнечной точке — около 10 земных радиусов. Так что даже по относительным размерам магнитосфера Сатурна превосходит земную более чем вдвое. Радиационные пояса Сатурна настолько обширны, что охватывают не только кольца, но и орбиты некоторых внутренних спутников планеты. Как и ожидалось, во внутренней части радиационных поясов, которая «перегорожена» кольцами Сатурна, концентрация заряженных частиц значительно меньше. Причину этого легко понять, если вспомнить, что в радиационных поясах частицы совершают колебательные движения примерно в меридиональном направлении, каждый раз пересекая экватор. Но у Сатурна в плоскости экватора располагаются кольца: они поглощают почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате внутренняя часть радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы в системе Сатурна наиболее интенсивным источником радиоизлучения, оказывается ослабленной. Тем не менее «Вояджер-1», приблизившись к Сатурну, все же обнаружил нетепловое радиоизлучение его радиационных поясов.

С Земли в телескоп хорошо видны три кольца: внешнее, средней яркости кольцо А; среднее, наиболее яркое кольцо В и внутреннее, неяркое полупрозрачное кольцо С, которое иногда называется креповым. Кольца чуть белее желтоватого диска Сатурна. Расположены они в плоскости экватора планеты и очень тонки: при общей ширине в радиальном направлении примерно 60 тыс.км. они имеют толщину менее 3 км. Спектроскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как твердое тело, — с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Более того, каждая точка колец имеет такую скорость, какую имел бы на этом расстоянии спутник, свободно движущийся вокруг Сатурна по круговой орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна по существу представляют собой колоссальное скопление мелких твердых частиц, самостоятельно обращающихся вокруг планеты. Размеры частиц столь малы, что их не видно не только в земные телескопы, но и с борта космических аппаратов.

Характерная особенность строения колец — темные кольцевые промежутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них (3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется «делением Кассини» в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При исключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно свыше десяти. Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кассини — это область орбит, в которой период обращения каждой частицы вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника Сатурна — Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и и в конце концов выбрасывает их оттуда.

Бортовые камеры «Вояджеров» показали, что с близкого расстояния кольца Сатурна похожи на граммофонную пластинку: они как бы расслоены на тысячи отдельных узких колечек с темными прогалинами между ними. Прогалин так много, что объяснить их резонансами с периодами обращения спутников Сатурна уже невозможно.

Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномерное распределение частиц по плоскости колец механически неустойчиво. Вследствие этого возникают круговые волны плотности — это и есть наблюдаемая тонкая структура.

Помимо колец А, В и С «Вояджеры» обнаружили еще четыре: D,E,F и G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом видны с Земли при особо благоприятных условиях; кольца F и G обнаружены впервые.

Особый интерес и большую дискуссию вызвало кольцо F. К сожалению, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не удалось, так как наблюдения двух «Вояджеров» не согласуются между собой. Бортовые камеры «Вояджера-1» показали, что кольцо F состоит из нескольких колечек общей шириной 60 км., причем два из них перевиты друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение, что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два небольших новооткрытых спутника, движущихся непосредственно вблизи кольца F, — один из внутреннего края, другой — у внешнего (чуть медленнее первого, так как он дальше от Сатурна). Притяжение этих спутников не дает крайним частицам уходить далеко от его середины, то есть спутники как бы «пасут» частицы, за что и получили название «пастухов». Они же, как показали расчеты, вызывают движение частиц по волнистой линии, что и создает наблюдаемые переплетения компонентов кольца. Но «Вояджер-2», прошедший близ Сатурна девятью месяцами позже, не обнаружил в кольце F ни переплетений, ни каких-либо других искажений формы, — в частности, и в непосредственной близости от «пастухов». Таким образом, форма кольца оказалась изменчивой. Для суждения о причинах и закономерностях этой изменчивости двух наблюдений, конечно, мало. С Земли же наблюдать кольцо F современными средствами невозможно — яркость его слишком мала. Остается надеяться, что более тщательное исследование полученных «Вояджерами» снимков кольца прольет свет на эту проблему.

Кольцо D — ближайшее к планете. Видимо, оно простирается до самого облачного шара Сатурна. Кольцо E — самое внешнее. Крайне разряженное, оно в то же время наиболее широкое из всех — около 90 тыс.км. Величина зоны, которую оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов планеты. Плотность вещества в кольце E возрастает по направлению к орбите спутника Сатурна Энцелада. Возможно, Энцелад — источник вещества этого кольца.

Частицы колец Сатурна, вероятно, ледяные, покрытые сверху инеем. Это было известно еще из наземных наблюдений, и бортовые приборы космических аппаратов лишь подтвердили правильность такого вывода. Размеры частиц главных колец оценивались из наземных наблюдений в пределах от сантиметров до метров (естественно, частицы не могут быть одинаковыми по величине: не исключается также, что в разных кольцах типичный поперечник частиц различен).

Когда «Вояджер-1» проходил вблизи Сатурна, радиопередатчик космического аппарата последовательно пронизывал радиолучом не волне 3,6 см. кольцо А, деление Кассини и кольцо С. Затем радиоизлучение было принято на Земле и подверглось анализу. Удалось выяснить, что частицы указанных зон рассеивают радиоволны преимущественно вперед, хотя и несколько по-разному. Благодаря этому оценили средний поперечник частиц кольца А в 10 м, деления Кассини — в 8 м и кольца С — в 2 м.

В кольце В обнаружили новый структурный элемент — радиальные образования, получившие названия «спиц» из-за внешнего сходства со спицами колеса. Они также состоят из мелкой пыли и расположены над плоскостью кольца. Не исключено, что «спицы» удерживаются там силами электростатического отталкивания. Любопытно отметить: изображения «спиц» были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в прошлом веке. Но тогда никто не придал им значения.

Исследуя кольца, «Вояджеры» обнаружили неожиданным эффект — многочисленные кратковременные всплески радиоизлучения, поступающего от колец. Это не что иное, как сигналы от электростатических разрядов — своего рода молнии. Источник электризации частиц, по-видимому, столкновения между ними.

Кроме того, была открыта окутывающая кольца газообразная атмосфера из нейтрального атомарного водорода. «Вояджерами» наблюдалась линия Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафиолетовой части спектра. По ее интенсивности оценили число атомов водорода в кубическом сантиметре атмосферы. Их оказалось примерно 600. Нужно сказать, некоторые ученые задолго до запуска к Сатурну космических аппаратов предсказывали возможность существования атмосферы у колец Сатурна.

«Вояджерами» была также сделана попытка измерить массу колец. Трудность состояла в том, что масса колец по крайней мере в миллион раз меньше массы Сатурна. Из-за этого траектория движения космического аппарата вблизи Сатурна в громадной степени определяется мощным притяжением самой планеты и лишь ничтожно возмущается слабым притяжением колец. Между тем именно слабое притяжение и необходимо выявить. Лучше всего для этой цели подходила траектория «Пионера-11». Но анализ измерений траектории аппарата по его радиоизлучению показал, что кольца (в пределах точности измерений) на движение аппарата не повлияли. Точность же составила 1,7 х 10-6 массы Сатурна. Иными словами, масса колец заведомо меньше 1,7 миллионных долей массы планеты.

Сатурн имеет, по крайней мере, 28 спутников (ранее было известно 18) и 12 из них — больше 100 км в диаметре. Все спутники, кроме Гипериона и Фебы, повернуты к Сатурну одной стороной

Последние 10 спутников Сатурна были найдены в течении 6 недель. Сообщение об открытии последних четырёх (от S/2000 S 7 до S/2000 S 10) было опубликовано в начале декабря 2000 г в циркуляре Международного Астрономического союза. Они были обнаружены интернациональной группой астрономов, возглавляемой Бреттом Глэдманом (Brett Gladman) из Франции и Дж. Дж. Кавелаарсом (JJ Kavelaars) из Канады.

Впервые спутники были замечены в ночь с 23 на 24 сентября телескопом на горе Мауна-Ки ( Гавайи). Затем существование этих спутников было подтверждено новыми наблюдениями, проведенными в ноябре этого года с помощью одного из четырех 8-метровых телескопов, входящих в состав большого телескопа Very Large Telescope в Чили, 2,2-метрового телескопа также из Европейской Южной обсерватории в Чили и 5-метрового телескопа из Паломарской обсерватории в Калифорнии.

Ограниченное число наблюдений не позволило астрономам получить подробную информацию о них и даже точно рассчитать их орбиты. Предполагается, что эти спутники представляют собой небольшие ледяные космические тела, которые были в свое время захвачены гравитационным полем Сатурна. Поэтому я дам информацию только о ранее известных спутниках Сатурна.

Спутник	Расстояние от Сатурна (тыс. км)	Радиус или размеры(км)	Масса (1020 кг)	Год откры-тия	Кто открыл
Пан	133,6	?	?	1990	М. Шоуолтер
Атлас	137,64	20 х 15	?	1980	Р. Террил
Прометей	139,35	70 х 40	?	1980	С. Коллинз и др
Пандора	147,7	55 х 35	?	1980	С. Коллинз и др
Эпиметий	151,42	70 х 50	?	1966	Р. Уолкер
Янус	151,47	110 х 80	?	1966	О. Дольфюс
Мимас	185,52	195	0,38	1789	В. Гершель
Энцелад	238,02	250	0,84	1789	В. Гершель
Тефия	294,66	525	7,55	1684	Дж. Кассини
Телесто	294,66	12(?)	?	1980	Б. Смит и др
Калипсо	294,66	15 х 10	?	1980	Б. Смит и др
Диона	377,40	560	10,5	1684	Дж. Кассини
Елена	377,40	18 х 15	?	1980	П. Лак и др
Рея	527,04	765	24,9	1672	Дж. Кассини
Титан	1 221,85	2575	1 350	1655	Х. Гюйгенс
Гиперион	1 481,0	175 х 100	?	1848	Дж.Бонд, У.Бонд, В. Лассель
Япет	3 561,3	720	18,8	1671	Дж. Кассини
Феба	12 952,0	110	?	1898	В. Пиккер

Орбита внутренних спутников, Пан и Атлас, лежит около внешнего края кольца А. Следующий спутник, Прометей, отвечает за щель, примыкающую к внутреннему краю кольца F. Затем — Пандора, виновная в образовании другой границы кольца F. Они обнаружены на снимках космических аппаратов. Следующие два спутника — Эпиметий и Янус — обнаружены с Земли, они делят общую орбиту. Разница в удалении от Сатурна составляет лишь 30-50 километров.

Компьютерная модель Эпиметия. Ведомая сторона внизу

Компьютерная модель Януса. Ведомая сторона внизу.

Мимас необычен тем, что на нем обнаружили один огромный кратер, который имеет размер с треть спутника. Он покрыт трещинами, что, вероятно, вызвано приливным влиянием Сатурна: Мимас — ближайший к планете из крупных спутников. На фото можно увидеть тот самый огромный метеоритный кратер, названный Гершелем. Его размер — 130 километров. Гершель углублен в поверхность на 10 километров, с центральной горкой, почти такой же высокой, как и Эверест

Энцелад имеет наиболее активную поверхность из всех спутников в системе (за возможным исключением Титана, чья поверхность не фотографировалась). На нём видны следы потоков, разрушивших прежний рельеф, поэтому предполагается, что недра этого спутника могут быть активными и в настоящее время. Кроме того, хотя кратеры могут быть увидены там повсюду, недостаток их в некоторых областях подразумевает небольшой возраст этих областей в несколько сотен миллионов лет. Это должно означать, что части поверхности на Энцеладе по-прежнему подвержены изменениям. Считается что активность его кроется в воздействии приливных сил Сатурна, разогревающих Энцелад.

Тефия знаменита своей огромной трещиной-разломом, протяженностью 2000 км — три четверти длины экватора спутника! Фотографии Тефии, полученные от <Вояджера 2>, показали большой гладкий кратер с треть диаметра самого спутника, названный Одиссеем. Он больше, чем Гершель на Мимасе. К сожалению, на представленном снимке эти детали плохо различимы. О происхождении расщелины существуют несколько гипотез, в том числе и предполагающую такой период в истории Тефии, когда она была жидкой. При замерзании могла образоваться расщелина. Температура поверхности Тефии — 86 К.

Следующие два спутникаКалипсо и Телесто были прозваны Троянскими Тефиями, по аналогии с Троянцами, астероидами двигающимися вокруг Солнца по орбите Юпитера. Один из них отстает, а другой опережает Тефию на ее орбите на 60 градусов. Эти 60 градусов неслучайны. Расчеты показывают, что в случае обращения двух тел вокруг третьего, такая система устойчива, когда все три тела расположены в углах равностороннего треугольника, угол которого и равен 60-ти градусам. Например, один из таких треугольников составляют Сатурн, Диона и Елена. Оба спутника обнаружены с Земли в 1980-м году, причем отыскали их на снимках несколько месяцев спустя, после самих наблюдений.

Один из новых спутников, Елена, обнаружена на наземных фотографиях, также движется на 60 градусов впереди своего большего соседа по орбите — Дионы. На поверхности Дионы видны следы выброса светлого материала в виде инея, множество кратеров и извилистая долина.

Есть ещё три неподтвержденных открытия спутников. Один из них близок к орбите Дионы, второй располагаться между орбитами Тефии и Дионы, и третий — между Дионой и Реей. Все три были обнаружены на фотографиях «Вояджера 2», но Диона пока нигде больше.

Рея — имеет старую, сплошь усыпанную кратерами, поверхность. На ней, как и у Дионы, выделяются яркие тонкие полосы. Эти образования — предположительно, состоят изо льда, заполняющего разломы в коре спутников. Диаметр Реи 1530 км, а плотность 1,24+0,05 г/см. Ее геометрическое альбедо равно 0,6.

Мозаика снимков Реи

Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, и Рея приблизительно сферические по форме и, скорее всего, состоят, по большей части, из водяного льда. Энцелад отражает почти 100 процентов солнечного света, что подтверждает такое предположение. Мимас, Тефия, Диона, и Рея полностью покрыты кратерами.

Титан, диаметр которого 5150 км — один из наиболее интересных спутников Сатурна. Он является вторым по величине спутником в Солнечной Системе. Считается, что состав и процессы, происходящие в атмосфере этого спутника схожи с теми, что миллиарды лет назад можно было бы обнаружить в Земной атмосфере. Его поверхность неразличима сквозь плотную атмосферу, состоящую на 85% из азота, около 12% аргона и менее 3% метана. Также наблюдается небольшое количество этана, пропана, ацетилена, этилена, водорода, кислорода и других составляющих. Давление у поверхности Титана 1.6 атмосферы. Температура верхних слоев атмосферы этого спутника близка к 150°К, а поверхности — 94°К. Поверхность Титана состоит изо льда с примесью силикатных пород. Средняя плотность вещества, слагающего спутник — 1,9 г/см3. Предполагается, что у Титана может быть океан из этана, метана и азота глубиной до 1 км, ниже которого находится слой ацетилена толщиной до 300 м. Метан на Титане, под действием света, превращается в этан, ацетилен, этилен, и (в соединении с азотом) в соли цианистой кислоты. Последние — особенно интересные молекулы: это строительные кирпичики для аминокислот. Низкая температура, безусловно, тормозит образование более сложных органических веществ. У Титана нет магнитного поля, однако он взаимодействует с полем Сатурна, которое создаёт за ним магнитный хвост.

ветров.

Гиперион — никак не подтверждает свою внутреннюю деятельность. Неправильная форма спутника вызывает необычное явление: Каждый раз, когда гигантский Титан и Гиперион сближаются, Титан гравитационными силами меняет ориентацию Гипериона, что по изменяющемуся блеску спутника можно отследить с Земли. Неправильная форма Гипериона и следы давней бомбардировки метеоритами позволяют назвать Гиперион старейшим в системе Сатурна.

Орбита Япета расположена в почти 4-х миллионах километров от Сатурна. Одна сторона Япета обильно усыпана кратерами, в то время как другая сторона оказывается почти гладкой. Япет известен неоднородной по яркости поверхностью. Спутник, подобно Луне с Землей, повернут всегда одной стороной к Сатурну, так, что и по орбите он движется только одной стороной вперед, которая в 10 раз темнее, чем сторона противоположная. Есть версия, что в своем движении спутник «подметает» пыль и мелкие частицы, также вращающиеся вокруг Сатурна. С другой стороны, может быть, это темное вещество порождено недрами спутника.

Феба вращается вокруг планеты в направлении, обратном направлению вращения всех других спутников и Сатурна вокруг оси. Она имеет, в общих чертах, сферическую форму и отражает около 6 процентов солнечного света. Кроме Гипериона, это единственный спутник, не повернутый к Сатурну вечно одной стороной. Все эти особенности весьма обосновано позволяют сказать, что Феба — захваченный в гравитационные сети астероид.

1. «Система Сатурна», М., Мир,1990г.

2. Ф.Я. Цикл «Семья Солнца: планеты и спутники Солнечной системы», М., Мир, 1984г.

3. «Земля и Вселенная» N4, 1982г.

4. «Справочник любителя и астронома», Е.П.Куликовский, М., Наука, 1977г.

5. «Планеты открытые заново», С.Н.Коновалов, М., Наука, 1981г.

6. www.ramblers.ru/astro/saturn1.html

7. www1.sch365.spb.ru/volod/saturn.htm

8. www.space.vsi.ru/page1.htm

www.ronl.ru

Реферат Сатурн и его спутники

Реферат

по астрономии

САТУРН

ученицы 11 «1» класса

школы №1130

Карасевой Наталии

Москва 2001г.

Оглавление

Введение 3

Сатурн 3

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ 4

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА. 5

КОЛЬЦА 7

Спутники 10

Список использованной литературы 16

Введение

Сатурн

	Среднее расстояние от Солнца(9.54ае)	1426.98 млн. км
	Экваториальный диаметр	120536 км
	Период вращения (на экваторе)	10.23 ч.
	Период обращения	29.46 лет
	Скорость движения по орбите	9.65 км/сек
	Температура видимой поверхности	-1700 C
	Масса (Земля=1)	95.2
	Средняя плотность вещества (вода=1)	0,69
	Сила тяжести на поверхности (Земля=1)	2
	Кол-во спутников	28 (по состоянию на 01.01.2001 г.)

Сатурн, вторая по размеру планета Солнечной системы, представляет собой огромный быстро вращающийся (с периодом 10,23 часа) шар, состоящий преимущественно из жидкого водорода и гелия, окутанный мощным слоем атмосферы. Экваториальный диаметр по верхней границе облачного слоя составляет 120536 км, а полярный - на несколько сотен километров меньше. В атмосфере Сатурна содержится 94% водорода и 6% гелия (по объему). Отметим, что в атмосфере Юпитера его 19%. Дефицит гелия на Сатурне объясняют гравитационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, который тяжелее, постепенно оседает на большие глубины (что, кстати говоря, высвобождает часть энергии, "подогревающей" Сатурн). Другие газы в атмосфере - метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин - присутствуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре ( около -188 С)находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует облачный покров Сатурна.

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ

« Вояджерам» удалось получить снимки облачного покрова Сатурна, на которых отчетливо запечатлена картина атмосферной циркуляции: десятки облачных поясов, простирающихся вдоль параллелей, а также отдельные вихри. Число облачных поясов больше, чем на Юпитере. Таким образом, снимки облачности демонстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее юпитерианской.

В отличие от Юпитера полосы на Сатурне доходят до очень высоких широт - 78 градусов. Гигантское овальное образование размером с Землю, расположенное недалеко от северного полюса, названо Большим Коричневым Пятном, так ж е обнаружены несколько коричневых пятен меньшего размера. Из-за большей, чем на Юпитере скорости потоков, эти ураганные вихри быстро затухают и перемешиваются с полосами. Скорости зональных ветров в районе экватора достигают 400 - 500 м/с, а на широте 30 градусов - около 100 м/с. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна связана с тем, что из-за низких температур в надоблачной атмосфере Сатурна, где пары аммиака вымораживаются, образуется плотный слой тумана, скрывающего структуру поясов и зон, поэтому на Сатурне они не так четко видны, как на Юпитере.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА.

Эти предложения подтвердились. Еще при подлете «Пионера-11» к Сатурну его приборы зарегистрировали в около планетном пространстве образования, типичные для планеты, обладающей ярко выраженным магнитным полем: головную ударную волну, границу магнитосферы (магнитопаузу), радиационные пояса (Земля и Вселенная, 1980, N2, с.22-25 - Ред.). В целом магнитосфера Сатурна весьма сходна с земной, но, конечно, значительно больше по размерам. Внешний радиус магнитосферы Сатурна в подсолнечной точке составляет 23 экваториальных радиуса планеты, а расстояние до ударной волны - 26 радиусов. Для сравнения можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнечной точке - около 10 земных радиусов. Так что даже по относительным размерам магнитосфера Сатурна превосходит земную более чем вдвое. Радиационные пояса Сатурна настолько обширны, что охватывают не только кольца, но и орбиты некоторых внутренних спутников планеты. Как и ожидалось, во внутренней части радиационных поясов, которая «перегорожена» кольцами Сатурна, концентрация заряженных частиц значительно меньше. Причину этого легко понять, если вспомнить, что в радиационных поясах частицы совершают колебательные движения примерно в меридиональном направлении, каждый раз пересекая экватор. Но у Сатурна в плоскости экватора располагаются кольца: они поглощают почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате внутренняя часть радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы в системе Сатурна наиболее интенсивным источником радиоизлучения, оказывается ослабленной. Тем не менее «Вояджер-1», приблизившись к Сатурну, все же обнаружил нетепловое радиоизлучение его радиационных поясов.

В отличие от Юпитера Сатурн излучает в километровом диапазоне длин волн. Заметив, что интенсивность излучения модулирована с периодом 10ч. 39,4 мин., предположили, что это и есть период осевого вращения радиационных поясов, или, другими словами, период вращения магнитного поля Сатурна. Но тогда это и период вращения Сатурна. В самом деле, магнитное поле Сатурна порождается электрическими токами в недрах планеты, - по-видимому, в слое, где под влиянием колоссальных давлений водород перешел в металлическое состояние. При вращении этого слоя с той угловой скоростью вращается и магнитное поле.

Вследствие большой вязкости вещества внутренних частиц планеты все они вращаются с одинаковым периодом. Таким образом, период вращения магнитного поля - это в то же время период вращения большей части массы Сатурна (кроме атмосферы, которая вращается не как твердое тело).

КОЛЬЦА

С Земли в телескоп хорошо видны три кольца: внешнее, средней яркости кольцо А; среднее, наиболее яркое кольцо В и внутреннее, неяркое полупрозрачное кольцо С, которое иногда называется креповым. Кольца чуть белее желтоватого диска Сатурна. Расположены они в плоскости экватора планеты и очень тонки: при общей ширине в радиальном направлении примерно 60 тыс.км. они имеют толщину менее 3 км. Спектроскопически было установлено, что кольца вращаются не так, как твердое тело, - с расстоянием от Сатурна скорость убывает. Более того, каждая точка колец имеет такую с корость, какую имел бы на этом расстоянии спутник, свободно движущийся вокруг Сатурна по круговой орбите. Отсюда ясно: кольца Сатурна по существу представляют собой колоссальное скопление мелких твердых частиц, самостоятельно обращающихся вокруг планеты. Размеры частиц столь малы, что их не видно не только в земные телескопы, но и с борта космических аппаратов.

Характерная особенность строения колец - темные кольцевые промежутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них (3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется «делением Кассини» в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При исключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно свыше десяти. Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кассини - это область орбит, в которой период обращения каждой частицы вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника Сатурна - Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и и в конце концов выбрасывает их оттуда.

Чем же объясняется эта тонкая структура? Вероятно, равномерное распределение частиц по плоскости колец механически неустойчиво. Вследствие этого возникают круговые волны плотности - это и есть наблюдаемая тонкая структура.

Помимо колец А,В и С «Вояджеры» обнаружили еще четыре: D,E,F и G. Все они очень разрежены и потому неярки. Кольца D и E с трудом видны с Земли при особо благоприятных условиях; кольца F и G обнаружены впервые.

Особый интерес и большую дискуссию вызвало кольцо F. К сожалению, вывести окончательное суждение об этом объекте пока не удалось, так как наблюдения двух «Вояджеров» не согласуются между собой. Бортовые камеры «Вояджера-1» показали, что кольцо F состоит из нескольких колечек общей шириной 60 км., причем два из них перевиты друг с другом, как шнурок. Некоторое время господствовало мнение, что ответственность за эту необычную конфигурацию несут два небольших новооткрытых спутника, движущихся непосредственно вблизи кольца F, - один из внутреннего края, другой - у внешнего (чуть медленнее первого, так как он дальше от Сатурна). Притяжение этих спутников не дает крайним частицам уходить далеко от его середины, то есть спутники как бы «пасут» частицы, за что и получили название «пастухов». Они же, как показали расчеты, вызывают движение частиц по волнистой линии, что и создает наблюдаемые переплетения компонентов кольца. Но «Вояджер-2», прошедший близ Сатурна девятью месяцами позже, не обнаружил в кольце F ни переплетений, ни каких-либо других искажений формы, - в частности, и в непосредственной близости от «пастухов». Таким образом, форма кольца оказалась изменчивой. Для суждения о причинах и закономерностях этой изменчивости двух наблюдений, конечно, мало. С Земли же наблюдать кольцо F современными средствами невозможно - яркость его слишком мала. Остается надеяться, что более тщательное исследование полученных «Вояджерами» снимков кольца прольет свет на эту проблему.

Кольцо D - ближайшее к планете. Видимо, оно простирается до самого облачного шара Сатурна. Кольцо E - самое внешнее. Крайне разряженное, оно в то же время наиболее широкое из всех - около 90 тыс.км. Величина зоны, которую оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов планеты. Плотность вещества в кольце E возрастает по направлению к орбите спутника Сатурна Энцелада. Возможно, Энцелад - источник вещества этого кольца.

В кольце В обнаружили новый структурный элемент - радиальные образования, получившие названия «спиц» из-за внешнего сходства со спицами колеса. Они также состоят из мелкой пыли и расположены над плоскостью кольца. Не исключено, что «спицы» удерживаются там силами электростатического отталкивания. Любопытно отметить: изображения «спиц» были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в прошлом веке. Но тогда никто не придал им значения.

Исследуя кольца, «Вояджеры» обнаружили неожиданным эффект - многочисленные кратковременные всплески радиоизлучения, поступающего от колец. Это не что иное, как сигналы от электростатических разрядов - своего рода молнии. Источник электризации частиц, по-видимому, столкновения между ними.

Спутники

Сатурн имеет, по крайней мере, 28 спутников (ранее было известно 18) и 12 из них - больше 100 км в диаметре. Все спутники, кроме Гипериона и Фебы, повернуты к Сатурну одной стороной

Спутник	Расстояние от Сатурна (тыс. км)	Радиус или размеры(км)	Масса (1020кг)	Год откры-тия	Кто открыл
Пан	133,6	?	?	1990	М. Шоуолтер
Атлас	137,64	20 х 15	?	1980	Р. Террил
Прометей	139,35	70 х 40	?	1980	С. Коллинз и др
Пандора	147,7	55 х 35	?	1980	С. Коллинз и др
Эпиметий	151,42	70 х 50	?	1966	Р. Уолкер
Янус	151,47	110 х 80	?	1966	О. Дольфюс
Мимас	185,52	195	0,38	1789	В. Гершель
Энцелад	238,02	250	0,84	1789	В. Гершель
Тефия	294,66	525	7,55	1684	Дж. Кассини
Телесто	294,66	12(?)	?	1980	Б. Смит и др
Калипсо	294,66	15 х 10	?	1980	Б. Смит и др
Диона	377,40	560	10,5	1684	Дж. Кассини
Елена	377,40	18 х 15	?	1980	П. Лак и др
Рея	527,04	765	24,9	1672	Дж. Кассини
Титан	1 221,85	2575	1 350	1655	Х. Гюйгенс
Гиперион	1 481,0	175 х 100	?	1848	Дж.Бонд,У.Бонд, В. Лассель
Япет	3 561,3	720	18,8	1671	Дж. Кассини
Феба	12 952,0	110	?	1898	В. Пиккер

Орбита внутренних спутников, Пан и Атлас, лежит около внешнего края кольца А. Следующий спутник, Прометей, отвечает за щель, примыкающую к внутреннему краю кольца F. Затем - Пандора, виновная в образовании другой границы кольца F. Они обнаружены на снимках космических аппаратов. Следующие два спутника - Эпиметий и Янус - обнаружены с Земли, они делят общую орбиту. Разница в удалении от Сатурна составляет лишь 30-50 километров.

Компьютерная модель Эпиметия. Ведомая сторона внизу

Компьютерная модель Януса. Ведомая сторона внизу.

М имас необычен тем, что на нем обнаружили один огромный кратер, который имеет размер с треть спутника. Он покрыт трещинами, что, вероятно, вызвано приливным влиянием Сатурна: Мимас - ближайший к планете из крупных спутников. На фото можно увидеть тот самый огромный метеоритный кратер, названный Гершелем. Его размер - 130 километров. Гершель углублен в поверхность на 10 километров, с центральной горкой, почти такой же высокой, как и Эверест

Э нцелад имеет наиболее активную поверхность из всех спутников в системе (за возможным исключением Титана, чья поверхность не фотографировалась). На нём видны следы потоков, разрушивших прежний рельеф, поэтому предполагается, что недра этого спутника могут быть активными и в настоящее время. Кроме того, хотя кратеры могут быть увидены там повсюду, недостаток их в некоторых областях подразумевает небольшой возраст этих областей в несколько сотен миллионов лет. Это должно означать, что части поверхности на Энцеладе по-прежнему подвержены изменениям. Считается что активность его кроется в воздействии приливных сил Сатурна, разогревающих Энцелад.

Т ефия знаменита своей огромной трещиной-разломом, протяженностью 2000 км - три четверти длины экватора спутника! Фотографии Тефии, полученные от <Вояджера 2>, показали большой гладкий кратер с треть диаметра самого спутника, названный Одиссеем. Он больше, чем Гершель на Мимасе. К сожалению, на представленном снимке эти детали плохо различимы. О происхождении расщелины существуют несколько гипотез, в том числе и предполагающую такой период в истории Тефии, когда она была жидкой. При замерзании могла образоваться расщелина. Температура поверхности Тефии - 86 К.

Следующие два спутника Калипсо и Телесто были прозваны Троянскими Тефиями, по аналогии с Троянцами, астероидами двигающимися вокруг Солнца по орбите Юпитера. Один из них отстает, а другой опережает Тефию на ее орбите на 60 градусов. Эти 60 градусов неслучайны. Расчеты показывают, что в случае обращения двух тел вокруг третьего, такая система устойчива, когда все три тела расположены в углах равностороннего треугольника, угол которого и равен 60-ти градусам. Например, один из таких треугольников составляют Сатурн, Диона и Елена. Оба спутника обнаружены с Земли в 1980-м году, причем отыскали их на снимках несколько месяцев спустя, после самих наблюдений.

О дин из новых спутников, Елена, обнаружена на наземных фотографиях, также движется на 60 градусов впереди своего большего соседа по орбите - Дионы. На поверхности Дионы видны следы выброса светлого материала в виде инея, множество кратеров и извилистая долина.

Есть ещё три неподтвержденных открытия спутников. Один из них близок к орбите Дионы, второй располагаться между орбитами Тефии и Дионы, и третий - между Дионой и Реей. Все три были обнаружены на фотографиях «Вояджера 2», но Диона пока нигде больше.

Р ея - имеет старую, сплошь усыпанную кратерами, поверхность. На ней, как и у Дионы, выделяются яркие тонкие полосы. Эти образования - предположительно, состоят изо льда, заполняющего разломы в коре спутников. Диаметр Реи 1530 км, а плотность 1,24+0,05 г/см . Ее геометрическое альбедо равно 0,6.

Мозаика снимков Реи

Титан , диаметр которого 5150 км - один из наиболее интересных спутников Сатурна. Он является вторым по величине спутником в Солнечной Системе. Считается, что состав и процессы, происходящие в атмосфере этого спутника схожи с теми, что миллиарды лет назад можно было бы обнаружить в Земной атмосфере. Его поверхность неразличима сквозь плотную атмосферу, состоящую на 85% из азота, около 12% аргона и менее 3% метана. Также наблюдается небольшое количество этана, пропана, ацетилена, этилена, водорода, кислорода и других составляющих. Давление у поверхности Титана 1.6 атмосферы. Температура верхних слоев атмосферы этого спутника близка к 150°К, а поверхности - 94°К. Поверхность Титана состоит изо льда с примесью силикатных пород. Средняя плотность вещества, слагающего спутник - 1,9 г/см3. Предполагается, что у Титана может быть океан из этана, метана и азота глубиной до 1 км, ниже которого находится слой ацетилена толщиной до 300 м. Метан на Титане, под действием света, превращается в этан, ацетилен, этилен, и (в соединении с азотом) в соли цианистой кислоты. Последние - особенно интересные молекулы: это строительные кирпичики для аминокислот. Низкая температура, безусловно, тормозит образование более сложных органических веществ. У Титана нет магнитного поля, однако он взаимодействует с полем Сатурна, которое создаёт за ним магнитный хвост.

ветров.

Г иперион - никак не подтверждает свою внутреннюю деятельность. Неправильная форма спутника вызывает необычное явление: Каждый раз, когда гигантский Титан и Гиперион сближаются, Титан гравитационными силами меняет ориентацию Гипериона, что по изменяющемуся блеску спутника можно отследить с Земли. Неправильная форма Гипериона и следы давней бомбардировки метеоритами позволяют назвать Гиперион старейшим в системе Сатурна.

О рбита Япета расположена в почти 4-х миллионах километров от Сатурна. Одна сторона Япета обильно усыпана кратерами, в то время как другая сторона оказывается почти гладкой. Япет известен неоднородной по яркости поверхностью. Спутник, подобно Луне с Землей, повернут всегда одной стороной к Сатурну, так, что и по орбите он движется только одной стороной вперед, которая в 10 раз темнее, чем сторона противоположная. Есть версия, что в своем движении спутник «подметает» пыль и мелкие частицы, также вращающиеся вокруг Сатурна. С другой стороны, может быть, это темное вещество порождено недрами спутника.

Феба вращается вокруг планеты в направлении, обратном направлению вращения всех других спутников и Сатурна вокруг оси. Она имеет, в общих чертах, сферическую форму и отражает около 6 процентов солнечного света. Кроме Гипериона, это единственный спутник, не повернутый к Сатурну вечно одной стороной. Все эти особенности весьма обосновано позволяют сказать, что Феба - захваченный в гравитационные сети астероид.

Список использованной литературы

1. «Система Сатурна», М., Мир,1990г.

2. Ф.Я. Цикл «Семья Солнца: планеты и спутники Солнечной системы», М., Мир, 1984г.

3. «Земля и Вселенная» N4, 1982г.

4. «Справочник любителя и астронома», Е.П.Куликовский, М., Наука, 1977г.

5. «Планеты открытые заново», С.Н.Коновалов, М., Наука, 1981г.

6. http://www.ramblers.ru/astro/saturn1.html

7. http://www1.sch365.spb.ru/volod/saturn.htm

8. http://www.space.vsi.ru/page1.htm

Реферат Планета Марс Марс – от греческого Mas – мужская сила – бог войны, в римском пантеоне почитался как отец римского народа, охранитель полей и стад, позднее – покровитель конных состязаний. Марс – четвертая планета Солнечной системы. Сияющий кроваво-красный диск, увиденный в телескоп, наверняка ужаснул астронома, открывшего эту планету. Поэтому ее так и назвали.

Реферат Планеты-гиганты Далеко за орбитой Марса (самой дальней от Солнца планеты земной группы) и главным поясом астероидов мы встречаем четырех гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их часто обсуждают вместе, и во многих отношениях это логично, хотя пара Юпитер - Сатурн сильно отличается от пары Уран - Нептун, и каждая планета обладает собственными уникальными характеристиками.

Реферат Планеты гиганты Далеко за орбитой Марса (самой дальней от Солнца планеты земной группы) и главным поясом астероидов мы встречаем четырех гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их часто обсуждают вместе, и во многих отношениях это логично, хотя пара Юпитер - Сатурн сильно отличается от пары Уран - Нептун, и каждая планета обладает собственными уникальными характеристиками.

Реферат Обзор солнечной системы Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по своим размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, Девять больших планет, вместе с 61 спутником, более 100000 планет (астероидов) , порядка десяти комет, а также бесчисленное множество метеорных тел движущихся как роями так и в виде отдельных частиц.

Реферат Возникновение и эволюция Вселенной Узнав о теории Большого взрыва, я задал себе вопрос, откуда же взялось то, что взорвалось? Вопрос о происхождении Вселенной со всеми ее известными и пока неведомыми свойствами испокон веков волнует человека. Но только в ХХ веке, после обнаружения космологического расширения, вопрос об эволюции Вселенной стал понемногу прояснятся.

Реферат Нептун Писал: Котиков В.И. ученик 11- А класса Проверил: Реуцой Ф.И. учитель физики и астрономии ООШ № 3 2004г. г. Рени Открытие Нептуна Нептун - это предпоследняя планета в солнечной системе. Ее орбита пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Комета Галилея еще пересекает ее орбиту, в отличие от Плутона. Ее экваториальный диаметр такой же, как и у Урана, хотя расположена на 1627 млн.

Реферат Телескопы p { margin-bottom: 0.25cm; direction: ltr; color: #000000; line-height: 120%; orphans: 2; widows: 2 } p.western { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; so-language: ru-RU } p.cjk { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt } p.ctl { font-family: "Times New Roman", serif; font-size: 12pt; so-language: ar-SA } a:link { color: #00008b; text-decoration: none }

Реферат Является ли Плутон планетой? Астрономия, как никакая другая область человеческого знания, нуждается в тесном международном сотрудничестве. На протяжении истории этой древнейшей науки мы находим много примеров разнообразных контактов между учеными разных стран, плодотворного взаимодействия между ними при решении многочисленных задач, которые ставит перед исследователями Вселенная.

Реферат Исследование космоса ВСЕЛЕННАЯ - извечная загадка бытия, манящая тайна навсегда. Ибо нет конца у познания. Есть лишь непрерывное преодоление границ неведомого. Но как только сделан этот шаг – открываются новые горизонты. А за ними – новые тайны. Так было, и так будет всегда. Особенно в познании Космоса. Слово «космос» происходит от греческого “kosmos”, синонима астрономического определения Вселенной.

Реферат Плутон Самая далекая планета Солнечной системы , Плутон , — наименее изученная из всех планет . Она была открыта в марте 1930 года американским астрономом К. Томбо . Позже она была найдена и на более ранних фотографиях неба , начиная с 1914 года .

nreferat.ru

Реферат - Сатурн и его спутники

Реферат

по астрономии

САТУРН

ученицы 11 «1» класса

школы №1130

Карасевой Наталии

Москва 2001г. Оглавление

Введение… 3

Сатурн … 3

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ… 4

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА. 5

КОЛЬЦА… 7

Спутники… 10

Список использованной литературы… 16

	Среднее расстояние от Солнца(9.54ае)	1426.98 млн. км
Экваториальный диаметр	120536 км
Период вращения (на экваторе)	10.23 ч.
Период обращения	29.46 лет
Скорость движения по орбите	9.65 км/сек
Температура видимой поверхности	-1700C
Масса (Земля=1)	95.2
Средняя плотность вещества (вода=1)	0,69
Сила тяжести на поверхности (Земля=1)	2
Кол-во спутников	28 (по состоянию на 01.01.2001 г.)

Характерная особенность строения колец — темные кольцевые промежутки (деления), где вещества очень мало. Самое широкое из них (3500 км) отделяет кольцо В от кольца А и называется «делением Кассини» в честь астронома, впервые увидевшего его в 1675 году. При исключительно хороших атмосферных условиях таких делений с Земли видно свыше десяти. Природа их, по-видимому, резонансная. Так, деление Кассини — это область орбит, в которой период обращения каждой частицы вокруг Сатурна ровно вдвое меньше, чем у ближайшего крупного спутника Сатурна — Мимаса. Из-за такого совпадения Мимас своим притяжением как бы раскачивает частицы, движущиеся внутри деления, и и в конце концов выбрасывает их оттуда.

Кольцо D — ближайшее к планете. Видимо, оно простирается до самого облачного шара Сатурна. Кольцо E — самое внешнее. Крайне разряженное, оно в то же время наиболее широкое из всех — около 90 тыс.км. Величина зоны, которую оно занимает, от 3,5 до 5 радиусов планеты. Плотность вещества в кольце E возрастает по направлению к орбите спутника Сатурна Энцелада. Возможно, Энцелад — источник вещества этого кольца.

Спутник	Расстояние от Сатурна (тыс. км)	Радиус или размеры(км)	Масса (1020 кг)	Год откры-тия	Кто открыл
Пан	133,6	?	?	1990	М. Шоуолтер
Атлас	137,64	20 х 15	?	1980	Р. Террил
Прометей	139,35	70 х 40	?	1980	С. Коллинз и др
Пандора	147,7	55 х 35	?	1980	С. Коллинз и др
Эпиметий	151,42	70 х 50	?	1966	Р. Уолкер
Янус	151,47	110 х 80	?	1966	О. Дольфюс
Мимас	185,52	195	0,38	1789	В. Гершель
Энцелад	238,02	250	0,84	1789	В. Гершель
Тефия	294,66	525	7,55	1684	Дж. Кассини
Телесто	294,66	12(?)	?	1980	Б. Смит и др
Калипсо	294,66	15 х 10	?	1980	Б. Смит и др
Диона	377,40	560	10,5	1684	Дж. Кассини
Елена	377,40	18 х 15	?	1980	П. Лак и др
Рея	527,04	765	24,9	1672	Дж. Кассини
Титан	1 221,85	2575	1 350	1655	Х. Гюйгенс
Гиперион	1 481,0	175 х 100	?	1848	Дж.Бонд, У.Бонд, В. Лассель
Япет	3 561,3	720	18,8	1671	Дж. Кассини
Феба	12 952,0	110	?	1898	В. Пиккер

Компьютерная модель Эпиметия. Ведомая сторона внизу

Компьютерная модель Януса. Ведомая сторона внизу.

Мозаика снимков Реи

ветров.

1. «Система Сатурна», М., Мир,1990г.

2. Ф.Я. Цикл «Семья Солнца: планеты и спутники Солнечной системы», М., Мир, 1984г.

3. «Земля и Вселенная» N4, 1982г.

4. «Справочник любителя и астронома», Е.П.Куликовский, М., Наука, 1977г.

5. «Планеты открытые заново», С.Н.Коновалов, М., Наука, 1981г.

6. www.ramblers.ru/astro/saturn1.html

7. www1.sch365.spb.ru/volod/saturn.htm

8. www.space.vsi.ru/page1.htm

www.ronl.ru

Реферат - Сатурн - Авиация и космонавтика

РЕФЕРАТ ПО АСТРОНОМИИ

на тему:

“ C атурн”

Выполнил:

Дорогавцев И.

2002 г

Сатурн (астрономический знак H), планета, среднее расстояние от Солнца 9,54 а. е., период обращения 29,46 года, период вращения на экваторе (облачный слой) 10,2 ч, экваториальный диаметр 120 660 км, масса 5,68·1026 кг, имеет 17 спутников, в состав атмосферы входят СН4, Н2, Не, NН3. У Сатурна обнаружены радиационные пояса. Сатурн -планета, имеющая кольца.

Сатурн, шестая от Солнца, вторая по размерам после Юпитера большая планета Солнечной системы; относится к планетам-гигантам.

Движение, размеры, форма

Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а. е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а. е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты к плоскости эклиптики 2°29,4. Угол между плоскостями экватора и орбиты достигает 26°44. Сатурн движется по своей орбите со средней скоростью 2,64 км/с; период обращения вокруг Солнца составляет 29,46 земных лет.

Планета не имеет четкой твердой поверхности, оптические наблюдения затрудняются непрозрачностью атмосферы. Для экваториального и полярного радиусов приняты значения 60 тыс. км и 53,5 тыс. км. Средний радиус Сатурна в 9,1 раз больше, чем у Земли. На земном небе Сатурн выглядит как желтоватая звезда, блеск которой меняется от нулевой до первой звездной величины. Масса Сатурна составляет 5,68 · 1026 кг, что в 95,1 раз превосходит массу Земли; при этом средняя плотность Сатурна, равная 0,68 г/см3, почти на порядок меньше, чем плотность Земли. Ускорение свободного падения у поверхности Сатурна на экваторе равно 9,06 м/с2.

Поверхность Сатурна (облачный слой), как и Юпитера, не вращается как единое целое. Тропические области в атмосфере Сатурна обращаются с периодом 10 ч 14 мин земного времени, а на умеренных широтах этот период на 26 мин больше.

Строение планеты

У Сатурна, как и у Юпитера, имеется очень плотная атмосфера. На верхней границе его облачного покрова, заметно мало деталей и контраст их с окружающим фоном невелик. Этим Сатурн отличается от Юпитера, где присутствует множество контрастных деталей в виде темных и светлых полос, волн, узелков, свидетельствующих о значительной активности его атмосферы.

Установлено, что скорости ветров на Сатурне даже выше, чем на Юпитере: на экваторе 1700 км/ч. Число облачных поясов больше, чем на Юпитере, и достигают они более высоких широт. Таким образом, снимки облачности демонстрируют своеобразие атмосферы Сатурна, которая даже активнее юпитерианской. Метеорологические явления на Сатурне происходят при более низкой температуре, нежели в земной атмосфере. Температура планеты на уровне верхней границы облачного покрова, где давление равно 0,1 атм., составляет всего -188о С. Интересно, что за счет нагревания одним Солнцем даже такой температуры получить нельзя. Расчет показывает: в недрах Сатурна имеется свой собственный источник тепла, поток от которого в 2,5 раза больше, чем от Солнца. Сумма этих двух потоков и дает наблюдаемую температуру планеты.

Космические аппараты подробно исследовали химический состав надоблачной атмосферы Сатурна. В основном она состоит почти на 89% из водорода. На втором месте гелий — около 11%. Отметим, что в атмосфере Юпитера его 19%. Дефицит гелия на Сатурне объясняют гравитационным разделением гелия и водорода в недрах планеты: гелий, который тяжелее, постепенно оседает на большие глубины. Другие газы в атмосфере — метан, аммиак, этан, ацетилен, фосфин — присутствуют в малых количествах. Метан при столь низкой температуре находится в основном в капельно-жидком состоянии. Он образует облачный покров Сатурна. Что касается малого контраста деталей, видимых в атмосфере Сатурна, то причины этого явления пока еще не вполне ясны. Было высказано предположение, что в атмосфере взвешена ослабляющая контраст дымка из мельчайших твердых частиц. Но наблюдения «Вояджера-2» опровергают это: темные полосы на поверхности планеты оставались резкими и ясными до самого края диска Сатурна, тогда как при наличии дымки они бы к краям замутнялись из-за большого количества частиц перед ними.

По своему внутреннему строению Сатурн схож с Юпитером. Предполагается, что оболочка планеты состоит из жидкого водорода, который по мере продвижения к центру планеты переходит из жидкого в металлическое состояние. В центре планеты располагается железокремниевое ядро, с примесью льдов из метана, аммиака и воды.

Кольца

Сатурн окружен кольцами, которые хорошо видны в телескоп в виде «ушек» по обе стороны диска планеты. Они были замечены еще Галилеем в 1610 году. Кольца Сатурна — одно из самых удивительных и интересных образований в Солнечной системе. Плоская система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью. В кольцах разделяются три основные концентрические зоны, разграниченные узкими щелями: внешнее кольцо А, среднее В (наиболее яркое), внутреннее кольцо С, довольно прозрачное, «креповое», внутренний край его не резкий. Наиболее близкие к планете слабо различимые части внутреннего кольца обозначаются символом D. Обнаружено также существование практически прозрачного самого внешнего кольца D'. Сквозь все кольца Сатурна просвечивают звезды. Кольца вращаются вокруг Сатурна, причем скорость движения внутренних частей больше, чем наружных. Кольца Сатурна не сплошные, а представляют собой плоскую систему из бесконечного количества мелких спутников планеты. Плоскость колец практически совпадает с плоскостью экватора Сатурна и имеет постоянный наклон к плоскости орбиты, равный приблизительно 27о. В зависимости от положений планеты на орбите мы видим кольца то с одной, то с другой стороны. Полный цикл изменения их вида завершается в течение 29,46 лет — таков период обращения Сатурна вокруг Солнца. Время от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в телескопы средних размеров. Это происходит когда плоскость колец проходит точно через Солнце и боковая поверхность оказывается лишенной яркого освещения, либо когда кольца бывают обращены к наблюдателю «ребром» и выглядят как чрезвычайно тонкая полоска, видимая только в крупнейшие телескопы. Толщина колец, по современным данным, около 3,5 км. Она очень мала по сравнению с их диаметром, который по наружному краю кольца А составляет 275 тыс. км. Размеры частиц не определены окончательно. Радиоастронометрические наблюдения свидетельствуют о наличии в кольцах множества частиц размером не менее нескольких сантиметров. Не исключена возможность присутствия в кольцах Сатурна еще более крупных частиц, так же как и пыли. Инфракрасные спектры колец Сатурна напоминают спектры водяного инея. Однако в других частях спектра позднее была обнаружена особенность, не характерная для чистого льда.

Спутники

Кроме колец, у Сатурна известно 17 спутников. Это — Атлас, Прометей, Пандора, Эпиметей, Янус, Мимас, Энцелад, Тефия, Телесто, Калипсо, Диона, Елена, Рея, Титан, Гиперон, Япет, Феба. Все спутники Сатурна, кроме Фебы, обращаются в прямом направлении. Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в обратном направлении.

До полетов космических аппаратов к Сатурну было известно 10 спутников планеты, сейчас мы знаем 17. Новые семь спутников весьма малы, но, тем не менее, некоторые из них оказывают серьезное влияние на динамику системы Сатурна. Таков, например, маленький спутник — Атлас, движущийся у внешнего края кольца А, он не дает частицам кольца выходить за пределы этого края. Титан является вторым по величине спутником в Солнечной Системе. Его радиус равен 2575 км. Его масса составляет 0,022 массы Земли, а средняя плотность 1,881 г/см3. Это единственный спутник, обладающий значительной атмосферой, причем его атмосфера плотнее, чем у любой из планет земной группы, исключая Венеру. Титан подобен Венере еще и тем, что у него имеются глобальная дымка и даже небольшой тепличный подогрев у поверхности. В его атмосфере, вероятно, имеются метановые облака, но это твердо не установлено. Хотя в инфракрасном спектре преобладают метан. Молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Но углеродные атомы легко соединяются друг с другом в других различных сочетаниях, которые умеют привлекать к себе разное число атомов водорода. Поэтому весьма возможно присутствие в атмосфере Титана и таких газов, как этан, этилен и ацетилен, хотя и в небольших количествах. Такие сложные виды углеводородов скорее, чем метан, становятся жидкими. Поэтому можно себе представить на поверхности Титана целые углеводородные моря.

Несколько десятилетий назад заметили, что свет, приходящий к нам от Титана, имеет желтоватый оттенок. Затем Копер уточнил: оранжевый. Этот цвет присущ более сложным, чем метан, углеводородам.

Но основным компонентом атмосферы является азот, который проявляется в сильных УФ-эмиссиях. Верхняя атмосфера весьма близка к изотермическому состоянию на всем пути от стратосферы до экзосферы, а температура на поверхности с точностью до нескольких градусов одинакова по всей сфере и равна 94 К.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА

До тех пор, пока первые космические аппараты не достигли Сатурна, наблюдательных данных о его магнитном поле не было вообще. но из наземных радиоастрономических наблюдений явствовало, что Юпитер обладает мощным магнитным полем. Об этом свидетельствовало нетепловое радиоизлучение на дециметровых волнах, источник которого оказался больше видимого диска планеты, причем он вытянут вдоль экватора Юпитера симметрично по отношению к диску. Такая геометрия, а также поляризованность излучения свидетельствовали о том, что наблюдаемое излучение магнитно-тормозное и источник его — электроны, захваченные магнитным полем Юпитера и населяющие его радиационные пояса, аналогичные радиационным поясам Земли. Полеты к Юпитеры подтвердили эти выводы. Поскольку Сатурн весьма сходен с Юпитером по своим физическим свойствам, астрономы предположили, что достаточно заметное магнитное поле есть и у него. Отсутствие же у Сатурна наблюдаемого с Земли магнитно-тормозного радиоизлучения объясняли влиянием колец. Эти предложения подтвердились. Еще при подлете «Пионера-11» к Сатурну его приборы зарегистрировали в около планетном пространстве образования, типичные для планеты, обладающей ярко выраженным магнитным полем: головную ударную волну, границу магнитосферы (магнитопаузу), радиационные пояса (Земля и Вселенная, 1980, N2, с.22-25 Ред.). В целом магнитосфера Сатурна весьма сходна с земной, но, конечно, значительно больше по размерам. Внешний радиус магнитосферы Сатурна в подсолнечной точке составляет 23 экваториальных радиуса планеты, а расстояние до ударной волны — 26 радиусов. Для сравнения можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнечной точке около 10 земных радиусов. Так что даже по относительным размерам магнитосфера Сатурна превосходит земную более чем вдвое. Радиационные пояса Сатурна настолько обширны, что охватывают не только кольца, но и орбиты некоторых внутренних спутников планеты. Как и ожидалось, во внутренней части радиационных поясов, которая «перегорожена» кольцами Сатурна, концентрация заряженных частиц значительно меньше. Причину этого легко понять, если вспомнить, что в радиационных поясах частицы совершают колебательные движения примерно в меридиональном направлении, каждый раз пересекая экватор. Но у Сатурна в плоскости экватора располагаются кольца: они поглощают почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате внутренняя часть радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы в системе Сатурна наиболее интенсивным источником радиоизлучения, оказывается ослабленной. Тем не менее «Вояджер-1», приблизившись к Сатурну, все же обнаружил нетепловое радиоизлучение его радиационных поясов. В отличие от Юпитера Сатурн излучает в километровом диапазоне длин волн. Заметив, что интенсивность излучения модулирована с периодом 10 ч. 39,4 мин., предположили, что это и есть период осевого вращения радиационных поясов, или, другими словами, период вращения магнитного поля Сатурна. Но тогда это и период вращения Сатурна. В самом деле, магнитное поле Сатурна порождается электрическими токами в недрах планеты, повидимому, в слое, где под влиянием колоссальных давлений водород перешел в металлическое состояние. При вращении этого слоя с той угловой скоростью вращается и магнитное поле. Вследствие большой вязкости вещества внутренних частиц планеты все они вращаются с одинаковым периодом. Таким образом, период вращения магнитного поля — это в то же время период вращения большей части массы Сатурна (кроме атмосферы, которая вращается не как твердое тело).

Кольца Сатурна вблизи

Вояджер 2 получил эти снимки высокого разрешения 22 августа 1981 г. с расстояния 4 миллиона км. Видны многочисленные «спицы» в кольце В, их четкий узкий вид предполагает короткое время их образования. Исследователи думают, что здесь замешаны электромагнитные силы (магнитное поле Сатурна), хотя детальной теории нет.

По наблюдениям, подобные спицы держались в течение двух или трех оборотов колец вокруг планеты. Свежие спицы, похоже, вращаются вокруг планеты с такой же угловой скоростью, как магнитное поле (и ядро) планеты независимо от радиуса орбиты (коротация). Подозревают, что мелкие частицы пыли, которые формируют спицы, электрически заряжены. Тогда они привязаны к магнитному полю. Более старые спицы, которые потеряли заряд, вращаются вместе с кольцами, как положено по закону Кеплера.

При подлете к Сатурну

Этот снимок в натуральном цвете сделан Вояджером 2 с расстояния 21 миллион км 4 августа 1981 г. на подлете к Сатурну.

Снизу видны три ледяных спутника Сатурна (в порядке удаления от планеты): Тефия (диаметр 1050 км), диона (1120 км) и Рея (1530 км) Тень от Тефии видна на южной полусфере Сатурна. Четвертый спутник, Мимас, менее очевиден: он может быть замечен, как светлое пятно на сантиметр выше Тефии у лимба Сатурна. Его тень примерно на два сантиметра выше тени Тефии.

Пока Вояджеры остаются единственными аппаратами исследовавшим эту интереснейшую систему. Сравнительно скоро (Уточнить!!!!!) туда прилетает более совершенный аппарат — Кассини, от которого можно ждать многих сенсационных находок.

Прощальный снимок Сатурна

Вояджер 1 снял Сатурн через 4 дня после пролета планеты, 16 ноября 1980 г., c расстояния 5.3 млн. км. Перспектива планеты и колец уникальна — ее можно наблюдать, только находясь за орбитой Сатурна. Несколько спицеобразных деталей колец видны на этом снимке как светлые пятна. Тень Сатурна падает на кольца, яркий полумесяц планеты виден через все кольца, кроме самых плотных частей.

www.ronl.ru

Доклад: Сатурн и его спутники. Реферат сатурн

Реферат - Планета Сатурн - Астрономия

Доклад - Планета Сатурн - Астрономия

Доклад - Сатурн и его спутники

Япет

Реферат Сатурн и его спутники

Введение

Сатурн

АТМОСФЕРА И ОБЛАЧНЫЙ СЛОЙ

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА.

КОЛЬЦА

Спутники

Япет

Список использованной литературы

Реферат - Сатурн и его спутники

Япет

Реферат - Сатурн - Авиация и космонавтика

Движение, размеры, форма

Строение планеты

Кольца

Спутники

Кольца Сатурна вблизи

При подлете к Сатурну

Прощальный снимок Сатурна

Смотрите также