Сторінка
1

Сатурн

Безпосередні спостереження, проведені космічними літальними апаратами серії «Вояджер», дали більш точні значення розмірів планети і деяких інших характеристик Сатурна і його супутників. Так, встановлено такі значення екваторіального радіуса:

Сатурн — 60 330 км;

Мімас — 196 км;

Ешіелад — 250 км;

Тефія — 530 км;

Діона —560 км;

Рея — 765 км;

Титан — 2575 км;

Япет — 730 км;

Феба — ПО км.

(Для Сатурна, Урана, Юпітера й Нептуна екваторіальний радіус встановлюється як такий при тиску 1 бар, для супутників — як середній радіус поверхні). Екваторіальний радіус Сатурна на 10% більший за полярний.

Розмір великої півосі орбіти Сатурна складає 1,427 млрд км.

Маса Сатурна майже в 100 разів більша за масу Землі — вона складає 95,147 земної. Проведено виміри, що дозволили уточнити період обертання Сатурна навколо Сонця — він дорівнює 10 759 земних діб — і період обертання планети навколо осі, що складає 10 годин 39,4 хвилини, або 0,44403 земної доби. Через швидке обертання стискання Сатурна значно більше, ніж у Землі.

Атмосфера Сатурна

До того, як були отримані знімки атмосфери Сатурна, зроблені космічними літальними апаратами серії «Вояджер», на підставі спостережень у телескоп вважали, що в атмосфері цього гіганта мало деталей, причому вони слабко контрастують з навколишнім фоном — порівняно з Юпітером, в атмосфері якого давно спостерігаються контрастні деталі й утворення у вигляді ліній, смуг, плям, вузлів, що дозволило зробити припущення про високу активність атмосфери Юпітера й потужність процесів, що там протікають. Однак астрономи не схильні були робити категоричних висновків про те, що атмосфера Сатурна «спокійніша», аніж у Юпітера. Величезна різниця у віддаленості від Землі й слабка освітленість Сонцем не давали можливості роздивитися навіть у потужні телескопи таку кількість подробиць, що можна було б зробити остаточний висновок про якісні й кількісні характеристики його атмосфери. Сатурн розташований далі від нас, ніж Юпітер, а Сонце освітлює його в 3,5 рази слабкіше.

Коли були отримані знімки хмарного покриву Сатурна, на них можна було чітко бачити результати атмосферної циркуляції: хмарні пояси, окремі вихрові потоки, утворення, аналогічне до Великої Червоної Плями Юпітера. Вдалося встановити, що швидкості атмосферних потоків на Сатурні досягають на еква-ТоРі 1700 км/год, що перевищує аналогічні швидкості на Юпітері.

Сатурн одержує в 90 разів менше сонячного тепла, ніж Земля. Температура На Сатурні на рівні верхньої межі хмарного покриву складає всього 85 К, або — 180°С. Але навіть така низька температура не може бути отримана тільки за рахунок сонячної енергії. Розрахунки показали, що для того, щоб нагріти Са-- турн до типових для нього температур, у глибинних шарах планети повинно бути власне джерело тепла.

До проведення прямого хімічного аналізу передбачалося, що атмосфера І Сатурна, подібно до атмосфери Юпітера, складатиметься в основному з водню. Аналізи підтвердили, що водню там майже 90%, а друге місце за кількістю займає гелій — 11%. Хмарна структура викликана присутністю в невеликих кількостях інших компонентів, що конденсуються, утворюючи шари конденсації так само, як і в атмосфері Юпітера, але розшарування починається на більшій глибині.

Кількість гелію в атмосфері Сатурна менша, ніж у Юпітера. Якби співвідношення водню до гелію було майже таким самим, як сонячне (як у Юпітера, де воно близьке до сонячного), це свідчило б про те, що поділу водню й гелію в атмосфері не відбувалося. Однак обробка даних, отриманих «Вояджерами», показала, що атмосфера Сатурна порівняно бідна на гелій. Це пояснюється гравітаційним поділом, тому що гелій, важчий елемент, осідає в глибинні шари. Цей процес протікає з виділенням енергії, що робить свій внесок у температурний режим Сатурна.

Кількість метану в атмосфері Сатурна майже така ж, як і в атмосфері Юпіте- І ра, а відношення вуглець/водень удвічі вище за сонячне.

Кількість азоту загалом відповідає сонячному відношенню, хоча його роз- І поділ за атмосферними ізобаричними шарами ще точно не визначено.

Водяна пара не була виявлена у верхніх шарах атмосфери планети. Різні теоретичні моделі припускають певну кількість пари в глибинних шарах.

Встановлено співвідношення дейтерію й водню в атмосфері Сатурна. Воно аналогічне до юпітеріанського. Це ще раз підтверджує теорію, що встановлює спільний склад для первинної сонячної речовини і речовини, із якої утворилися планети-гіганти.

У невеликих кількостях (аналогічно до Юпітера) у нерівноважних конденса- ] ціях присутній фосфін — фосфороводнева сполука. Крім того, в атмосфері Сатурна присутні аміак, етан, ацетилен. Метан в атмосфері Сатурна не конденсується, а аміак конденсується у верхніх шарах, утворюючи верхні шари хмар.

Магнітне поле

Спостереження, проведені за допомогою космічних літальних апаратів, І підтвердили, що Сатурн має досить сильне магнітне поле, яке за напруженістю можна порівняти з магнітним полем біля поверхні Землі. Якщо представити магнітне поле у вигляді параметрів ексцентричного диполя (диполь з повним магнітним моментом М, зміщений від центру планети на відстань г), то полярність диполя вважають негативною, якщо силові лінії виходять із південного магнітного полюса і повертаються в планету в північному, і позитивним при зворотному напрямку силових ліній. У Сатурна повний магнітний момент встановлений у розмірі 4,6 • 10м Ге -см3. Полярність магнітного диполя позитивна, кут нахилу еквівалентного диполя до осі обертання дорівнює 0,8°.