Средняя температура сатурна: Средняя температура сатурна — О космосе

Содержание

Кто открыл скорость света — О космосе

Скорость света в вакууме составляет «ровно 299,792,458 метров в секунду». Мы сегодня можем с точностью назвать эту цифру потому, что скорость света в вакууме является универсальной постоянной, которая была измерена при помощи лазера. 
 
Когда речь идет об использовании данного инструмента в эксперименте, трудно поспорить с результатами. По поводу того, почему скорость света измеряется настолько целым числом, можно сказать, что это и неудивительно: длина метра определяется с помощью следующей константы: «Длина пути, проходимого светом в вакууме за промежуток времени 1/299,792,458 секунды».

Пару сотен лет назад было решено или, по крайней мере, предполагалось, что скорость света не имеет предела, хотя на самом деле она просто очень высока. Если бы от ответа зависело, станет ли она подругой Джастина Бибера, современная девушка-подросток ответила бы на этот вопрос так: «Скорость света чуть медленнее самой быстрой вещи во Вселенной».

Первым, кто обратился к вопросу о бесконечности скорости света, был философ Эмпедокл в пятом веке до н.э. Еще спустя столетие Аристотель не согласится с утверждением Эмпедокла, и спор будет длиться еще более 2,000 лет.

Голландский ученый Иссак Бэкмен был первым известным специалистом, кто в 1629 году придумал реальный эксперимент, чтобы проверить, есть ли у света какая-либо скорость. Живущий в столетии, далеком от изобретения лазера, Бэкмен понял, что основой эксперимента должен стать взрыв любого происхождения, поэтому в своих экспериментах он использовал детонирующий порох.

Бэкмен расположил зеркала на разном расстоянии от места взрыва и позже спросил у наблюдавших людей, видят ли они разницу в восприятии вспышки света, отражающейся в каждом из зеркал. Как можно догадаться, эксперимент был «неубедительным». Аналогичный, более известный опыт, но без использования взрыва, возможно, был проведен или, по крайней мере, придуман Галилео Галилеем только десятилетие спустя, в 1638 году.

Галилей, как и Бэкмен, подозревал, что скорость света не бесконечна, и в некоторых своих работах делал ссылку на продолжение эксперимента, но уже с участием фонарей. В своем эксперименте (если он когда-либо его проводил!) он разместил два фонаря в миле друг от друга и пытался разглядеть, была ли задержка. Результат эксперимента тоже был неубедительным. Единственное, что Галилей смог предположить, так это, что если свет и не был бесконечным, то он был слишком быстрым, и опыты, проводимые в таком маленьком масштабе, были обречены на провал.

Так продолжалось до тех пор, пока к серьезным экспериментам со скоростью света не приступил датский астроном Олаф Ремер. Эксперименты с фонарями на холме, проводимые Галилеем, выглядели как научный проект школьника по сравнению с опытами Ремера. Он установил, что эксперимент должен проводиться в открытом космосе. Таким образом, он сосредоточил свое внимание на наблюдении за планетами и представил свои новаторские взгляды 22 августа 1676 года.

В частности, во время изучения одного из спутников Юпитера Ремер заметил, что время между затмениями изменяется в течение года (в зависимости от того, движется Юпитер в направлении Земли или от нее). Заинтересовавшись этим, Ремер делал тщательные записи о времени, когда спутник Ио, за которым он наблюдал, появлялся в поле зрения, и сравнивал, как это время соотносилось с моментом, когда он обычно ожидался. Через некоторое время Ремер заметил, что так же, как Земля, вращаясь вокруг Солнца, становится дальше от Юпитера, время, когда Ио попадает в поле зрения, будет сильнее отставать от времени, отмеченного ранее в записях. Ремер (правильно) предположил, что это происходит из-за того, что свету необходимо больше времени, чтобы пройти расстояние от Земли до Юпитера, если само расстояние увеличивается.

К сожалению, произведенные им расчеты погибли в огне во время пожара в Копенгагене в 1728 году, но у нас есть большой объем сведений о его открытии из историй современников, а также из докладов других ученых, использовавших расчеты Ремера в своих работах.
ть их в том, что с помощью многих расчетов, связанных с диаметром Земли и орбиты Юпитера, Ремер смог сделать вывод, что свету потребуется около 22 минут, чтобы пройти расстояние, равное диаметру орбиты Земли вокруг Солнца. Христиан Гюйгенс позже преобразует эти вычисления в более понятные цифры, показывая, что, по оценке Ремера, свет проходит около 220,000 километров в секунду. Эта цифра еще намного отличается от современных данных, но мы вскоре к ним вернемся.

Когда коллеги Ремера по университету выразили озабоченность по поводу его теории, он спокойно ответил им, что затмение 9 ноября 1676 года произойдет на 10 минут позднее. Когда так и случилось, сомневающиеся были поражены, ведь небесное тело подтвердило его теорию.

Коллеги Ремера были крайне изумлены его вычислениям, так как даже сегодня его оценка скорости света считается удивительно точной, учитывая, что она была сделана за 300 лет до того, как придумали лазеры и Интернет. И пусть 80,000 километров – это слишком медленно, но, беря во внимание состояние науки и технологий в то время, результат действительно впечатляет. К тому же Ремер полагался лишь на собственные догадки.

Что еще более удивляет, причина слишком маленькой скорости была не в расчетах Ремера, а в том, что не было точных данных об орбитах Земли и Юпитера в то время, когда он проводил свои вычисления. Это означает, что ученый ошибся только потому, что другие ученые были не так умны, как он. Так что, если вы поместите существующие современные данные в оригинальные вычисления, которые он проводил, расчеты скорости света будут верными.

И хотя вычисления были технически неправильными, а Джеймс Брэдли нашел более точное определение скорости света в 1729 году, Ремер вошел в историю как человек, доказавший первым, что скорость света можно определить. Он сделал это, наблюдая за движением гигантского газообразного шара, расположенного на расстоянии около 780 миллионов километров от Земли.
 

Источник: slavyanskaya-kultura.ru

В древности большинство ученых полагало, что скорость света не имеет предела, и он может мгновенно путешествовать на любое расстояние.

Так кто же определил скорость света первым?

Известный физик Галилей был в числе первопроходцев, пытавшихся измерить скорость света. В XVII веке он провел эксперимент. Два человека стояли на значительном расстоянии друг от друга с накрытыми фонарями. Один из них раскрывал фонарь, и после того, как второй видел его свет, он раскрывал свой. Галилео пытался определить время между сигналами фонарей, но попытка оказалась неудачной, потому что дистанция между людьми была слишком маленькой, а свет передвигался слишком быстро, следовательно, его скорость невозможно было измерить.

Около 1676 года астроном Оле Рёмер стал первым ученым, который доказал, что свет движется с определенной скоростью. Он исследовал спутники Юпитера и смог доказать, что затмения на них имели место раньше, чем предполагалось, то есть когда Земля была ближе к Юпитеру, и, соответственно, дольше, когда она была на большем расстоянии.

Позже множество ученых работали над расчетами скорости, используя более современные методы, и пришли к довольно точным цифрам. В 1849 году физик из Франции Ипполит Физо предпринял попытку неастрономического измерения, используя метод, который включал отправку светового луча, отражающегося в зеркале, находящемся на большом расстоянии.

Одна из первых точных цифр была определена физиком Альбертом Майкельсоном в первой трети XX века. Он проводил эксперименты, используя многогранное зеркальное устройство в Южной Калифорнии. В 1983 году международный комитет мер и весов официально установил скорость света в вакууме, которая используется физиками по сей день. Она составляет 299792458 м/с – это скорость, с которой можно обогнуть Землю целых 7,5 раз за секунду. Надеюсь, теперь вы знаете, кто определил скорость света первым! =)

Источник: blogtimt.ru

Впервые скорость света определил в 1676 Оле Рёмер по изменению промежутков времени между затмениями спутника Юпитера Ио.


С явлением света мы впервые знакомимся ещё в 9 классе. В 11-м начинаем рассматривать интереснейший материал о том, что такое скорость света.
Оказывается, история открытия этого явления не менее интересна, чем само явление.

Нужды торговли, которая развивалась быстрыми темпами, и возрастающее значение мореплавания побудили французскую Академию наук заняться уточнением географических карт, для чего, в частности, требовался более надежный способ определения географической долготы. Оле Ремер – молодой датский астроном — был приглашен работать в новую парижскую обсерваторию.

Ученые предложили использовать для определения парижского времени и времени на борту корабля небесное явление, наблюдаемое ежедневно в один и тот же час. По этому явлению мореплаватель или географ мог бы узнать парижское время. Таким явлением, видимым с любого места на море или на суше, является затмение одного из четырех больших спутников Юпитера, обнаруженных Галилеем в 1609 году.

Спутник Ио проходил перед планетой, а затем погружался в ее тень и пропадал из поля зрения.


тем он опять появлялся как мгновенно вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между двумя вспышками составил 42 часа 28 минут. Такие же измерения, проведенные полгода спустя, показали, что спутник опоздал, появившись из тени на 22 минуты позже по сравнению с моментом времени, который можно было рассчитать на основании знания периода обращения Ио. Скорость имеет неточный результат из-за неверного определения времени запаздывания.

В 1849 году французский физик Арман Ипполит Луи Физо поставил лабораторный опыт по измерению скорости света. Параметры установки Физо таковы. Источник света и зеркало располагались в доме отца Физо близ Парижа, а зеркало 2 — на Монмартре. Расстояние между зеркалами составляло 8,66 км, колесо имело 720 зубцов. Оно вращалось под действием часового механизма, приводимого в движение опускающимся грузом. Используя счетчик оборотов и хронометр, Физо обнаружил, что первое затемнение наблюдается при скорости вращения колеса 12,6 об/с.

Свет от источника проходил через зубья вращающегося колеса и, отразившись от зеркала, возвращался опять к зубчатому колесу. Допустим, что зубец и прорезь зубчатого колеса имеют одинаковую ширину и место прорези на колесе занял соседний зубец. Тогда свет перекроется зубцом и в окуляре станет темно. Используя метод вращающегося затвора, Физо получил значение скорости света: 3,14.105 км/с.

Весной 1879 года газета «Нью-Йорк Таймс» сообщила: «На научном горизонте Америки появилась новая яркая звезда.
адший лейтенант морской службы, выпускник Морской академии в Аннаполисе Альберт Майкельсон, которому еще нет и 27 лет, добился выдающегося успеха в области оптики: он измерил скорость света!» Примечателен тот факт, что на выпускных экзаменах в академии Альберту достался вопрос об измерении скорости света. Кто мог предположить, что через короткое время Майкельсон сам войдет в историю физики, как измеритель скорости света.

До Майкельсона только единицам (все они были французами) удалось измерить ее с помощью земных средств. А на американском континенте до него никто даже не пытался поставить этот трудный эксперимент.

Установка Майкельсона размещалась на двух горных вершинах, разделенных расстоянием 35,4 км. Зеркалом служила восьмигранная стальная призма на горе Сан Антонио в Калифорнии, сама установка находилась на горе Маунт-Вильсон. После отражения от призмы луч света попадал на систему зеркал, возвращающих его назад. Для того чтобы луч попадал в глаз наблюдателя, вращающаяся призма должна за время распространения света туда и обратно, успеть повернуться хотя бы на 1/8 оборота.

Майкельсон писал: «То, что скорость света — является категорией, недоступной человеческому воображению, и что с другой стороны ее возможно измерить с необыкновенной точностью, делает ее определение одной из самых увлекательных проблем, с которыми может столкнуться исследователь.
Наиболее точное измерение скорости света было получено в 1972 году американским ученым К. Ивенсоном с сотрудниками. В результате независимых измерений частоты и длины волны лазерного измерения ими было получено значение 299792456,2±0,2м/с.

Однако в 1983 г. на заседании Генеральной ассамблеи мер и весов было принято новое определение метра (это длина пути, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды), из которого следует что скорость света в вакууме абсолютно точно равна с=299 792 458 м/с.

1676 г. – Оле Ремер – астрономический метод
с= 2,22•108 м/с

1849г. – Луи Физо – лабораторный метод
с= 3,12•108 м/с

1879 г. Альберт Майкельсон – лабораторный метод
C= 3,001•108м/с

1983 г. Заседание Генеральной ассамблеи мер и весов
с=299792458 м/с

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА

Преподаватель физики и астрономии Елена Львовна Ильина:

— Свет в том смысле, в котором мы привыкли употреблять это слово, это лишь узенькая полосочка на шкале электромагнитных волн. Что касается скорости света, то удивительно, что на самом деле это такая значительная величина – ни одно тело не может двигаться с этой скоростью. Детский ум будоражит мысль, что свет от далёкой звезды свет может идти миллионы лет. А в астрономии есть такая величина, как световой год.

vmdaily.ru

Все самое интересное о космосе здесь — ru_deep_space

Источник: ru-deep-space.livejournal.com


Строение нейтронной звезды — О космосе

Нынешний год богат на открытия необычных космических объектов. Так, недавно мы писали о том, что астрономы обнаружили планету, которая не должна существовать. Теперь же, с помощью радиотелескопа Green Bank Telescope, ученые нашли самую массивную нейтронную звезду за всю историю наблюдений. Нейтронные звезды довольно странные — они практически полностью состоят из нейтронов и обладают невероятной плотностью. Масса обнаруженной звезды, которой дали не самое красивое название J0740+6620 в целых 2,17 раз превосходит массу Солнца, а ее диаметр равняется 30 километрам. Исследование будет опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Что такое нейтронные звезды?

Согласитесь, Вселенная — странная штука. В ней есть галактические нити, сверхскопления галактик, темная материя, пузыри Ферми, черные дыры, нейтронные звезды… список можно продолжать долго. И если о космической паутине мы рассказывали вам совсем недавно, то сегодня предлагаем обратить внимание на нейтронные звезды.

Начнем с того, что более плотными объектами во Вселенной кроме нейтронных звезд являются только черные дыры. Исследователи справедливо считают, что изучение нейтронных звезд способно приблизить их к пониманию экстремальной физики Вселенной — в конце-концов именно эти звезды коллапсируют в космических монстров. По сути нейтронная звезда — это массивное атомное ядро, которое обладает весьма странными свойствами. Так, J0740+6620 является самой плотной и самой странной нейтронной звездой за всю историю наблюдений.

Поскольку звезды, как и мы с вами, стареют и умирают, их конечное состояние зависит от массы. Чтобы понять, как нейтронные звезды образуются из умирающих звезд, сперва нужно понять, как образуются белые карлики. Дело в том, что 97% звезд во Вселенной — это белые карлики. Они состоят из электронно-ядерной плазмы и лишены источников термоядерной энергии. При этом, они являются следующим самым плотным видом звезд после нейтронных из-за своего рода “встроенного” космического знака остановки. Проще говоря, белые карлики настолько плотные, что атомные связи их материала разорваны. Это превращает их в плазму атомных ядер и электронов. При этом, обрести большую плотность чем у белых карликов довольно сложно — электроны не хотят находиться в одном и том же состоянии друг с другом и будут сопротивляться сжатию до определенной точки, где это может произойти. Физики называют это вырождением электронов.

Обсудить удивительные открытия астрономов можно с участниками нашего Telegram-чата.

Звезды, чья масса не превышает 10 солнечных масс, имеют тенденцию становиться белыми карликами. Предел массы белых карликов составляет около 1,44 солнечных масс. А вот более плотная звезда массой от 10 до 29 солнечных масс может стать нейтронной звездой. Дело в том, что в этот момент плотность звезды настолько велика, что преодолевает вырождение электронов: электроны по-прежнему не хотят занимать одно и то же состояние, поэтому вынуждены объединяться с протонами, в результате чего образуются нейтроны и испускаются нейтрино. Таким образом, нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов и удерживаются благодаря их вырождению, которое схоже с вырождением электронов у белых карликов.

При этом, соавтор исследования Скотт Рэнсом отмечает, что у нейтронных звезд существует переломный момент, когда их внутренняя плотность становится настолько экстремальной, что сила тяжести подавляет способность нейтронов противостоять дальнейшему коллапсу. Таким образом, если бы масса J074+6620 была больше, то звезда просто коллапсировала бы в черную дыру. Каждая «самая массивная» нейтронная звезда, которую обнаруживают ученые, постепенно приближает специалистов к определению того самого переломного момента, который удерживает нейтронную звезду от коллапса.

Хотите быть в курсе последних научных открытий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram.

Как астрономы ищут нейтронные звезды?

В Млечном Пути насчитывается не менее 100 миллионов нейтронных звезд, однако большинство из них — древние, холодные звезды, поэтому их очень трудно обнаружить. К счастью, J0740+6620 — это пульсар. Напомним, что пульсарами называют тип быстро вращающейся нейтронной звезды, которая излучает радиоволны и другое электромагнитное излучение. Когда пульсар вращается, эти лучи «пульсируют» с завидной регулярностью, что несколько напоминает ход часов. Большинство нейтронных звезд трудно идентифицировать, но когда радиоволны пульсара проникают через Землю, их становится намного легче обнаружить и изучить.

Пульсар J0740+6620 обитает в бинарной системе по соседству с белым карликом. Когда белый карлик проходил перед пучком радиоволн нейтронной звезды, астрономы на нашей планете смогли обнаружить небольшую задержку в поступающих радиоволнах. Это произошло потому, что гравитация белого карлика искривляла пространство вокруг него, заставляя проходящие радиоволны перемещаться на одно касание дальше, чем обычно. Измерив это, астрономы смогли рассчитать массу белого карлика. А зная массу одного объекта в бинарной системе, можно легко рассчитать массу другого. Таким образом, исследователи обнаружили, что J0740+6620 является самой массивной нейтронной звездой на сегодняшний день.

Авторы исследования надеются, что их работа поможет ученым в таких областях науки как физика высоких энергий, релятивистская астрофизика и др. А все потому, что помимо свойств нейтронных звезд, перечисленных в статье, при слиянии этих объектов образуются самые тяжелые элементы во Вселенной.

Источник: Hi-News.ru

Звезды представляют собой огромные и массивные раскаленные газовые шары. В недрах звезд происходят термоядерные реакции с превращением водорода в гелий с образованием огромного количества энергии, гелий при термоядерных реакциях способен превращаться в углерод, который в свою очередь превращается в более тяжелые элементы вплоть до железа. Тяжелые элементы оседают в ядре звезды, во внешних слоях продолжаются реакции с самыми легкими химическими элементами.

У молодых звезд сила гравитационного сжатия уравновешивает силу давления раскаленного газа, которая стремится расширить звезду. Как только заканчивается водородное топливо баланс нарушается, звезда начинает расширяться становясь красным гигантом. Далее эволюция зависит от массы звезды, через 5-6 млрд лет Солнце исчерпает запасы водородного топлива, станет красным гигантом и сбросит свою внешнюю оболочку, обнажив ядро — белый карлик. Такое будущее ждет любую звезду схожей массой с Солнцем.

Звезды с массой намного больше солнечной заканчивают эволюцию грандиозным взрывом сверхновой, во время взрыва выделяется огромное количество энергии, сравнимое с произведенным звездой за все время ее существования, яркость при взрыве может увеличиться на 8 порядков. На ядро действуют огромные силы сжатия, разрушающие сами атомы, заставляя электроны сходить с орбит вокруг центра атома и вдавливаться в протоны и образуя нейтроны, таким образом получается сверхплотное вещество, состоящее не из атомов, а представляющее собой сплошную упаковку нейтронов. Так рождается нейтронная звезда.

Масса нейтронной звезды превосходит солнечную в среднем в 1,3-1,5 раза, но диаметр не превышает 10-20 километров, такой объект уместился бы целиком в центре Москвы. При рождении температура нейтронной звезды в 10000 раз превосходит температуру в центре Солнца, но всего за несколько минут падает в 100 раз за счет нейтринного охлаждения, за первый месяц жизни температура падает еще в 10 раз.

Наука предполагает, что нейтронные звезды состоят из нескольких слоев и имеют атмосферу в виде очень тонкого слоя плазмы, где формируется тепловое излучение. Ниже находится внешняя кора толщиной несколько сотен метров, состоящая из ионов и электронов. Во внутренней коре встречаются нейтроны, электроны и нейтронно-избыточные атомные ядра, чем глубже тем больше нейтронов, внутренняя кора может иметь глубину в несколько километров. Ядро почти полностью состоит из нейтронов.

У нейтронных звезд сильнейшее магнитное поле, они являются пульсарами, магнетарами, источниками рентгеновского, оптического и радио излучений с высокой частотой. Скорость вращения нейтронных звезд до 1000 оборотов вокруг своей оси в секунду.

Источник: zen.yandex.ru

Масса нейтронной звезды

Массы большинства нейтронных звёзд составляют 1,3—1,5 массы Солнца. Это близко к значению предела Чандрасекара. Теоретически допускается существование нейтронных звёзд с массами от 0,1 до примерно 2,5 солнечных масс. Однако значение верхнего предела массы в настоящее время достоверно неизвестно. Самые массивные нейтронные звёзды из известных — Vela X-1 (имеет массу не менее 1,88±0,13 солнечных масс на уровне 1σ, что соответствует уровню значимости α≈34 %), PSR J1614-2230ruen (с оценкой массы 1,97±0,04 солнечных), и PSR J0348+0432ruen (с оценкой массы 2,01±0,04 солнечных).

Гравитация в нейтронных звёздах уравновешивается давлением вырожденного нейтронного газа. Максимальное значение массы нейтронной звезды задаётся пределом Оппенгеймера-Волкова. Численное значение которого зависит от (пока ещё плохо известного) уравнения состояния вещества в ядре звезды. Существуют теоретические предпосылки к тому, что при ещё большем увеличении плотности возможно перерождение нейтронных звезд в кварковые.


Строение нейтронной звезды

Магнитное поле на поверхности нейтронных звёзд достигает значения 1012—1013 Гс. Для сравнения — у Земли около 1 Гс. Именно процессы в магнитосферах нейтронных звёзд ответственны за радиоизлучение пульсаров. Начиная с 1990-х годов, некоторые нейтронные звёзды отождествлены как магнетары. Это звёзды, обладающие магнитными полями порядка 1014 Гс и выше.

К 2012 году открыто около 2000 нейтронных звёзд. Порядка 90% из них — одиночные. Всего же в нашей Галактике могут существовать 108—109 нейтронных звёзд. То есть где-то по одной на тысячу обычных звёзд. Для нейтронных звёзд характерна высокая скорость движения (как правило, сотни км/с). В результате аккреции вещества нейтронная звезда может быть в этом случае видна с Земли в разных спектральных диапазонах, включая оптический. На который приходится около 0,003% излучаемой энергии (соответствует 10 звёздной величине).

Нейтронные звёзды — одни из немногих классов космических объектов, которые были теоретически предсказаны до открытия наблюдателями.

В 1933 году астрономы Вальтер Бааде и Фриц Цвикки предположили, что нейтронная звезда может образоваться в результате взрыва сверхновой. Теоретические расчёты того времени показали, что излучение нейтронной звёзды слишком слабое, и ее невозможно обнаружить. Интерес к нейтронным звёздам усилился в 1960-х гг., когда начала развиваться рентгеновская астрономия.


Открытие пульсаров

Теория предсказывала, что максимум их теплового излучения приходится на область мягкого рентгена. Однако неожиданно они были открыты при радионаблюдениях. В 1967 году Джоселин Белл, аспирант Э. Хьюиша, открыла объекты, излучающие регулярные импульсы радиоволн. Этот феномен был объяснён узкой направленностью радиолуча от быстро вращающегося объекта — своеобразный «космический радиомаяк». Но любая обычная звезда разрушилась бы при столь высокой скорости вращения. На роль таких маяков были пригодны только нейтронные звёзды. Пульсар PSR B1919+21 считается первой открытой нейтронной звездой.

Взаимодействие нейтронной звезды с окружающим веществом определяют два основных параметра и, как следствие, их наблюдаемые проявления: период (скорость) вращения и величину магнитного поля. Со временем звезда расходует свою вращательную энергию, и её вращение замедляется. Магнитное поле также ослабевает. По этой причине нейтронная звезда за время своей жизни может менять свой тип. Ниже представлена номенклатура нейтронных звёзд в порядке убывания скорости вращения, согласно монографии В.М. Липунова. Поскольку теория магнитосфер пульсаров все еще в состоянии развития, существуют альтернативные теоретические модели.

Источник: alivespace.ru


Какая температура на Сатурне — объяснение для детей

Астрономия для детей Ответы на частые вопросы > Какая температура на Сатурне

Температура Сатурна днем и ночью – описание для детей: средняя температура атмосферы, слои газа, расстояние от Солнца, внутренний нагрев ядра газового гиганта.

Для самых маленьких должно быть известно, что Сатурн относят к холодным объектам, потому что его температура замирает на отметке -178°C. Правда, если проехаться между полюсами и экватором, то заметны изменения в горизонтальном направлении. Дело в том, что большая часть нагрева получается не от Солнца, а от внутреннего источника самой планеты.

Слои газа Сатурна — объяснение для детей

Родители или учителя в школе могут начать объяснение для детей с того, что Сатурн почти полностью состоит из водорода с небольшими примесями гелия. В атмосфере находят также серу, азот, аммиак и кислород (именно они формируют цветные полосы).

Зависимость давления и температуры от высоты атмосферы

Температура Сатурна прогревается вместе с нарастанием давления ближе к центру. У газового гиганта нет твердой почвы, поэтому за «поверхность» условно принимают точку, где давление приравнивается к 1 бару (уровень моря на Земле).

Следует объяснить детям, что у планеты существует три облачных слоя. В верхнем (аммиачный лед) температура опускается до -173°C, в следующем (водяной лед) немного поднимается до -88°C и -3°C. В самых нижних слоях отметка останавливается на 57°C. В этом регионе давление напоминает то, что фиксируют на океанской глубине в несколько миль.

Северное полушарие в ложном цвете (красные, зеленые и оранжевые облака), указывающее на завершение массивного шторма. Он начался в декабре 2010 года. Даже после того, как видимые подписи события начали исчезать, инфракрасные измерения продолжали находить последствия мощных эффектов.

Вояджер-2 при посещении планеты отметил на северном полюсе температуру в 10 °C. Но это может быть сезонным явлением.

Источники тепла Сатурна — объяснение для детей

Каменистое ядро Сатурна, окруженное жидким металлическим водородом, превышает земную массу в 10-20 раз. Скорее всего, сначала появилось оно, после чего гравитацией притянуло газ и образовало этого гиганта. Жидкий водород покидал ядро и трансформировался в менее металлическую разновидность, пока не перешел в газ.

Внутренний нагрев может достигать 11700°C. Так как Сатурн удален от звезды в среднем на 1. 4 миллиарда км, то большую часть тепла приходится вырабатывать ядру (излучает в 2 раза больше в пространство, чем достается от Солнца). Дети должны знать, что тепло вырабатывается из-за гравитационного сжатия планеты. Правда ученые полагают, что это может происходить из-за гелия, который трется, погружаясь в глубину планеты. Теперь вы знаете, какая температура у Сатурна.


Температура Сатурна и источники тепла на планете

Несмотря на большое удаление от Земли, эта планета активно изучается астрономами. Многие внутренние процессы скрыты от телескопов плотным слоем газовых облаков, но температура Сатурна измерена учеными. Небесное тело получает мало солнечного света и тепла. Однако в его недрах жарко, и этому есть объяснение.

Земля и Сатурн. Credit: americaunitedwithisrael.org.

Температурные показатели по слоям

Сатурн — представитель группы газовых гигантов, к которым в Солнечной системе относятся также Юпитер, Уран, Нептун. Атмосфера небесного тела состоит из водорода (96,3% по объему), гелия (3,25%), примесей метана, этана, фосфина. В ней также присутствуют азот, кислород, сера, аммиак, формирующие красивые полосы, которые видны в телескоп.

Атмосфера переходит в мантию из кипящего металлического водорода. В центре планеты расположено ядро из металлов, солей кремния, льда в особом химическом состоянии. Поскольку твердой почвы у планеты нет, за ее поверхность принята точка, где давление составляет 1 бар.

В атмосфере Сатурна выделяют три облачных слоя, которые отличаются по физическим характеристикам.

По мере погружения в недра температура окружающей среды меняется таким образом:

  1. В верхнем слое, представленном облаками из аммиачного льда, она составляет -173… -177 ºС (минимальное значение).
  2. В средней части, состоящей из гидросульфидного льда аммония, наблюдается рост температуры до -93 ºС. Параллельно с увеличением давления в оболочке из водяного льда показатели увеличиваются от -81 ºС до -3 ºС.
  3. Температура нижнего слоя составляет около 83 ºС при давлении в сотни миллионов паскалей (аналогичное давление фиксируют в глубинах земных океанов).

Атмосфера планеты Сатурн. Credit: mk.ru.

В точке, где атмосферное давление Сатурна в десять раз превышает земное, она достигает комфортного для жителей Земли показателя (+21 ºС). Предполагается, что максимальная температура планетарного ядра составляет +11700…+11800 градусов Цельсия. Это в 2 раза больше, чем на поверхности Солнца.

Источник тепла

Металлическое ядро Сатурна согревает планету и выделяет больше энергии, чем получает от Солнца. Его вес составляет от 9 до 22 земных масс. Ученые предполагают, что первоначально оно существовало самостоятельно, притягивая благодаря гравитации газы, в результате чего образовалось крупное небесное тело. В его формировании принимал участие жидкий водород, который под действием температуры и давления покидал ядро, трансформировался в неметаллические элементы и газы.

Ядро вырабатывает энергию вследствие гравитационного сжатия планеты. При падении температур снижается давление, потенциальная энергия трансформируется в тепло (механизм Кельвина-Гельмгольца). Однако некоторые ученые предполагают, что это не единственный источник тепловых волн. Другой причиной роста температур считается конденсация и падение капель гелия через слой водорода. В результате трения потенциальная энергия капель переходит в тепловую.

Инфракрасный бортовой спектрограф аппарата «Кассини», который завершил изучение планеты 17 сентября 2017 г., помогал ученым оценивать изменения в недрах. С его помощью выяснилось, что в 2005-2009 гг. ядром было выделено мало тепла, большая часть которого поступила из южного полушария. Для ученых это было неожиданно, поскольку принято считать, что планеты излучают тепловую энергию равномерно во всех направлениях (как Солнце).

Южное полушарие Сатурна испускает на 1/6 больше тепла. Специалисты попытались связать это с сезонами, каждый из которых длится 7 лет. За пятилетний период наблюдений в южной части планеты было лето, а северная — охлаждалась. В 2009 году она начала нагреваться, однако, несмотря на это, температура излучения оказалась ниже, чем ожидалось.

Космический зонд «Кассини», изучавший Сатурн. Credit: zeir.ru.

Ученые обратились к наблюдениям, собранным в 1980-1981 гг. зондом «Вояджер». Однако дисбаланса теплового потока, испускаемого разными полушариями планеты, в ранний период обнаружено не было. Это позволило предположить, что причиной явления стали изменчивая активность Солнца, изменение плотности облаков и внутренние условия на планете.

Меняется ли температура днем и ночью

Установлено, что продолжительность планетарных суток составляет 10 часов 3 минуты 29 секунд. Скорость потока воздушных масс вдоль осевого вращения (на восток) здесь достигает 1800 км/ч. Солнце расположено на расстоянии 1427 млн км от Сатурна. Оно не может согреть планету и выглядит, если смотреть с поверхности облаков, как большая звезда. Поэтому температура слоев атмосферы планеты днем и ночью остается постоянной. Как и давление, она растет по мере спуска в недра.

На уровне 0,1 бара средняя температура — 84 К (-189,15 ºС), 1 бара — 134 К (-139,15 ºС). Ближе к ядру она достигает десятка тысяч градусов. Под плотными облаками атмосферы темно, часто бывают молнии.

Угол наклона небесного тела между осью вращения и направлением движения вокруг Солнца равен 29º, поэтому на Сатурне есть смена времен года. Области, где господствует зима, окрашиваются в голубоватый оттенок. Летом он меняется на желтоватый. Ученые связывают это не с изменениями температуры, а с разным уровнем УФ-излучения, поток которого зимой ослабевает.

Будучи газовым гигантом с мощным ядром, небесное тело подогревает себя изнутри. Резкие перепады между слоями атмосферы ведут к бурям и ураганам. Многие явления и феномены ученым понятны не до конца, поэтому они продолжают наблюдения и измерения температурных показателей.

Вокруг Сатурна

Продолжительность дня

Скорость вращения атмосферы и собственно самой планеты можно измерить тремя разными методами. Первый это замер скорости вращения планеты по облачному слою в экваториальной части планеты. Он имеет период вращения 10 часов и 14 минут. Если измерения проводить в других областях Сатурна, то скорость вращения будет составлять 10 часов 38 минут и 25,4 секунд. На сегодняшний день наиболее точный метод измерения продолжительности дня основан на замере радиоизлучения. Этот метод дает скорость вращения планеты равную 10 часам 39 минутам и 22,4 секундам. Несмотря на эти цифры, скорость вращения недр планеты в настоящее время, невозможно точно измерить.

Опять же, экваториальный диаметр планеты равен — 120536 км, а полярный — 108 728 км. Это важно знать, почему что эта разница в этих цифрах влияет на скорость вращения планеты. Такая же ситуация и на других планетах гигантах, особенно разница во вращении разных частей планеты выражена у Юпитера.

Продолжительность дня по радиоизлучению планеты

С помощью радиоизлучения, которое приходит из внутренних областей Сатурна, ученые смогли определить его период вращения. Заряженные частицы, захваченные его магнитным полем, излучают радиоволны, когда они взаимодействуют с магнитным полем Сатурна, примерно на частоте 100 килогерц.

Зонд Voyager измерял радиоизлучение планеты в течение девяти месяцев, когда пролетал мимо, в 1980-х годах и вращение было определено как 10 часов 39 минут 24 секунд, с погрешностью 7 секунд. Космический аппарат Улисс также провел измерения 15 лет спустя, и выдал результат 10 часов 45 минут 45 секунд, с 36 секундной погрешностью.

Выходит целых 6 минут разницы! Либо вращение планеты замедлилось за эти годы, или что-то мы упустили. Межпланетным зондом Кассини были измерены эти же радиоизлучения плазменным спектрометром, и ученые, что в дополнение к 6 минутной разнице в 30-ти летних измерениях выявили, что вращение также меняется на один процент в неделю.

Взаимодействие магнитного поля Сатурна и спутника Энцелада

Ученые считают, что это может быть связано с двумя вещами: солнечный ветер, приходящий от Солнца мешает измерениям, и частицы гейзеров Энцелада влияют на магнитное поле. Оба эти фактора приводят к тому, радиоизлучение меняется, и они могут быть причиной различных результатов одновременно.

Новые данные

В 2007 году было установлено, что некоторые точечные источники радиоизлучения планеты не соответствуют скорости вращения Сатурна. Некоторые ученые считают, что разница обусловлена воздействием спутника Энцелада. Водяные пары этих гейзеров попадают на орбиту планеты и ионизируются, влияя тем самым на магнитное поле планеты. Это замедляет вращение магнитного поля, но незначительно, по сравнению с вращением самой планеты. По текущим оценкам, вращение Сатурна, на основе различных измерений от космических аппаратов Cassini, Voyager и Pioneer составляет 10 часов 32 минут и 35 секунд по состоянию на сентябрь 2007 года.

Основные характеристики планеты, переданные Кассини, наводят на мысль, что солнечный ветер является наиболее вероятной причиной разницы в данных. Различия в измерениях вращения магнитного поля происходят каждые 25 дней, что соответствует периоду вращения Солнца. Скорость солнечного ветра тоже постоянно меняется, что должно учитываться. Энцелад может вносить долгосрочные изменения.

Гравитация

Снимки аппарата Кассини планеты Сатурн

Сатурн — планета гигант и не имеет твердой поверхности, и то, что невозможно увидеть, так это его поверхность (мы видим лишь верхней облачный слой) и почувствовать силу тяжести. Но давайте представим, что существует некая условная граница, которая будет соответствовать его воображаемой поверхности. Какова была бы сила тяготения на планете, если вы бы смогли стоять на поверхности?

Хотя Сатурн имеет большую массу, чем Земля, (второе место в Солнечной системе по массе, после Юпитера), он к тому же самый “легкий” из всех планет Солнечной системы. Фактическая сила тяжести в любой точке его воображаемой поверхности будет составлять 91% от аналогичного показателя на Земле. Другими словами, если ваши весы показывают ваш вес равный 100 кг на Земле (о, ужас!), на «поверхности» Сатурна вы бы весили 92 кг (немного лучше, но все же).

Для сравнения, на «поверхности» Юпитера сила тяжести в 2,5 больше Земной. На Марсе, всего лишь 1/3, а на Луне 1/6.

Что делает силу гравитации такой слабой? Планета-гигант в основном состоит из водорода и гелия, которые он аккумулировал в самом начале образования Солнечной системы. Эти элементы были сформированы в начале Вселенной в результате Большого Взрыва. Все из-за того, что у планеты чрезвычайно низкая плотность.

Температура планеты

Снимок Вояджера 2

Самый верхний слой атмосферы, который находится на границе с космосом, имеет температуру -150 С. Но, по мере погружения в атмосферу, давление повышается и соответственно повышается температура. В ядре планеты, температура может достигать 11 700 С. Но откуда такая высокая температура? Она формируется из-за огромного количества водорода и гелия, который по мере погружения в недра планеты сжимается и разогревает ядро.

Благодаря гравитационному сжатию, планета, фактически, порождает тепло, выделяя в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца.

В нижней части облачного слоя, который состоит из водяного льда, средняя температура составляет -23 градуса по Цельсию. Над этим слоем льда находится гидросульфид аммония, со средней температурой -93 С. Выше него лежат облака из аммиачного льда, которые окрашивают атмосферу в оранжевый и желтый цвет.

Как выглядит Сатурн и какого он цвета

Вид в телескоп Хаббл

Даже глядя через маленький телескоп, цвет планеты виден как бледно-желтый с оттенками оранжевого. В более мощные телескопы, например, такие как Хаббл или глядя на снимки, сделанные аппаратом НАСА Кассини, можно увидеть тонкие слои облаков и бури, состоящие из смеси белого и оранжевого цветов. Но что придает Сатурну такой цвет?

Как и Юпитер, планета состоит почти полностью из водорода, с небольшим количеством гелия, а также незначительными количествами других соединений, таких как, аммиак, водяной пар и различные простейшие углеводороды.

За цвет планеты ответственен только верхний слой облаков, который в основном состоит из кристаллов аммиака, а нижний уровень облаков либо из гидросульфида аммония или воды.

Сатурн имеет полосатый узор атмосферы, примерно как у Юпитера, но эти полосы гораздо слабее и шире в районе экватора. Он также не имеет долгоживущих бурь, — ничего похожего на Большое Красное Пятно — которые часто возникают, когда на Юпитере приближается время летнего солнцестояния в Северном полушарии.

Некоторые фотографии, переданные Кассини, выглядят синими, подобно Урану. Но это, вероятно, потому, что мы видим рассеяние света с точки зрения Кассини.

Состав

Сатурн на ночном небе

Кольца вокруг планеты захватывали воображение людей в течение сотен лет. Естественным также было желание знать, из чего состоит планета. С помощью различных методов, ученые узнали, что химический состав Сатурна таков: 96% водорода, 3% гелия и 1% различных элементов, которые включают метан, аммиак, этан, водород и дейтерий. Некоторые из этих газов можно найти в его атмосфере, в жидком и расплавленном состояниях.

Состояние газов изменяется с ростом давления и температуры. На верхней границе облаков, вы столкнетесь с кристаллами аммиака, в нижней части облаков с гидросульфидом аммония и/или водой. Под облаками, атмосферное давление увеличивается, что вызывает увеличение температуры и водород переходит в жидкое состояние. По мере продвижения вглубь планеты давление и температура продолжает увеличиваться. В результате чего в ядре, водород становится металлическим, переходя в это особое агрегатное состояние. Планета, как полагают, имеют рыхлое ядро, которое помимо водорода состоит из скальных пород и некоторых металлов.

Современные космические исследования привели ко многим открытиям в системе Сатурна. Исследования начались с пролета космического аппарата Pioneer 11 в 1979 году. Эта миссия обнаружила кольцо F. В следующем году пролетел Вояджер-1, посылая на Землю детали поверхности некоторых из спутников. Он также доказал, что атмосфера на Титане не прозрачна для видимого света. В 1981 году Вояджер-2 посетил Сатурн, и обнаружил изменения в атмосфере, а также подтвердил наличие щели Максвелла и Килера, которые впервые увидел Вояджер-1.

После Вояджера-2, в систему прибыл космический аппарат Кассини-Гюйгенс, который вышел на орбиту вокруг планеты в 2004 году, более подробно о его миссии можно почитать в этой статье.

Радиация

Когда аппарат НАСА Кассини впервые прибыл к планете, он обнаружил грозы и радиационные пояса вокруг планеты. Он даже нашел новый радиационный пояс, расположенный внутри кольца планеты. Новый радиационный пояс отстоит на 139 000 км от центра Сатурна и простирается до 362 000 км.

Северное сияние на Сатурне

Видео, показывающее северное полярное сияние на Сатурне, созданное из снимков телескопа Хаббл и космического аппарата Кассини.

Благодаря наличию магнитного поля, заряженные частицы Солнца захватываются магнитосферой и формируют радиационные пояса. Эти заряженные частицы движутся вдоль линий магнитного силового поля и сталкиваются с атмосферой планеты. Механизм возникновения полярного сияния аналогичен Земному, но из-за разного состава атмосферы полярные сияния на гиганте фиолетового цвета, в отличие от зеленых на Земле.

Полярное сияние Сатурна в телескоп Хаббл

Галерея снимков полярного сияния

Ближайшие соседи

Какая ближайшая планета к Сатурну? Это зависит от того, в какой точке орбиты он находится на данный момент, а также положение других планет.

Для большей части орбиты, ближайшей планетой является Юпитер. Когда Сатурн и Юпитер находятся на минимальном расстоянии друг от друга, их разделяет всего 655 000 000 км.

Когда они расположены на противоположных сторонах друг от друга, то планеты Сатурн и Уран иногда подходят друг к другу очень близко и в этот момент их разделяет 1,43 млрд. км друг от друга.

Общие сведения

Следующие факты про планету основаны на планетарных бюллетенях НАСА.

Вес — 568,46 х 10*24 кг

Объем: 82 713 х 10*10 км3

Средний радиус: 58232 км

Средний диаметр: 116 464 км

Плотность: 0,687 г/см3

Первая космическая скорость: 35,5 км/с

Ускорение свободного падения: 10,44 м/с2

Естественных спутников: 62

Удалённость от Солнца (большая полуось орбиты): 1,43353 млрд км

Орбитальный период: 10 759.22 дней

Перигелий: 1,35255 млрд км

Афелий: 1, 5145 млрд км

Скорость движения по орбите: 9.69 км/с

Наклонение орбиты: 2,485 градусов

Эксцентриситет орбиты: 0,0565

Звездный период вращения: 10,656 часов

Период вращения вокруг оси: 10,656 часов

Осевой наклон: 26,73 °

Кто открыл: она известна с доисторических времен

Минимальное расстояние от Земли: 1,1955 млрд км

Максимальное расстояние от Земли: 1,6585 млрд км

Максимальный видимый диаметр с Земли: 20,1 угловых секунд

Минимальный видимый диаметр с Земли: 14,5 угловых секунд

Видимый блеск (максимальный): 0.43 звездные величины

История

Космический снимок выполнен телескопом Хаббл

Планета невооруженным глазом видна хорошо, так что трудно сказать, когда планета была впервые обнаружена. Почему планета называется Сатурном? Она названа в честь римского бога урожая – этот бог соответствует греческому богу Кроносу. Вот поэтому происхождение названия — римское.

Галилей

Сатурн и его кольца были загадкой, до тех пор, пока Галилей впервые не смастерил свой примитивный, но рабочий телескоп и посмотрел на планету в 1610 году. Конечно, Галилей не понимал, что он видит, и думал, что кольца были большими спутниками по обе стороны от планеты. Так было до того, как Христиан Гюйгенс не использовал лучший телескоп, чтобы увидеть, что на самом деле это не спутники, а кольца. Гюйгенс был также первым, кто открыл крупнейший спутник Титан. Несмотря на то, что видимость планеты позволяет ее наблюдать практически отовсюду, ее спутники, как и кольца видны только через телескоп.

Жан Доминик Кассини

Он обнаружил щель в кольцах, позже названную Кассини, и был первым, кто открыл 4 спутника планеты: Япет, Рею, Тетис и Диону.

Уильям Гершель

В 1789 году астроном Уильям Гершель открыл еще две луны — Мимас и Энцелад. А в 1848 году британские ученые обнаружили спутник названый Гиперион.

Сатурн и Мимас

До полета космических аппаратов к планете мы знали о ней не так уж и много, несмотря на то, что увидеть планету можно даже невооруженным глазом. В 70-х и 80-х годах НАСА запустило космический аппарат Пионер 11, который стал первым космическим кораблем, который посетил Сатурн, пройдя в 20 000 км от облачного слоя планеты. За ним последовали запуски Вояджера-1 в 1980 году, и Вояджера-2 в августе 1981 года.

Снимок сделан с расстояния 102 000 километров от Энцелада

В июле 2004 года, аппарат НАСА Кассини прибыл в систему Сатурна, и составил по результатам наблюдений самое подробное описание планеты Сатурн и его системы. Кассини выполнил почти 100 облетов вокруг спутника Титана, несколько облетов множества других лун, и отправили нам тысячи изображений планеты и ее спутников. Кассини открыл 4 новых луны, новое кольцо, и обнаружил моря из жидких углеводородов на Титане.

Расширенная анимация полета Кассини в системе Сатурна

Кольца

Они состоят из ледяных частиц вращающихся вокруг планеты. Существуют несколько основных колец, которые хорошо видимы с Земли и астрономы используют специальные обозначения для каждого из колец Сатурна. Но сколько колец у планеты Сатурн на самом деле?

Кольца: вид с Кассини

Постараемся ответить на этот вопрос. Сами кольца делятся на следующие части. Две наиболее плотные части кольца обозначаются как А и В, они разделены щелью Кассини, за ними следует кольцо C. После 3-х основных колец, идут меньшие, пылевые кольца: D, G, Е, а также кольцо F, которое является самым внешним. Так сколько основных колец? Правильно – 8!

Сатурн планета: схема расположения колец

Эти три основных кольца и 5 пылевых колец и составляют основную массу. Но есть еще несколько колец, например Януса, Метона, Паллена, а также дуги кольца Анфа.

Движение спутников в кольцах

Есть и более мелкие кольца, и пробелы в различных кольцах, которые трудно сосчитать (например, щель Энке, разрыв Гюйгенс, разрыв Дауэса и многие другие). Дальнейшее наблюдение колец позволит уточнить их параметры и количество.

Исчезновения колец

Коллаж из снимков сделанный в период с 2003 по 2013 года

Из-за наклона орбиты планеты, кольца каждые 14-15 лет, становятся видимы с ребра, а из-за того, что они очень тонкие, то фактически исчезают из поля зрения Земных наблюдателей. В 1612 году Галилей заметил, что открытые им спутники куда-то исчезли. Ситуация была настолько странной, что Галилей даже оставил наблюдения планеты (скорее всего, в результате крушения надежд!). Он обнаружил кольца (и принял их за спутники) за два года до этого и был мгновенно очарован ими.

Параметры колец

Вид с Кассини

Планету иногда называют “жемчужиной Солнечной системы”, поскольку его кольцевая система выглядит как корона. Эти кольца состоят из пыли, камня и льда. Вот почему не распадаются кольца, т.к. оно не цельное, а состоит из миллиардов частиц. Часть материала в кольцевой системе, имеет размер песчинок, а некоторые объекты больше, чем высотные здания, достигая километра в поперечнике. Из чего состоят кольца? В основном из частиц льда, хотя есть и пылевые кольца. Поразительным является то, что каждое кольцо вращается с различной скоростью по отношению к планете. Средняя плотность колец планеты настолько низка, что сквозь них просвечиваются звезды.

Снимок Кассини

Сатурн не единственная планета с кольцевой системой. Все газовые гиганты имеют кольца. Кольца Сатурна выделяются, потому что они являются самыми крупными и самыми яркими. Кольца имеют толщину примерно один километр, и они охватывают пространство до 482 000 км от центра планеты.

Схема расположения колец Сатурна и его спутников

Название колец Сатурна идет в алфавитном порядке согласно порядку их обнаружения. Это делает кольца немного запутанными, перечисляя их не в порядке расположения от планеты. Ниже приведен перечень основных колец и промежутков между ними, а также расстояние от центра планеты и их ширина.

Структура колец

Обозначение

Удаление от центра планеты, км

Ширина, км

Кольцо D67 000—74 5007500
Кольцо C74 500—92 00017500
Щель Коломбо77 800100
Щель Максвелла87 500270
Щель Бонда88 690-88 72030
Щель Дейвса90 200-90 22020
Кольцо B92 000—117 50025 500
Деление Кассини117 500—122 2004700
Щель Гюйгенса117 680285—440
Щель Гершеля118 183-118 285102
Щель Рассела118 597-118 63033
Щель Джефриса118 931-118 96938
Щель Койпера119 403-119 4063
Щель Лапласа119 848-120 086238
Щель Бесселя120 236-120 24610
Щель Барнарда120 305-120 31813
Кольцо A122 200—136 80014600
Щель Энке133 570325
Щель Килера136 53035
Деление Роша136 800—139 3802580
R/2004 S1137 630300
R/2004 S2138 900300
Кольцо F140 21030—500
Кольцо G165 800—173 8008000
Кольцо E180 000—480 000300 000

Звуки колец

На этом замечательном видео вы слышите звуки планеты Сатурн, которые представляют собой радиоизлучение планеты, переведенное в звук. Радиоизлучение километрового диапазона, генерируются вместе с полярными сияниями на планете.

Плазменный спектрометр Кассини выполнил измерения с высоким разрешением, что позволило ученым преобразовать радиоволны в аудио путем сдвига частоты.

Возникновение колец

Как появились кольца? Самый простой ответ, почему у планеты есть кольца и из чего они сделаны, состоит в том, что планета накопила много пыли и льда на различном расстоянии от себя. Эти элементы, скорее всего, были захваченного под действием силы притяжения. Хотя некоторые считают, что они образовались в результате разрушения небольшого спутника, который слишком близко подошел к планете и попал в предел Роша, вследствие чего был разорван самой планетой на куски.

Кольца под малым углом

Некоторые ученые предполагают, что весь материал в кольцах представляет собой продукты столкновения спутников с астероидами или кометами. После столкновения остатки астероидов смогли избежать гравитационного притяжения планеты и образовали кольца.

Независимо от того, какая из этих версий верна, кольца являются весьма впечатляющими. Фактически Сатурн — властелин колец. После исследования колец необходимо изучить кольцевые системы других планет: Нептуна, Урана и Юпитера. Каждая из этих систем слабее, но все равно интересна по-своему.

Галерея снимков колец

Жизнь на Сатурне

Трудно представить себе менее гостеприимную планету для жизни, чем Сатурн. Планета практически полностью состоит из водорода и гелия, со следовыми количествами водяного льда в нижнем ярусе облаков. Температура в верхней части облаков может опускаться до -150 С.

По мере того, как вы спускаетесь в атмосферу, давление и температура увеличится. Если температура достаточно теплая, чтобы вода не замерзала, то давление атмосферы на этом уровне такое же, как в несколько километрах под океаном Земли.

Жизнь на спутниках планеты

Чтобы найти жизнь, ученые предлагают взглянуть на спутники планеты. Они состоят из значительного количества водяного льда, и их гравитационное взаимодействие с Сатурном, вероятно, держит их внутренности теплыми. Спутник Энцелад, как известно, имеет на поверхности гейзеры воды, которые извергается практически беспрерывно. Вполне возможно, что он имеет огромные запасы теплой воды под ледяной корой (почти как у Европы).

Другой спутник Титан имеет озера и моря жидких углеводородов и считается местом, которое в перспективе может создать жизнь. Астрономы полагают, что Титан очень похож по составу на Землю, в ее ранней истории. После того, как Солнце превратится в красного карлика (через 4-5 млрд. лет), температура на спутнике станет благоприятной для зарождения и поддержания жизни, а большое количество углеводородов, в том числе и сложных, будет первичным “бульоном”.

Положение на небе

Сатурн и шесть его спутников, любительский снимок

Сатурн на небосводе виден как довольно яркая звезда. Текущие координаты планеты лучше всего уточнять в специализированных программах-планетариях, например Stellarium, а события связанные с его покрытием или прохождение над тем ли иным регионом, а также все про планету Сатурн можно подсмотреть в статье 100 астрономических событий года. Противостояние планеты всегда предоставляет шанс посмотреть на нее в максимальных подробностях.

Ближайшие противостояния

ДатаЗвездная величина
10  мая  2014  года0,2m
23  мая  2015  года0,2m
03  июня  2016  года0,2m
15  июня  2017  года0,2m
27  июня  2018  года0,2m
09  июля  2019  года0,3m
21  июля  2020  года0,3m

Зная эфемериды планеты и ее звездную величину найти Сатурн на звездном небе не составит труда. Однако, если у вас мало опыта, то ее поиск может затянуться, поэтому мы советуем использовать любительские телескопы с монтировкой Go-To. Используйте телескоп с монтировкой Go-To, и вам не понадобится знать координаты планеты и где ее сейчас можно увидеть.

Полет к планете

Сколько времени займет космические путешествие к Сатурну? В зависимости от того, какой маршрут вы выберете, полет может занять разное количество времени.

Например: Пионеру-11 потребовалось шесть с половиной лет, чтобы долететь до планеты. Вояджер-1 добрался за три года и два месяца, Вояджеру-2 потребовалось четыре года, а космическому аппарату Кассини — шесть лет и девять месяцев! Космический аппарат Новые Горизонты, использовал Сатурн в качестве гравитационного трамплина на пути к Плутону, и прибыл к нему спустя два года и четыре месяца после запуска. Почему такая огромная разница во времени полета?

Первый фактор определяющий время полета

Давайте рассмотрим, запускается ли космический аппарат непосредственно к Сатурну или он попутно использует другие небесные тела в качестве рогатки?

Второй фактор определяющий время полета

Это тип двигателя космического корабля, и третий фактор, заключается в том, собираемся мы пролететь планету или выйти на ее орбиту.

С учетом этих факторов, давайте посмотрим на миссии упомянутые выше. Пионер 11 и Кассини использовали гравитационное влияние других планет, прежде чем направились к Сатурну. Эти облеты других тел прибавили лишние годы к, и без того длительной поездке. Вояджер 1 и 2 использовали всего лишь Юпитер на пути к Сатурну и прибыли к нему гораздо быстрее. У корабля Новые Горизонты было несколько явных преимуществ над всеми другими зондами. Два основных преимущества заключаются в том, что он имеет самый быстрый и самый передовой двигатель и был запущен по короткой траектории к Сатурну на своем пути к Плутону.

Этапы исследования

Панорамная фотография Сатурна, полученная 19 июля 2013 года аппаратом Кассини. В разряженном кольце слева — белая точка это Энцелад. Земля видна ниже и правее центра снимка.

В 1979 году первый космический аппарат достиг планеты-гиганта.

Пионер-11

Созданный в 1973 году, Пионер-11 совершил облет Юпитера, и использовал силу тяжести планеты, чтобы изменить свою траекторию и направиться к Сатурну. Он прибыл к нему 1 сентября 1979 года, пройдя в 22 000 км над облачным слоем планеты. Он впервые в истории провел исследования Сатурна с близкого расстояния и передал крупным планом фотографии планеты, обнаружив, ранее неизвестное кольцо.

Вояджер-1

Зонд НАСА Вояджер 1 был следующим кораблем, который посетил планету 12 ноября 1980 года. Он пролетел в 124 000 км от облачного слоя планеты, и отправил на Землю поток поистине бесценных фотографий. Вояджер-1 решили направить на облет спутника Титана, а его собрата-близнеца Вояджера -2 отправить к другим планетам-гигантам. В итоге оказалось, что аппарат хоть и передал много научной информации, но поверхность Титана не увидел, так как она непрозрачна для видимого света. Поэтому фактически кораблем пожертвовали в угоду крупнейшему спутнику, на который ученые возлагали большие надежды, а в итоге увидели оранжевый шар, без каких либо подробностей.

Вояджер-2

Вскоре после пролета Вояджера-1, Вояджер-2 прилетел в систему Сатурна и выполнил почти идентичную программу. Он достиг планеты 26 августа 1981 года. Помимо того, что он облетел планету на расстоянии 100 800 км, он близко подлетел к Энцеладу, Тетису, Гипериону, Япету, Фебае и ряду других лун. Вояджер-2, получив гравитационное ускорение от планеты, направился к Урану (успешный пролет в 1986 году) и Нептуну (успешный пролет в 1989 году), после чего он продолжил странствие к границам Солнечной системы.

Кассини-Гюйгенс


Виды Сатурна с аппарата Кассини

По-настоящему изучить планету с постоянной орбиты смог зонд НАСА Кассини-Гюйгенс, который прибыл к планете в 2004 году. В рамках своей миссии, космический корабль доставил зонд Гюйгенс на поверхность Титана.

ТОП 10 изображений Кассини

Кассини в настоящее время завершил свою главную миссию и продолжает изучать систему Сатурна и его спутников вот уже много лет. Среди его открытий стоит отметить обнаружение гейзеров на Энцеладе, морей и озер из углеводородов на Титане, новые кольца и спутники, а также данные и фотографии с поверхности Титана. Ученые планируют закончить миссию Кассини в 2017 году, из-за сокращения бюджета НАСА, выделяемого на планетарные исследования.

Будущие миссии

Ждать следующей миссии Titan Saturn System Mission (TSSM) следует не раньше 2020, а скорее гораздо позже. Используя гравитационные маневры у Земли и Венеры, этот аппарат сможет достигнуть Сатурна ориентировочно в 2029 году.

Предусмотрен четырехлетний план полета, в котором 2 года отведены на исследование самой планеты, 2 месяца на исследование поверхности Титана, в котором будет задействован посадочный модуль и 20 месяцев изучение спутника с орбиты. В этом, поистине грандиозном проекте, возможно, примет участие и Россия. Будущее участие федерального агентства Роскосмоса уже обсуждается. Пока до реализации этой миссии далеко, у нас еще есть возможность наслаждаться фантастическими снимками Кассини, которые он передает регулярно и к которым есть доступ у всех желающих уже спустя несколько дней после их передачи на Землю. Удачного вам исследования Сатурна!

Ответы на наиболее распространенные вопросы

  1. В честь кого назвали планету Сатурн? В честь римского бога плодородия.
  2. Когда была открыт Сатурн? Он известен с древнейших времен, и невозможно установить, кто первым определил, что это планета.
  3. На каком расстоянии от Солнца расположен Сатурн? Среднее расстояние от Солнца равно 1,43 млрд км, или 9,58 а.е.
  4. Как найти его на небе? Лучше всего используйте поисковые карты и специализированное программное обеспечение, например, программу Stellarium.
  5. Какие координаты плаенты? Так как это планета, то координаты ее меняются, узнать эфемериды Сатурна можно на специализированных астрономических ресурсах.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 71291

Запись опубликована: 21.12.2012
Автор: Максим Заболоцкий

Планета Сатурн

Сатурн почти вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер, почти на 900 миллионов миль. Он второй по величине в нашей Солнечной системе, уступает только Юпитеру, но масса Сатурна намного меньше. Удельный вес Сатурна меньше, чем у воды, а это значит, что он будет плавать в водоеме! Как и Юпитер, Сатурн вращается очень быстро и совершает оборот примерно за 10 часов. Чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, требуется немногим более 29 лет. У Сатурна есть 60 подтвержденных спутников, многие из которых похоронены внутри меньших кольцевых систем Сатурна, которые открываются космическим кораблем НАСА Cassini .Астрономам очень трудно подсчитать количество лун, вращающихся вокруг Сатурна, потому что трудно отличить крошечные луны от многочисленных глыб льда, составляющих более мелкие локоны Сатурна. Большой спутник Титан является наиболее интересным с точки зрения состава атмосферы (упоминается ниже). Вероятно, в будущем будет найдено больше спутников, когда астрономы диагностируют маленькие тонкие кольца Сатурна и отделят глыбы льда от реальных спутников.

Атмосфера и погода: Атмосфера Сатурна, одного из четырех газовых гигантов, очень похожа на атмосферу Юпитера.Водород составляет почти всю атмосферу, с меньшим количеством гелия и гораздо меньшими количествами метана и аммиака. На Сатурне также есть облака, состоящие из кристаллов аммиачного льда, но верхняя часть облаков значительно холоднее, чем Юпитер, приближающийся к -400 градусов по Фаренгейту. Однако, начиная с -300 градусов по Фаренгейту, аммиак замерзнет прямо из облаков. Как и у других газовых гигантов, граница поверхности Сатурна с атмосферой довольно туманна и, вероятно, имеет небольшое каменное ядро, окруженное жидкой и очень толстой атмосферой.

Сатурн значительно холоднее, чем Юпитер, находясь дальше от Солнца, со средней температурой около -285 градусов по Фаренгейту. Скорость ветра на Сатурне чрезвычайно высока, она была измерена на скорости чуть более 1000 миль в час, что значительно выше, чем у Юпитера.

Один интересный аспект Сатурна — его самый большой спутник, Титан (фактически, Титан — второй по величине спутник в солнечной системе после Ганимеда Юпитера). Титан — единственный известный спутник в Солнечной системе, имеющий атмосферу, состоящую из азота и метана, и является наиболее похожим на Землю объектом в Солнечной системе.Недавно космический корабль Cassini и европейский зонд Huygens подтвердили многие теории, связанные с Титаном, включая наблюдение облаков, свидетельства дождя, сезонных колебаний и даже ледяных вулканов.

Примечания: Сатурн — последняя планета в нашей солнечной системе, которая хорошо видна невооруженным глазом. Кольца Сатурна на самом деле представляют собой сложную серию сотен узких «локонов», которые, в свою очередь, состоят из бесчисленного количества ледяных кусков. Размер этих кусков льда варьируется от частицы пыли до нескольких сотен ярдов.Но средний размер — около трех футов. Некоторые из колец не толще 10 миль в ширину.

БЫСТРЫЕ ФАКТЫ
( Данные взяты из НАСА Годдарда)
Среднее расстояние от Солнца 887 000 000 миль
Перигелий 838 600 000 миль
Афелий 940 000 000 миль
Звездное вращение 10.656 земных часов
Продолжительность светового дня 10,656 Земных часов
Звездная революция 29,48 земных лет
Диаметр на экваторе 74732 мили (2-я по величине планета)
Наклон оси 26,73 градуса
Луны 62 известных
Атмосфера Водород (96.3%), гелий (3,25%), следовые количества метана и аммиака
Первооткрыватель Неизвестно
Дата открытия Доисторические

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

Среднее расстояние от Солнца: Среднее расстояние от центра планеты до центра Солнца.
Перигелий: Точка на орбите планеты, ближайшая к Солнцу.
Афелий: Точка на орбите планеты, наиболее удаленная от Солнца.
Звездное вращение: Время, за которое тело совершит один оборот вокруг своей оси относительно неподвижных звезд, таких как наше Солнце. Сидерическое вращение Земли составляет 23 часа 57 минут.
Продолжительность дня: Среднее время, за которое Солнце переместится из положения полудня на небе в точку на экваторе обратно в то же положение. Продолжительность дня Земли = 24 часа
Звездное вращение: Время, необходимое для совершения одного полного оборота вокруг Солнца.
Наклон оси: Если представить, что плоскость орбиты тела идеально горизонтальна, то наклон оси — это величина наклона экватора тела относительно плоскости орбиты. Земля наклонена вокруг своей оси в среднем на 23,45 градуса.

Температура Сатурна: одна прохладная планета

Сатурн — довольно прохладная планета со средней температурой минус 288 градусов по Фаренгейту (минус 178 градусов по Цельсию). Хотя есть некоторые небольшие различия при путешествии от экватора к полюсам, большая часть колебаний температуры Сатурна является горизонтальной.Это связано с тем, что большая часть тепла планеты исходит из ее внутренних частей, а не от солнца.

Эти красные, оранжевые и зеленые облака (ложный цвет) в северном полушарии Сатурна указывают на хвостовую часть мощного шторма, который начался в декабре 2010 года. Даже после того, как видимые признаки шторма начали исчезать, измерения в инфракрасном диапазоне продолжали выявлять мощные эффекты за работой в стратосфере Сатурна. (Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / Институт космических наук)

Слои газа

Сатурн в основном состоит из водорода с небольшим количеством гелия.Такие газы, как сера, метан, аммиак, азот и кислород, находятся в атмосфере планеты, образуя красочные полосы.

Температура в атмосфере Сатурна увеличивается вместе с давлением по мере приближения к центру. Как гигантская газовая планета Сатурн не имеет твердой земли; ученые установили поверхность планеты в точке, где давление равно уровню моря на Земле.

Сатурн содержит три слоя облаков. Верхние слои аммиачного льда имеют температуру от минус 280 F (минус 173 C) до минус 170 F (113 C).Следующий слой содержит водяной лед с температурой от минус 127 F (минус 88 C) до 26 F (минус 3 C). Температура в нижних слоях поднимается до 134 F (57 C). Давление в этом регионе равняется давлению в нескольких милях под земным океаном.

Когда «Вояджер-2» отправился на окольцованную планету, он обнаружил, что температуры около северного полюса были примерно на 18 F (10 C) ниже, чем в средних широтах, разница, которая может быть сезонной.

Источники тепла

Сатурн содержит твердое ядро, в 10-20 раз превышающее массу Земли, которое окружено жидким металлическим водородом.Это массивное ядро, вероятно, было первой созданной частью планеты, и оно удерживало газ в процессе формирования планеты. Выходя из ядра, жидкий водород становится менее металлическим, постепенно переходя в газ по мере удаления от центра планеты.

Температура в салоне может достигать 21 000 F (11700 C). Поскольку расстояние до Сатурна от Солнца составляет в среднем 886 миллионов миль (1,4 миллиарда километров), большая часть тепла планеты исходит от ее ядра. Сатурн излучает в космос в два раза больше тепла, чем получает от Солнца.Большая часть тепла вызвано гравитационным сжатием планеты, но ученые предполагают, что часть тепла может происходить из-за трения, создаваемого гелием, погружающимся внутрь планеты.

— Нола Тейлор Редд, участник SPACE.com

Связанный:

Температурные диапазоны Сатурна | Sciencing

Из-за близости к Солнцу температура поверхности Земли широко варьируется от полюсов до экватора, но на Сатурне ситуация иная, где Солнце появляется на небе как яркая звезда.На поверхности средняя температура Сатурна колеблется от -185 градусов по Цельсию (-300 градусов по Фаренгейту) до -122 C (-188 F).

Изменение температуры связано с внутренними процессами на планете, а не с солнцем. Когда вы ныряете сквозь облака, температура повышается до земных. По сути, ученые считают, что температура Сатурна составляет более 8300 C (14 972 F), что выше, чем на поверхности Солнца.

Нет сезонных колебаний температуры

Земных 23.Наклон оси на 4 градуса отвечает за его сезонные колебания. Сатурн имеет сопоставимый наклон в 26,75 градуса, но он слишком далеко от Солнца, чтобы испытывать времена года так же, как на Земле. Тем не менее, ультрафиолетовый солнечный свет вызывает признаки сезонных колебаний в виде изменения цвета в верхних слоях атмосферы. С наступлением зимы полушарие, обращенное от солнца, приобретает голубоватый оттенок, который, по мнению ученых, вызван реакцией ультрафиолетового солнечного света с метаном в верхних слоях атмосферы.Однако температура двух полушарий остается примерно одинаковой.

Сатурн генерирует собственное тепло

Как и все планеты Юпитера, Сатурн генерирует больше тепла, чем получает от Солнца. В случае с Сатурном это более чем вдвое больше, чем на любой другой планете. Часть этого тепла возникает из-за сжимающих сил в его ядре, а часть тепла возникает из-за трения, создаваемого гелиевым дождем, падающим через атмосферу. Сочетание этих двух явлений обеспечивает более или менее равномерную температуру на поверхности.Однако жара также вызывает ураганы в верхних слоях атмосферы, и температура в некоторых из этих штормов может быть выше или ниже окружающей атмосферы.

Погружение в атмосферу

Когда зонд «Кассини» врезался в Сатурн 15 сентября 2017 года, силы трения сожгли его, как метеор. Если бы он смог выжить, он достиг бы слоя облаков, содержащих водяной лед, и зарегистрировал бы температуру в диапазоне от -88 C (-127 F) до комфортных -3 C (27 F).Если бы он продолжил работу, он испытал бы еще более высокие температуры около 57 C (134 F). По мере продолжения — если бы это было возможно — температура неуклонно повышалась бы с увеличением атмосферного давления, пока не достигла бы слоя металлического водорода, который, вероятно, образует границу между атмосферой и каменным ядром.

Горячие полярные точки

На планетах, расположенных ближе к Солнцу, температуры на полюсах ниже, чем на экваторе, но на Сатурне все наоборот.Температура на полюсах выше, чем где-либо еще. Температура стратосферы повышается примерно до -129 C (-200 F) на 70 градусах широты, а на полюсах — -122 C (-188 F). Ученые не уверены, почему это происходит, но считают, что это может иметь какое-то отношение к поглощающим солнечный свет частицами в атмосфере.

Какова средняя температура поверхности планет в нашей Солнечной системе?

Не секрет, что Земля — ​​единственная обитаемая планета в нашей Солнечной системе.На всех планетах, кроме Земли, отсутствует воздухопроницаемая атмосфера для земных существ, но также многие из них слишком горячие или слишком холодные, чтобы поддерживать жизнь. «Обитаемая зона», которая существует в каждой системе планет, вращающихся вокруг звезды. Планеты, находящиеся слишком близко к своему солнцу, расплавлены и токсичны, а планеты, находящиеся слишком далеко за его пределами, ледяные и замороженные.

Но в то же время силы, отличные от положения относительно нашего Солнца, могут влиять на температуру поверхности. Например, некоторые планеты заблокированы приливом, что означает, что у них одна из сторон постоянно обращена к Солнцу.Другие нагреваются внутренними геологическими силами и достигают некоторого тепла, которое не зависит от воздействия солнечных лучей. Так насколько же горячие и холодные миры в нашей Солнечной системе? Какие именно температуры на поверхности этих скалистых миров и газовых гигантов делают их неприветливыми для жизни в том виде, в каком мы ее знаем?

Меркурий:

Из восьми наших планет Меркурий находится ближе всего к Солнцу. Таким образом, можно было бы ожидать, что он будет испытывать самые высокие температуры в нашей Солнечной системе. Однако, поскольку Меркурий также не имеет атмосферы и вращается очень медленно по сравнению с другими планетами, температура поверхности колеблется в довольно широких пределах.

Это означает, что сторона, открытая солнцу, остается открытой в течение некоторого времени, позволяя температуре поверхности достигать 465 ° C. Между тем, с темной стороны, температура может опускаться до -184 ° C. Следовательно, Меркурий колеблется от экстремальной жары до экстремального холода и не является самой горячей планетой в нашей Солнечной системе.

Венера — невероятно горячий и враждебный мир из-за сочетания плотной атмосферы и близости к Солнцу. Кредит изображения: НАСА / Лаборатория реактивного движения

Венера:

Эта честь достается Венере, второй ближайшей к Солнцу планете, которая также имеет самые высокие средние температуры поверхности — до 460 ° C на регулярной основе.Частично это связано с близостью Венеры к Солнцу, находящейся как раз на внутреннем крае зоны обитаемости, но также и с плотной атмосферой Венеры, которая состоит из тяжелых облаков из углекислого газа и двуокиси серы.

Эти газы создают сильный парниковый эффект, который задерживает значительную часть солнечного тепла в атмосфере и превращает поверхность планеты в бесплодный расплавленный ландшафт. Поверхность также отмечена обширными вулканами и потоками лавы и покрыта облаками серной кислоты.Ни в коем случае не гостеприимное место!

Земля:

Земля — ​​третья планета от Солнца, и пока это единственная известная нам планета, способная поддерживать жизнь. Средняя температура поверхности здесь составляет около 14 ° C, но она варьируется в зависимости от ряда факторов. Во-первых, ось нашего мира наклонена, что означает, что одно полушарие наклонено к Солнцу в определенное время года, а другое — наклонно.

Это не только вызывает сезонные изменения, но и обеспечивает более высокую температуру в местах, расположенных ближе к экватору, а в местах на полюсах — холоднее.Поэтому неудивительно, почему самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, была в пустынях Ирана (70,7 ° C), а самая низкая была зафиксирована в Антарктиде (-89,2 ° C).

Тонкая атмосфера Марса, видимая на горизонте, слишком слаба, чтобы сохранять тепло. Предоставлено: НАСА

Марс:

.

Средняя температура поверхности Марса составляет -55 ° C, но на Красной планете также наблюдается некоторая изменчивость: в полдень температура колеблется от 20 ° C на экваторе до -153 ° C на полюсах.В среднем, однако, она намного холоднее Земли, так как находится на внешнем краю обитаемой зоны и из-за ее тонкой атмосферы, которой недостаточно для удержания тепла.

Кроме того, температура его поверхности может варьироваться на целых 20 ° C из-за эксцентрической орбиты Марса вокруг Солнца (что означает, что он ближе к Солнцу в определенных точках своей орбиты, чем в других).

Юпитер:

Поскольку Юпитер — газовый гигант, у него нет твердой поверхности, поэтому у него нет температуры поверхности.Но измерения, сделанные с верхней части облаков Юпитера, показывают температуру примерно -145 ° C. Ближе к центру температура планеты повышается из-за атмосферного давления.

В точке, где атмосферное давление в десять раз больше, чем на Земле, температура достигает 21 ° C, что мы, земляне, считаем комфортной «комнатной температурой». В ядре планеты температура намного выше, достигая 35 700 ° C — это жарче, чем даже поверхность Солнца.

Сатурн и его кольца, видимые сверху космическим кораблем «Кассини». Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук / Гордан Угаркович

Сатурн:

Из-за удаленности от Солнца Сатурн — довольно холодный газовый гигант со средней температурой -178 ° по Цельсию. Но из-за наклона Сатурна южное и северное полушария нагреваются по-разному, что вызывает сезонные колебания температуры.

И так же, как Юпитер, температура в верхних слоях атмосферы Сатурна холодная, но увеличивается ближе к центру планеты.Считается, что в ядре планеты температура достигает 11700 ° C.

Уран:

Уран — самая холодная планета в нашей Солнечной системе с самой низкой зарегистрированной температурой -224 ° C. Несмотря на удаленность от Солнца, наибольший фактор, способствующий его холодной природе, связан с его ядром.

Как и другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе, ядро ​​Урана выделяет гораздо больше тепла, чем поглощается Солнцем. Однако при внутренней температуре около 4737 ° C внутренняя часть Урана дает только одну пятую тепла, которое дает Юпитер, и менее половины тепла Сатурна.

Нептун, сфотографированный космическим аппаратом «Вояджер 2». Изображение предоставлено NASA / JPL

Нептун:

При температурах в верхних слоях атмосферы Нептуна до -218 ° C, планета является одной из самых холодных в нашей Солнечной системе. И, как и у всех газовых гигантов, у Нептуна гораздо более горячее ядро, температура которого составляет около 7000 ° C.

Короче говоря, Солнечная система работает от очень холодных до экстремально жарких, с большим разбросом и лишь в нескольких местах с умеренным климатом, достаточным для поддержания жизни. И из всего этого только планета Земля, кажется, обеспечивает тщательный баланс, необходимый для ее постоянной поддержки.

Universe Today есть много статей о температуре каждой планеты, включая температуру Марса и температуру Земли.

Вы также можете ознакомиться с этими статьями о фактах о планетах и ​​обзоре планет.

У НАСА есть отличный график, на котором сравниваются температуры всех планет в нашей Солнечной системе.

Astronomy Cast имеет эпизоды на всех планетах, включая Меркурий.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Факты о Сатурне — Интересные факты о планете Сатурн

Эффектное изображение затмевающей Солнце планеты Сатурн

  • Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по величине в мире. Солнечная система.
  • Планета примерно в 10 раз больше Земли и имеет диаметр 74 900 миль (120 540 км).
  • Он вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 886 миллионов миль (1.4 миллиарда км).
  • Сатурн — газовый гигант, почти полностью состоящий из водорода и гелия, но, возможно, имеющий небольшое скалистое ядро.
  • Из-за огромного давления водород существует в виде слоев жидкости и металлической жидкости под толстой атмосферой Сатурна.
  • Сатурн имеет семь основных отдельных колец, сделанных изо льда. и частицы пыли.
  • Его основные кольца простираются более чем на 200 000 км, но их толщина колеблется от 5 до 15 метров.
  • Считается, что кольца Сатурна в конечном итоге разойдутся и втянутся в планета.
  • Ветры в верхних слоях атмосферы Сатурна могут достигать более 1000 миль (1600 км) в час.
  • Сатурн имеет самую низкую плотность из всех планет Солнечной системы, так что чтобы он плавал в воде.

Полосчатая атмосфера Сатурна

Очень необычный вихрь шестиугольной формы, расположенный на северном полюсе Сатурна

Атмосфера Сатурна

Атмосфера Сатурна состоит из 96 человек.3% водорода и 3,25% гелия, а остальные полпроцента составляют микроэлементы. К сожалению, атмосфера Сатурна не соответствует его впечатляющей системе колец, в отличие от своего соседа Юпитера, его облачный покров по сравнению с ним довольно мягкий. Подобно Юпитеру, верхняя атмосфера Сатурна образует полосы, но они намного тусклее и крупнее, чем на Юпитере. Сатурн действительно обладает одной атмосферной особенностью, которой позавидовал бы даже Юпитер, — вихрем причудливой шестиугольной формы на его северном полюсе.Вихрь составляет около 30 000 км в поперечнике, что более чем в два раза превышает диаметр Земли. В центре вихря — огромный шторм, Возможно, существовал веками, считается, что необычная шестиугольная форма, окружающая шторм, создана потоками воздуха.

Орбита Сатурна

Сатурну требуется почти 30 лет, чтобы сделать один полный оборот вокруг Солнца, и он вращается вокруг своей оси каждые 10 часов 39 минут по сравнению с 24 часами на Земле, только Юпитер вращается быстрее.

Температура Сатурна

Температура в верхних слоях атмосферы Сатурна в среднем составляет около -175 ° C (-285 ° F). Температура ниже облаков становится значительно выше. Ядро Сатурна имеет температуру около 11700 ° C (21000 ° F).

Лун

У Сатурна 82 спутника, больше, чем у любой планеты Солнечной системы, хотя только 25 из них имеют диаметр не менее 6 миль (10 км), наиболее интересными из них являются Titan и Энцелад .

Самые большие спутники Сатурна

Название: Titan
Диаметр: 5150 км
Масса: 1,8 x Земля Луна
Орбита: 1,2 млн км
Период обращения: 16 дней
Титан — самый большой из спутников Сатурна и второй по величине во всей Солнечной системе. Это также единственная луна в Солнечной системе, обладающая значительной атмосферой. и единственное тело, кроме Земли, с большими участками жидкости на поверхности. Имя: Rhea
Диаметр: 1528 км
Масса: 0.03 x Земля Луна
Орбита: 850 000 км
Период обращения: 4,5 суток
Рея — вторая по величине луна Сатурна и девятая по величине в Солнечной системе. Он в основном состоит из водяного льда, что объясняет его чрезвычайно низкую массу, Как и наша луна, Рея заблокирована приливом, то есть одна и та же сторона всегда обращена к Сатурну. Имя: Iapetus
Диаметр: 1470 км
Масса: 0,025 x Земля Луна
Орбита: 3,6 млн км
Период обращения: 79 суток
Япет — третий по величине спутник Сатурна.Как и Рея, он в основном состоит из водяного льда и также заблокирован приливом. Япет отличается поразительными различиями в цвете: одна сторона луны очень яркая, а другая темно-коричневая.

Происхождение имени

Римляне назвали планету Сатурнами в честь своего бога сельское хозяйство.

Жизнь на Сатурне

Ученые сомневаются, что на Сатурне могла существовать какая-либо форма жизни.

Кольца Сатурна

Естественное цветное изображение колец Сатурна

Кольца Сатурна — самое впечатляющее зрелище Солнечной системы, веками восхищавшее астрономов. Наука еще не выяснила, как они образовались, но считается, что они состоят из обломков астероида или кометы, сталкивающихся с одним из спутников Сатурна. В основном они состоят из льда с меньшим количеством пыли и других частиц.Они были названы в алфавитном порядке в порядке их обнаружения и различаются толщиной и шириной. Основными внутренними кольцами, направленными наружу от планеты, являются D, C.B, A и F. Кольцо B является самым большим и ярким, его предполагаемая толщина составляет около 10 метров, а ширина — 16 000 миль (25 000 км). Есть также более слабые внешние кольца G и E и самое недавно обнаруженное кольцо Фиби, которое находится в 8 миллионах миль (15 миллионов км) от планеты. Считается, что он состоит из обломков одного из спутников Сатурна, Фиби.В кольцах также есть промежутки, самое большое из которых называется Дивизия Кассини, названная в честь итальянского астронома Джованни Кассини, ширина промежутка составляет почти 8000 км. Именно через один из этих промежутков космический корабль Кассини-Гюйгенс должен был пройти, приближаясь к Сатурну. Ученые из НАСА затаили дыхание, но, к счастью, ему удалось успешно пройти и продолжить свою миссию.

Спутники на орбите Сатурна

Статистика планеты Сатурн

Диаметр: 74 900 миль (120 540 км)
Среднее расстояние от Солнца: 886 миллионов миль (1.4 млрд км)
Период обращения: 29,4 года
Период обращения: 10,66 часа
Максимальные температуры: 11700C (21000F) (сердцевина)
Минимальные температуры: -178C (-288F) (вершины облачности)
Плотность: 10,4 м / с 2 (1,06 x земное притяжение)
Плотность: 0,7 г / см 3 (12,7% плотности Земли)
Масса: 5,6851 x 10 26 кг (95 x Масса Земли)
Объем: 8.2713 x 10 14 км 3 (764 x Объем Земли)
Атмосфера: 96% водорода, 3% гелий, 0,4% метана, 0,01% аммиака, 0,01% дейтерида водорода, 0,0007% этана.

Какова температура на Сатурне и есть ли у него времена года?

Судя по изображениям Сатурна, легко подумать, что планета такая же безмятежная, как выглядит в телескоп.

Оказывается, нет.

Температура на Сатурне непостоянна, и не меняется сезонно , как на Земле. Однако в течение сатурнианского года (29 земных лет) в атмосфере планеты происходит крошечных бурь и ураганов.

Каждые 30 земных лет или один сатурнианский год, например, происходит огромный шторм под названием Большое белое пятно , которое окружает всю планету. Этот периодический шторм сопровождается вспышками молний.

Более того, на Сатурне есть также долгосрочные особенности, такие как образование гексагонального облака на северном полюсе планеты.

Откуда мы все это знаем? Что ж, многие космические корабли побывали на планете и предоставили нам много информации.

Давайте копнемся.

Температура Сатурна

Средняя температура Сатурна колеблется в районе -218 ° F (-138 ° C). Максимальная температура планеты, составляющая 11700 ° C (21000 ° F), достигается в ее внутреннем пространстве, и чем дальше оттуда движется наружу, тем холоднее становится.

Находясь на орбите на расстоянии 1,4 миллиарда километров от Солнца, Сатурн излучает изнутри вдвое больше тепла, чем получает от Солнца. Это имеет любопытный эффект удаления сезонности из погоды Сатурна.

На Земле мы знакомы с сезонными изменениями температуры: летом жарче, а зимой прохладнее. Однако, хотя Земля и Сатурн имеют одинаковые осевые наклоны (Сатурн — 27 °, Земля — ​​23,5 °), Сатурн не испытывает заметных изменений температуры , когда он вращается вокруг Солнца.

Стабильность погоды обусловлена ​​тем, что большая часть получаемого тепла исходит не от Солнца, а от него самого.

Насколько сильно Сатурн нагревается от Солнца?

Сатурн получает на один процент больше солнечного света, чем мы получаем здесь, на Земле.

Однако Сатурн излучает вдвое больше в космос , указывая на то, что у него есть активное ядро, которое постоянно выделяет тепло.

Атмосфера Сатурна

Возможно, вы знаете, что у Сатурна нет поверхности как таковой.Он состоит из сложных слоев , которые, если их очистить, как слои лука, раскроются.

Атмосфера Сатурна в основном состоит из водорода с примерно 18-25% гелия и 2% других молекул в следовых количествах. Узнайте больше о том, из чего состоит атмосфера Сатурна.

То, что мы видим с Земли, — это самый верхний слой, содержащий ледяного аммиака . Именно это химическое вещество придает Сатурну мутно-желтый цвет. Аммиак имеет ледяную природу, потому что молекулы поднялись так далеко от ядра, что температура стала достаточно низкой, чтобы они замерзли.

Другие молекулы также придают верхним слоям атмосферы оттенков коричневого . Диапазон температур от -280 ° F (-173 ° C) до -170 ° F (-113 ° C).

Второй слой атмосферы содержит молекул метана и молекул водяного льда. Диапазон температур составляет от -127 ° F (88 ° C) до 26 ° F (-3 ° C).

Начиная с третьего слоя, температура увеличивается до 134 ° F (57 ° C) до ядра, где температура составляет 21000 ° F (11700 ° C) .

Гексагональное образование облаков

Северный полюс Сатурна отличается уникальной устойчивой облачной структурой.

Образование шестиугольного облака Сатурна (Источник)

Оно состоит из струйных потоков , движущихся со скоростью 320 километров в час . Он имеет отчетливо шестиугольную форму, длину 9 000 миль (14 500 км), ширину 18 000 миль (29 000 км) и расположен на 78 ° северной широты.

Этот «шестиугольник», открытый космическим кораблем «Вояджер» в 1981 году, не смещается по долготе: он остается на том же месте с момента своего открытия.Что меняет, так это его цвет. С 2012 по 2016 год облако изменило свой цвет с синего на золотой .

Мы действительно не знаем, что заставило этот шестиугольник сформироваться, и какие силы в атмосфере Сатурна управляют его существованием. Одна ведущая теория предполагает, что атмосферные ветры на северном полюсе приводят к этому образованию и что сам шестиугольник находится в воздухе на высоте сотен миль над облаками.

Большое белое пятно

Каждая планета подвержена штормам, и Сатурн не исключение.

Раз в 30 лет, то есть в один год Сатурна, газовый гигант испытывает жестокие бури, вызванные возмущениями облаков. Лидером среди этих штормов по размеру и необычности является Великое белое пятно .

Эта буря начинается в виде отдельных пятен в атмосфере Сатурна, и окружает планету в течение шести месяцев . Часто голова бури касается его хвоста, и он начинает смертельно брызгать слюной.

Большое белое пятно Сатурна (Источник)

За последние 140 лет Большое белое пятно произошло шесть раз по , причем последнее из них было замечено в декабре 2010 года.

Хотя сама буря хорошо видна, наше понимание того, что ее вызывает, все еще туманно.

Одно из объяснений состоит в том, что шторм, который происходит между экватором и средними широтами, случается летом на Сатурне, когда высокие температуры вызывают ветры. И более десяти вспышек молнии в секунду тоже не редкость.

Климат и погода на Сатурне

На Сатурне наблюдаются экстремальные погодные условия и штормовой климат.

Мы уже видели образование шестиугольного облака на северном полюсе, которое вызвано турбулентными атмосферными движениями.Скорость ветра на газовом гиганте достигает 500 миль в секунду — второе место в Солнечной системе после Нептуна.

Крошечные штормы и ураганы, сопровождающиеся вспышками молний, ​​обычны в течение года. Отчасти это происходит из-за разницы в скоростях вращения атмосферы и ядра (помните, что Сатурн состоит из слоев атмосферы, и каждый из них вращается с разной скоростью).

Откуда мы все это знаем?

Это правда, что мы (пока) не можем добраться до Сатурна, но космический корабль может! И четверо из них сделали.Конечно, у Сатурна нет поверхности, на которую можно было бы приземлиться космическому кораблю, но было еще много чему поучиться из изображений и данных, которые были отправлены от них, когда они вращались вокруг планеты.

Первым космическим аппаратом был Pioneer 11 , который в 1979 году обеспечил первый близкий вид Сатурна. Он также подтвердил существование магнитного поля Сатурна и изобилие водорода в атмосфере планеты.

Изображение Сатурна «Пионером 11» (Источник)

В 1980 и 1981 годах «Вояджер-1» и «Вояджер-2 » пролетели над Сатурном.Их изображения выявили много интересных деталей и новых спутников в мире Сатурна, но только после миссии Кассини в 2004 году понимание ученых о Сатурне по-настоящему укрепилось.

Данные миссии ответили на многие вопросы о Сатурне и его лунной системе, но также подняли многие другие. Самая неожиданная находка в ходе миссии была получена на спутниках Сатурна Титане и Энцеладе, которые, по мнению ученых, имеют много общего с Землей.

После 13 лет близкого изучения Сатурна космический аппарат «Кассини» погрузился в газовый гигант.Даже тогда он отправил обратно изображения из системы колец Сатурна, предоставив первый в истории вид колец изнутри.

Вид Сатурна «Кассини» (Источник)

Резюме

Сатурн, как мы видели, не похож на спокойную безмятежную планету, которую он выглядит на изображениях.

Штормы, ураганы и быстрые ветры — обычное явление на планете в течение всего года. Они вызваны разными скоростями вращения каждого слоя атмосферы.

Есть также более долгосрочные особенности, такие как образование гексагонального облака на северном полюсе.Температурные изменения на Сатурне не являются сезонными, как на Земле, но газовый гигант действительно испытывает колебания, когда человек движется от ядра, где он наиболее горячий, к внешним слоям, где настолько холодно, что аммиак существует в ледяной форме. .

Из-за этого изменения трудно дать точный ответ относительно температуры Сатурна, но она колеблется от -280 ° F (-138 ° C) на внешней поверхности до 21000 ° F (11700 ° C) при температуре. его ядро.


Написано доктором Аланом Штраусом

Какая погода на Марсе, Меркурии, Юпитере, Венере, Сатурне, Нептуне и во всей Солнечной системе? — Fun Kids

На Земле бывает много разных типов погоды.Дождь, ветер, солнце, град, снег, туман, смог, гром, ураганы, облака…

Знаете ли вы, что на планетах тоже есть свои типы погоды ?!

Вы когда-нибудь задумывались:

  • На Меркурии идет снег?
  • На Венере идет дождь?
  • Есть ли облака на других планетах?
  • Какая погода на Марсе?

Давайте совершим экскурсию по нашей солнечной системе и узнаем все о различных типах космической погоды на других планетах!

Меркурий

Поскольку у Меркурия почти нет атмосферы, у него нет погоды, такой как штормы, облака, ветер или дождь!

Но поверхность Меркурия может достигать 427 градусов в течение дня (потому что это так близко к Солнцу) и может опускаться до -187 ночью (потому что нет атмосферы, удерживающей дневное тепло).

Венера

На Венере самая прохладная погода на планете!

На поверхности планета жарится при температуре более 450 градусов под удушающим покровом кислотных облаков и сокрушающей атмосферой, давление которой более чем в 90 раз превышает давление на Земле.

Марс

Марс намного холоднее Земли. Средняя температура колеблется от -20º до комфортных 20º!

Атмосфера Марса состоит из 95% углекислого газа, 3% азота, 1.6% аргона, а остальное — следовые количества кислорода, водяного пара и других газов.

Юпитер

Юпитер испытывает штормы, которые могут достигать тысячи миль в диаметре за несколько часов!

На планете также наблюдаются ураганы, молнии и полярные сияния в некоторых областях. На самом деле погода на Юпитере настолько экстремальная, что ее можно увидеть из космоса!

Сатурн

На Сатурне происходят сильные электрические бури, производящие огромное количество энергии!

На Юпитере есть нечто, известное как «Большое красное пятно», которое представляет собой сильный шторм! У Сатурна есть нечто подобное, известное как «Большое белое пятно»!

Нептун

У Нептуна самая странная погода во всей солнечной системе! Это так сильно разнится!

В атмосфере есть темные пятна, которые приходят и уходят.Это как облака, которые очень быстро меняются! Еще на Нептуне очень холодно, -214º!

Если вы хотите узнать больше о космической погоде, посмотрите Deep Space High: Intergalactic Weather Watch ! Сэма, Статса и Кварка рассказывают о солнечных вспышках, космических лучах, выбросах корональной массы и многом другом!

Подкаст о космосе — от подготовки космонавтов до планет Солнечной системы!

Подкаст о космосе — от подготовки космонавтов до планет Солнечной системы!

Deep Space High: Межгалактическая служба погоды, при поддержке Совета по науке и технологиям. .