59
Сатурн zelobservatory.ru Зеленоградский клуб любителей астрономии

Планета Сатурн

  • Upload
    -

  • View
    724

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Сравнение с другими планетами. Характеристики планеты. Движение и наблюдения. Теория происхождения. Строение и состав атмосферы. Магнитное и гравитационное поле. Система колец. Влияние спутников на систему колец. Орбиты крупнейших спутников.

Citation preview

Page 1: Планета Сатурн

Сатурн

zelobservatory.ru

Зеленоградский клуб любителей

астрономии

Page 2: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 3: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 4: Планета Сатурн

В сравнении

zelobservatory.ru

6- , 2- я планета Солнечной системы и я по . размеру после Юпитера Сатурн также как и

, Юпитер а также Уран и Нептун относят к газовым гигантам, а вместе ещё и с Марсом

к классу .внешних планет

Page 5: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

9,1 Средний радиус Сатурна в .раза больше земного

Page 6: Планета Сатурн

Уникальный

zelobservatory.ru

Из всех планет Солнечной системы Сатурн обладает , 10%. наибольшим сжатием порядка Поэтому он видится

.нам слегка приплюснутым

Средняя плотность Сатурна меньше средней плотности, . , воды что делает его единственным в своем роде То есть

, если бы существовал такой гигантский океан в который , можно было бы положить Сатурн то он бы плавал на

.поверхности этого океана

Page 7: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Красивый

Особый интерес вызывает масштабная и выразительная

.система колец Сатурна . ЗатмениеСолнцаСатурном

« » 2,2 . , 15 2006 .ФотоАМС Кассини с расстояния млн км сентября г

- – , Бледно голубая точка Наш Дом планета Земля

Page 8: Планета Сатурн

Общие характеристики

zelobservatory.ru

- Среднее расстояние от Солнца 9,58 .а е.

( 1 433 531 000 или км), а расстояние до Земли меняется

1,от 3 1,6 . .до млрд км Наклон оси вращения примерно 26,7⁰;

Двигаясь со средней скоростью 9,7 /км с, Сатурн обращается вокруг

Солнца за 29,5 лет, ( 10 759 или дней). Один оборот вокруг оси Сатурн

совершает за 10 , 34 13 часов минуты и

секунд;

- Экваториальный радиус планеты 60 300 км, - полярный радиус 54 000 км;

Масса планеты 95 в раз .превышает массу Земли

2012 Вокруг Сатурна на год вращается 62 .спутника

Page 9: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

« » Сатурн назван в честь римского бога Сатурна, аналога греческого

Кроноса ( , Титана отца Зевса) и .вавилонского Нинурты

« », Но имя Сатурн как и Юпитера можно встретить и в

.современности

, Это удивительно но сегодня живёт , много людей которые Сатурн знают совсем не по названию

, . . , планеты т е они даже не знают ! что есть такая планета

Имя

Page 10: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

, А например автомобили этой!марки zelobservatory.ru

Page 11: Планета Сатурн

- , - Кто то ещё помнит что была такая ракета носитель« 5», , Сатурн доставлявшая на орбиту Земли астронавтов

лунный и командный модули в рамках проекта« » « »…Аполлон и Скайлэб

zelobservatory.ru

Page 12: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

(Сатурн Saturn Award) – это также американская

кинопремия в жанре . фантастических фильмов

Это и российская футбольная 1946 команда существующая с

!года

Page 13: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 14: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Средние века и эпохавозрождения

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 и высказал

, предположение что это два « » ( ) крупных компаньона спутника

. Сатурна Два года спустя Галилей повторил

, наблюдения и к своему, изумлению не обнаружил

.спутников

Зарисовки Галилея

Page 15: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Зарисовки Гюйгенса

1659 В году Гюйгенс, с помощью более мощного, , телескопа выяснил что

«компаньоны» - это на самом , деле тонкое плоское кольцо

опоясывающее планету и не . касающееся её

Христиан Гюйгенс

Гюйгенс также открыл самый

крупный спутник - . Сатурна Титан

Page 16: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

ДжованниДоминикоКассини

Начиная 1675 с года изучением планеты занимался Джованни

Кассини.

, Он первым заметил что кольцо , состоит из двух колец

разделённых чётко видимым - зазором щелью Кассини

( ).делениеКассини

Также Кассини открыл ещё несколько крупных спутников

.Сатурна

ЗарисовкиКассини

Page 17: Планета Сатурн

– , Слева вид в современный телескоп – .справа вид в телескоп времен Галилея

Сатурн в телескоп

zelobservatory.ru

Page 18: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

300 -Снимок с московского балкона через мм телескоп. рефлектор

, - , Вообще Сатурн одна из пяти планет Солнечной системы . легко видимых невооружённым глазом с Земли

Видимая звёздная величина меняется в зависимости от +1.47 −0.24расстояния до Земли от до

Page 19: Планета Сатурн

Покрытие и перекрытие

zelobservatory.ru

Достаточно зрелищным является наблюдение покрытия диском Луны

. Сатурна Гораздо реже можно наблюдать

покрытие Марсом или Юпитером или .перекрытие Сатурном других планет

Page 20: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Ось вращения Сатурна наклонена к плоскости

его движения вокруг Солнца на 27 градусов,

поэтому из года в год вид на кольца Сатурна

. меняется

Page 21: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

В этот период кольца почти совсем не

, видны что свидетельствует об

их очень малой. толщине Последнее

максимальное раскрытие было в

2002-2003, следующий раз кольца Сатурна

максимально 2016-17 раскроются в

.году

29,5 В течение лет с Земли кольца Сатурна

дважды видны в максимальном

раскрытии и дважды , наступают периоды

когда Солнце и Земля находятся в плоскости

, колец и тогда кольца либо освещаются

" ", Солнцем с ребра либо оно для земного

" наблюдателя видно с". ребра

Page 22: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 23: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

, В те стародавние времена когда мы с вами состояли из … пыли и газа

Протопланетныйдиск и зарождающаяся- . планета гигант Рисунок художника

Page 24: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Из внутренней области газопылевого протооблака , , сформировались каменистые планеты а из внешней части

, – в которой было как предполагается больше лёгких газов - . сформировались планеты гиганты Притом в древние

, , времена сотни миллионов лет назад все планеты гиганты , имели огромные диски с кольцами намного

.превосходящие даже диск Сатурна

Page 25: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 26: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Большая часть Сатурна это водород и гелий в разном.состоянии

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и, температура и водород постепенно переходит в жидкое

. 30 . состояние На глубине около тыс км водород (становится металлическим 3 давление достигает около миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в

(металлическом водороде создаёт магнитное поле гораздо , менее мощное чем у Юпитера). В центре планеты

. находится массивное ядро из кремния

Page 27: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Верхние слои атмосферы Сатурна

состоят на 94 % изводорода ( по объёму) и

на 6% - из гелия ( по 11 % сравнению с в атмосфереЮпитера).

Имеются примеси, , метана водяного пара

аммиака и некоторых . других газов

Аммиачные облака в верхней части

атмосферы мощнее.юпитерианских . ВоблакахСатурна Рисунок художника

Page 28: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Цвет атмосферы Сатурна непостоянен и изменения его , оттенков сегодня связывают со сменой времен года

. однако пока точная причина не установлена На поверхности Сатурна хорошо различимы атмосферные

. вихри Однако полосы хорошо заметные на Юпитере даже , в относительно небольшой телескоп на Сатурне не

.наблюдаются и в более мощный инструмент

Вихри и ураганы

Page 29: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые, образования представляющие собой сверхмощные

. ураганы Аналогичные объекты наблюдаются и на (других газовых планетах Солнечной системы . см

, Большое красное пятно на Юпитере Большое тёмное пятно наНептуне)

Page 30: Планета Сатурн

Гигантский « » Большой белый овал появляется на 29,5 , Сатурне примерно один раз в лет в последний раз он

наблюдался 1990 в году ( менее крупные ураганы образуются чаще) и первые два месяца 2010 года.

. Появление этого пятна пока остается тайной Сатурна В отличие от Юпитера атмосферные образования часто

, возникают и на более высоких широтах зафиксирован 16 случай возникновения пятна всего в градусов от

.северного полюса планеты

« » Большое белое пятно Сатурна

zelobservatory.ru

Page 31: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

А теперь взглянем на полюса Сатурна …и сначала на южный

Page 32: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Ураган наюжномполюсеС

Page 33: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

«На южном полюсе Сатурна обнаружен самый обычный» . гигантский атмосферный циклон Хотя его природа и

процессы протекающие внутри сами по себе интересны .для изучения

Page 34: Планета Сатурн

Если южный полюс Сатурна с его вращающимся , ураганом не кажется странным то северный полюс

…можно считать гораздо более необычным

Сатурн в неоновомсвете

zelobservatory.ru

Page 35: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Облака на северном полюсе Сатурна образуют

. гигантский шестиугольник Впервые это обнаружено во

время пролётов Вояджера 1980- , около Сатурна в х годах

подобное явление никогда не наблюдалось ни в одном

другом месте Солнечной. системы Странная структура облаков показана на инфракрасном

, изображении полученном обращающимся вокруг 2006 Сатурна космическим аппаратом Кассини в октябре

. года

Гексагональный ураган на северномполюсе. - .Сатурна ФотоАМСКассини вИК диапазоне

Page 36: Планета Сатурн

, Изображения показывают что шестиугольник оставался 20 . , стабильным за лет после полёта Вояджера Фильмы

, показывающие северный полюс Сатурна демонстрируют сохранение шестиугольной структуры

. облаков во время их вращения Отдельные облака на , , Земле могут иметь форму шестиугольника но в отличие

, от них у облачной системы на Сатурне есть шесть хорошо . выраженных сторон почти равной длины

Внутри этого шестиугольника

могут поместиться

. четыре Земли

Полного объяснения

этого явления . пока нет

И это еще одна .загадка Сатурна

Модель иллюстрирующая

.механизмураганаzelobservatory.ru

Page 37: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Общие характеристики.Движение и наблюдения.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 38: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Магнитосфера

Магнитосфера Сатурна открыта космическим аппаратом« -11» Пионер в 1979 году. По размерам уступает только

. магнитосфере Юпитера Магнитопауза, граница между , магнитосферой Сатурна и солнечным ветром

20 расположена на расстоянии порядка радиусов Сатурна , от его центра а хвост магнитосферы протягивается на

.сотни радиусов

Page 39: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

, Магнитосфера Сатурна наполнена плазмой . продуцируемой планетой и её спутниками Среди

, спутников наибольшую роль играет Энцелад гейзеры 300-600  которого ежесекундно выбрасывают около кг , водяного пара часть которого ионизируется магнитным

.полем Сатурна

ВлияниеЭнцелада на магнитное поле

Сатурна

Page 40: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

На изображении эти уникальные сияния окрашены в , - . голубой цвет а лежащие внизу облака в красный На

изображении прямо под сияниями видно обнаруженное . ранее шестиугольное облако Полярные сияния на

, Сатурне могут покрывать весь полюс тогда как на Земле , и на Юпитере кольца полярных сияний будучи

, управляемыми магнитным полем только окружают . магнитные полюса На Сатурне наблюдали и привычные

. нам кольцевые полярные сияния

О наличии магнитосферы можно судить уже по

полярным сияниям в .атмосфере Сатурна

12 2008 ноября года камеры « » АМС Кассини получили

изображения северного полюса Сатурна в

. инфракрасном диапазоне На этих кадрах исследователи

обнаружили полярные, сияния каких не наблюдали

ещё ни разу в Солнечной. системе

Page 41: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Полярное сияние на южномполюсеСатурна

, В атмосфере обнаружены мощные грозовые разряды , . полярные сияния ультрафиолетовое излучение водорода

, В частности 5 2005 августа года « » АМС Кассини , .зафиксировал радиоволны вызванные молнией

Изменчивая сущность этих

сияний свидетельствует о

, том что переменный поток заряженных

частиц от Солнца испытывает на

себе действие- каких то

, магнитных сил о которых ранее и

. не подозревали

Недавно заснятые необычные полярные

сияния над северным полюсом Сатурна

значительно видоизменялись в течение

. нескольких минут

Page 42: Планета Сатурн

zelobservatory.ru , ТуманностьКарина созвездиеКиля

, , Интересен тот факт что в отличие от всех других планет , чьи магнитные поля были измерены поле Сатурна

, ориентировано так что ось симметрии магнитного поля .совпадает с осью вращения планеты вокруг оси Тогда

почему оно смещено относительно оси вращения у всех ?остальных планет

Page 43: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Движение и наблюдения.Общие характеристики.Теория происхождения.Строение и состав атмосферы.Магнитное поле. Система колец.

Page 44: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Система колец Сатурна представляет собой

сложное и красивейшее.образование

, Более того собственные кольца обнаружены у

– двух спутников Сатурна Анта и Метона

Page 45: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Кольца - это система плоских концентрических

образований изо льда и пыли, располагающаяся в

экваториальной плоскости. Сатурна Плоскость

обращения системы колец совпадает с плоскостью

. экватора Сатурна Размер частиц материала в кольцах

от микрометров до (сантиметров и реже)

. десятков метров

Page 46: Планета Сатурн

: (Состав главных колец водяной лёд 99 %около ) с . примесями силикатной пыли Общая масса обломочного

3x10материала в системе колец оценивается в 19 .килограммов

zelobservatory.ru

Page 47: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

, На изображениях полученных, , зондами видно что на самом деле

, кольца образованы из тысяч колец чередующихся со щелями

… картина напоминает . дорожки грампластинок

Page 48: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Когда мы видим систему колец в обычном видимом свете, издалека то система колец кажется

. сплошной , , Но когда мы наблюдаем их ближе то видим что вся , система состоит из множества более тонких колец

.различающихся оттенками

Page 49: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Кольца и деления между ними Выделяют несколько

основных колец в порядке расположения

: от планеты D, C, B, A и F.

Кольца В и А разделены« »делением Кассини

Кольца А и F – « »делением Энке

- Есть еще кольцо « » Е , наиболее удаленное но

оно регистрируется только приборами

.космических аппаратов

Существует несколько теорий происхождения

, колец но полной .общепринятой пока нет

Основные кольцаСатурна

Page 50: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Разрежённое пылевое кольцо

Сатурна

Page 51: Планета Сатурн

« » , Внутри деления Кассини тоже есть кольца но они более. - тонкие Эта область кажется более тёмной из за слабой

отражающей способности незначительного количества .вещества в самом делении

Деление Кассини

zelobservatory.ru

Page 52: Планета Сатурн

, Многочисленные спутники Сатурна влияют на кольца « » например деление Кассини образовано резонансом со

спутником Мимас ( нафото).

Влияние спутников на эволюциюколец

zelobservatory.ru

Page 53: Планета Сатурн

, Луна которой пока присвоено сухое название S/2005 S1, « » была обнаружена в ходе фотосессии с борта АМС

« » Кассини 1  2005 мая года, когда автоматический зонд начал процедуру подъема над орбитальной плоскостью

. Сатурна На следующий день зонду удалось не только , более подробно сфотографировать крохотный спутник но

. , и измерить его диаметр и яркость Любопытно что спутник оставляет за собой хорошо видимые

гравитационные « » буруны . на внутренних краях деления Размеры этого объекта составляют всего 7 километров.

, Вновь обнаруженная луна вращается по орбите радиус которой составляет примерно 136 505  километров от

.центра Сатурна

zelobservatory.ru

Page 54: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

: Два спутника СатурнаПрометей и Пандора

являются пастухами кольцаF. На этих фото хорошо видно

гравитационное влияние Прометея на структуру

.кольца

Влияние гравитации Прометеяна внутреннюю

сторону кольца F.

( Пандора иПрометей внутри)кольца

Page 55: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

Влияние гравитации Пандорына внешнюю

сторону кольца F.

Page 56: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

« » « » Откуда спицы на колёсах?Сатурна

« » Спицы были открыты « »АМС Вояджер , который пролетал около Сатурна в начале 1980- х годов. Их

, существование оказалось неожиданным и ни одна из . гипотез об их природе не стала общепринятой Как ни, странно спицы явно отсутствовали на первых

, изображениях переданных с борта « »АМС Кассини , . который сейчас обращается вокруг Сатурна

Page 57: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

, Анализ изображений полученных

« », Вояджером позволил , сделать вывод что

, неустойчивые спицы которые могут

возникнуть и исчезнуть , за несколько часов

состоят из обладающих электрическим зарядом

слоев маленьких частиц . размером с пылинки

, Однако на нескольких последних изображениях с Кассини , - одно из которых показано здесь наконец то удалось

B . увидеть таинственные спицы на кольце Сатурна Гипотезы о происхождении спиц включают столкновения

маленьких метеоров с кольцами и взаимодействие с , кольцами пучков электронов образованных молниями в

. атмосфере Сатурна Наблюдения загадочных спиц и обсуждение возможных механизмов их возникновения

. продолжаются

. , Рис Механизм иллюстрирующий возможное

« » - появление спиц из замолний в атмосфереСатурна

Page 58: Планета Сатурн

zelobservatory.ru

. Рис Расположение некоторых спутников в системе колец

Сатурна

Page 59: Планета Сатурн

! Благодарим за внимание zelobservatory.ru