Планета Сатурн 11 кл.

Майкос Кирилл 11А , СОШ №1

Г. Олонца

Учитель Жукова Е.В.

Планеты Гиганты. Планета Сатурн

Планеты Гиганты

• Сатурн - шестая планета  от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера

Происхождение планеты Сатурн

гипотеза «контракции»:

состав Сатурна, схожий с Солнцем (большая доля водорода), и, как следствие, малую плотность можно объяснить тем, что в процессе формирования планет на ранних стадиях развития Солнечной системы в газопылевом диске образовались массивные «сгущения», давшие начало планетам, то есть Солнце и планеты формировались схожим образом. Тем не менее, эта гипотеза не может объяснить различия состава Сатурна и Солнца

Гипотеза «аккреции»: процесс образования Сатурна происходил в два этапа. Сначала в течение 200 миллионов лет шёл процесс формирования твёрдых плотных тел. На протяжении нескольких сотен тысяч лет длился процесс аккреции газа на эти тела из первичного протопланетного облака. Затем начался второй этап, когда самые крупные тела достигли удвоенной массы Земли (температура наружных слоёв Сатурна достигала 2000 °C)

Состав и описание атмосферы Сатурна

Сатурн относится к типу  газовых планет : он состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности.

• Состав:
• 96% приходится на водород ;
• 3% — на гелий;
• 1% — не всевозможные примеси (метан, аммиак, этан).
• Льды:
• Аммиачные,Водяные,Гидросульфид аммония

Некоторые газы могут быть обнаружены в состоянии жидкостей или расплавленных масс.

По мере возрастания давления водород обретает жидкую форму, а показатель давления и температуры увеличивается.

По атмосферной плотности состав Сатурна находится на последнем месте среди всех планет Солнечной системы. Она равна 0,687 грамм на кубический сантиметр. Это ещё ниже, чем вода,

Строение планеты Сатурн

Экваториальный радиус планеты равен 60 300 км, полярный радиус — 54 400 км. из всех планет Солнечной системы Сатурн обладает наибольшим сжатием. Масса планеты в 95,2 раза превышает массу Земли. В качестве продолжительности оборота Сатурна вокруг оси принята величина 10 часов, 34 минуты и 13 секунд. Имеются кольца: Южные и Северные. Сатурн — единственная планета, у которой осевая скорость вращения на экваторе больше орбитальной скорости вращения (9,87 км/с и 9,69 км/с соответственно). Так же циркуляция атмосферы происходит не только в слое верхних облаков, но и на глубине, по крайней мере, до 2 тыс. км. В центре планеты находится массивное ядро из твёрдых и тяжёлых материалов — силикатов, металлов и льда. Температура ядра достигает 11 700 °C, а энергия, которую Сатурн излучает в космос, в 2,5 раза больше энергии, которую планета получает от Солнца. дополнительная часть тепла создаётся за счёт конденсации и последующего падения капель гелия через слой водорода (менее плотный, чем капли) вглубь ядра.  По оценкам, область ядра имеет диаметр приблизительно 25 000 км.

Кольца Сатурна

• Существует три основных кольца и четвёртое — более тонкое. Все вместе они отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Кольцо В — центральное, самое широкое и яркое, оно отделяется от внешнего кольца А щелью Кассени шириной почти 4000 км, в которой находятся тончайшие, почти прозрачные кольца. Внутри кольца А есть тонкая щель, которая называется  разделительной полосой Энке. Кольцо С, находящееся ещё ближе к планете, чем В, почти прозрачно. Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра. Частички, из которых состоят кольца, имеют размер от 1 сантиметра до 10 метров. По составу они на 93 % состоят изо льда с незначительными примесями и на 7 % из углерода. Кольца располагаются на широте, как правило, в 70—80°. Южные кольца располагаются на широте в среднем 75 ± 1°, а северные — ближе к полюсу примерно на 1,5°. Иногда кольца становятся спиральной формы вместо овальной.

Магнитное поле Сатурна.

Магнитосфера Сатурна наполнена плазмой, продуцируемой планетой и её спутниками.Магнитопауза, граница между магнитосферой Сатурна и солнечным ветром, расположена на расстоянии порядка 20 радиусов Сатурна от его центра, а хвост магнитосферы протягивается на сотни радиусов. Магнитное поле Сатурна, так же как и Юпитера, создаётся за счёт эффекта динамо при циркуляции металлического водорода во внешнем ядре. Магнитное поле является почти дипольным, так же как и у Земли, с северным и южным магнитными полюсами. Северный магнитный полюс находится в северном полушарии, а южный — в южном, в отличие от Земли, где расположение географических полюсов противоположно расположению магнитных. Магнитный диполь Сатурна жёстко связан с его осью вращения, поэтому магнитное поле очень асимметрично. Расстояние от магнитопаузы до центра планеты (по прямой Солнце — Сатурн) варьируется от 16 до 27  R ♄  ( R ♄  = 60 330 км — экваториальный радиус Сатурна)

Спутники Сатурна

• Крупнейшие спутники: 

  Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет —Самый крупный из спутников — Титан.Диаметры этих спутников варьируются в пределе от 397 (Мимас) до 5150 км (Титан), большая полуось орбиты от 186 тыс. км (Мимас) до 3561 тыс. км (Япет). Распределение по массам соответствует распределению по диаметрам. Наибольшим эксцентриситетом орбиты обладает Титан, наименьшим — Диона и Тефия. Все спутники c известными параметрами находятся выше синхронной орбиты, что приводит к их постепенному удалению.

Исследование Сатурна

• Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга. В 1990-х Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом «Хаббл». Долговременные наблюдения дали немало новой информации, которая была недоступна для «Пионера-11» и «Вояджеров» при их однократном пролёте мимо планеты. В 1997 г. к Сатурну была запущена АМС «Кассини-Гюйгенс», которая после 7 лет полёта 1 июля 2004 г. достигла системы Сатурна и вышла на орбиту вокруг планеты.В 2009 году появился совместный американско-европейский проект НАСА и ЕКА по запуску АМС «Titan Saturn System Mission» для изучения Сатурна и его спутников Титана и Энцелада. В ходе него станция 7—8 лет будет лететь к системе Сатурна, а затем станет спутником Титана на два года. Также с неё будут спущены воздушный шар-зонд в атмосферу Титана и посадочный модуль (возможно, плавающий)

Сравнение Сатурна с Землей

• В первую очередь, приходит в голову сопоставить массу Сатурна и Земли, это различие будет невероятным: газовый гигант больше нашей планеты в девяносто пять раз. По размеру он превышает Землю в девять с половиной раз. Поэтому в его объеме наша планета может поместиться более семисот раз. Как и Земля, Сатурн имеет собственное магнитное поле, а недавно ученые стали свидетелями настоящего полярного сияния, разлившегося над условной поверхностью планеты. Оно порадовало длительностью свечения и яркими фиолетовыми оттенками.

Особенности Сатурна

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы.

Полярные сияния представляют собой яркие непрерывные кольца овальной формы, окружающие полюс планеты.

Полярные сияния возникают из-за магнитного пересоединия под действием солнечного ветра