Сатурн

Шестая от Солнца планета, Сатурн, — газовый гигант. Он состоит в основном из газов, не имеет твердой поверхности, вращается с запада на восток, причем в приэкваториальных областях один оборот вокруг оси занимает 10 ч 34 мин 13 с, а в приполярных — приблизительно на 26 мин больше.

Год на Сатурне длится 10 759 земных суток (около 29,5 земных лет) — за такое время планета, двигаясь со скоростью 9,7 км/с, делает один полный оборот вокруг Солнца. Ось вращения Сатур на наклонена к его орбите под углом 26,7°, поэтому на нем наблюдается смена времен года.

Снимок Сатурна, полученный аппаратом «Кассини» с расстояния около 1,1 млн км.
Снимок Сатурна, полученный аппаратом «Кассини» с расстояния около 1,1 млн км.

Орбита Сатурна наклонена к эклиптике под углом 2°29', ее большая полуось равна 1,43 млрд км, т. е. Сатурн расположен почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает в 90 раз меньше солнечного тепла, чем наша планета. Орбита гиганта близка к круговой, но из-за ее огромных размеров разность максимального и минимального расстояний от планеты до Солнца составляет порядка 160 млн км.

По размеру Сатурн — вторая планета в Солнечной системе после Юпитера, его экваториальный радиус равен 60 268 км, а полярный — 54 364 км. Гигант обладает наибольшим сжатием среди планет Солнечной системы. Масса Сатурна в 95,2 раза превышает массу Земли и равна 5,7 × 1026 кг, а средняя плотность составляет всего 0,69 г/см3 . Этот газовый гигант — единственная планета Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды.

При погружении вглубь атмосферы планеты ее температура и давление растут, она плавно переходит в оболочку, состоящую из жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км, когда давление достигает 3 млн атмосфер, водород переходит в металлическую фазу, превращаясь в смесь из протонов и электронов. Этот слой вращается вместе со всей планетой, и движение заряженных частиц в ее недрах приводит к возникновению электрических токов, которые генерируют магнитное поле Сатурна мощнее земного, но слабее юпитерианского. Магнитная ось гиганта совпадает с осью его вращения, а магнитосфера симметрична и по форме очень похожа на земную, только гораздо больше ее по размеру и простирается на 1,1 млн км.

Инфракрасное свечение на Сатурне
Инфракрасное свечение на Сатурне

В центре гиганта находится горячее железокремниевое ядро с примесями метановых, аммиачных и водяных льдов. Температура в нем достигает 12–20 тыс. градусов, но при давлении в миллионы атмосфер структура веществ очень сильно меняется, поэтому кристаллы образующихся в центре Сатурна льдов не тают даже при таких огромных температурах и совсем не похожи на знакомые нам «земные» льды.

На сегодняшний день у Сатурна известно 62 естественных спутника, многие из которых хорошо отражают солнечный свет, имеют небольшие размеры и состоят из горных пород и льда (их плотность не превышает 1,4 г/см3), обращаются в ту же сторону, что и планета, движутся практически по круговым орбитам, близко расположенным к гиганту и лежащим вблизи его экваториальной плоскости.

Система колец Сатурна состоит из тысячи отдельных узких колечек с темными промежутками между ними, в которых практически нет вещества. Наиболее широкий промежуток шириной в 3500 км называется делением Кассини в честь впервые увидевшего его астронома. Они очень тонкие (при диаметре около 250 000 км их средняя толщина заведомо меньше километра) и состоят из множества очень хрупких частичек льда, обломков камней, покрытых ледяной коркой, и пылинок, которые обращаются вокруг планеты. Кольца располагаются в экваториальной плоскости планеты, которая не совпадает с плоскостью земной орбиты, поэтому их вид меняется от широкой полосы до еле различимой черты. Размер частиц, образующих кольца, меняется от микрометров до сантиметров, лишь некоторые из них достигают в поперечнике десятков метров. Расстояние между обломками колеблется от сантиметра до нескольких метров, а скорость их движения в разных частях системы колец различна: с увеличением расстояния от планеты она уменьшается. По существу, кольца Сатурна — это колоссальное скопление крохотных спутничков, самостоятельно обращающихся вокруг гиганта.

кольца Сатурна с расстояния в несколько метров
Так могли бы выглядеть кольца Сатурна с расстояния в несколько метров

Погода на Сатурне

Атмосфера Сатурна очень плотная и непрозрачная. Она приблизительно на 93% по объему состоит из водорода и на 7% из гелия с небольшим количеством примесей метана, аммиака, водяного пара и др. Сатурн излучает в 2,5 раза больше тепла, чем принимает от Солнца. Скорость сатурнианских ураганных ветров вблизи экватора достигает 1800 км/ч, что в три раза больше, чем на Юпитере. В атмосфере гиганта периодически наблюдаются мощные штормы, ураганы и пятна разных цветов (от желтого до коричневого). У него есть свои громадные вихри, аналоги Большого Красного Пятна на Юпитере — Большой Белый Овал, Большое Коричневое Пятно и другие, меньшего размера, а также атмосферное образование, напоминающее правильный шестиугольник, над которым наблюдается кольцевое полярное сияние.

Шторм на Сатурне

Грозы на Сатурне сравнимы по мощности с земными, но случаются гораздо реже и длятся по нескольку месяцев. На Сатурне обнаружены полярные сияния — свечение верхних слоев атмосферы под действием заряженных частиц, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля. В отличие от сияний на Земле и Юпитере, они бывают не только в виде кольца, но могут покрывать и весь полюс, появляясь на широтах выше 65°.