<< 9.1 Yupiter | Oglavlenie | 9.3 Uran >>
9.2 Saturn
Saturn -- vtoraya iz planet-gigantov. Eta planeta davno privlekaet vzory astronomov vsego mira svoim neobychnym vidom. Na splyusnutyi shar "nadeto" yarkoe, ochen' bol'shoe kol'co. V zavisimosti ot vzaimnogo raspolozheniya Zemli i Saturna kol'co vidno pod raznymi uglami mezhdu ploskost'yu kol'ca i napravleniem na Zemlyu. Ugol menyaetsya ot 0° do 28°. V pervom sluchae ono pochti ne vidno, tak kak prevrashaetsya v pryamuyu liniyu.
Po-vidimomu, pervym nablyudal kol'co Saturna Galilei. Imeya nesovershennuyu zritel'nuyu trubu, on zametil, chto planeta imeet s bokov dva kakie-to pridatka, i opublikoval anagrammu, chtoby "zastolbit'" svoe otkrytie:
Sovremennik ital'yanskogo uchenogo Kepler zatratil mnogo truda, chtoby razgadat' etu golovolomku. On ne smog ispol'zovat' tol'ko dve bukvy, a iz ostal'nyh opublikoval sleduyushii "perevod": Privet vam, bliznecy, Marsa porozhdenie! Kepler byl ubezhden, chto Mars dolzhen imet' dva sputnika. Ved' Zemlya imeet 1 sputnik, a Yupiter (kak on dumal) 4, to, sleduya zakonu geometricheskoi progressii, u Marsa dolzhno byt' dva. V etom Kepler ne oshibsya, no oshibsya v glavnom. Galilei raskryl, nakonec, sekret svoei zayavki: Esli snova prenebrech' dvumya bukvami, to fraza dolzhna byt' takoi:
V perevode eta fraza zvuchit tak: vysochaishuyu planetu troinoyu nablyudal. Sam Galilei ne poveril tomu, chto nablyudal, a reshil, chto eto -- nedostatki ego zritel'noi truby.
Nablyudat' kol'co Saturna udalos' tol'ko Gyuigensu, spustya polveka, posle Galileya. On tak zhe, kak i ego predshestvennik opublikoval anagrammu:
Perevod etoi anagrammy sleduyushii: kol'com okruzhen tonkim, ploskim, nigde ne prikasayushimsya, k ekliptike naklonennym
Ogromnyi potok svedenii o stroenii planety Saturn dali amerikanskie kosmicheskie apparaty Pioner-11, Voyadzher-1,Voyadzher-2.
Nazemnaya spektrofotometriya pokazala, chto chasticy kolec, v osnovnom, sostoyat iz vodyanogo l'da i ochen' melkih pylevyh chastic. Issledovaniya s borta Pionera podtverdili eti vyvody. Eshe do zapuska kosmicheskih apparatov my znali, chto kol'co Saturna neodnorodno. U nego, po krainei mere, tri kol'ca, kotorye oboznachili bukvami A -- vneshnee kol'co, V -- srednee kol'co i S -- vnutrennee. Samoe yarkoe kol'co V -- srednee, a kol'co S -- ochen' slaboe. Vse kol'ca nahodyatsya vnutri predela Rosha, samaya vneshnyaya granica kotorogo lezhit na rasstoyanii 2,3 radiusa planety. Shirina kolec A i S sostavlyaet okolo 17000 km, kol'ca V -- 28000 km, a tolshina ne prevyshaet 1-2 km. Delenie kol'ca Saturna na tri kol'ca nazyvayut deleniem Kassini.
Issledovaniya kosmicheskih apparatov pokazali, chto i eti kol'ca imeyut dostatochno slozhnuyu strukturu. Delenie otdel'nyh kolec na bolee tonkie ob'yasnyaetsya rezonansnymi vozmusheniyami dvizheniya chastic kolec podobno "lyukam Kirkvuda" v raspredelenii orbit asteroidov. Znachitel'no bolee polnuyu informaciyu o slozhnoi strukture kolec prines prolet na rasstoyanii 185 tys. kilometrov kosmicheskogo apparata Voyadzhera-1 v noyabre 1980. Okazalos', chto kazhdoe iz osnovnyh kolec sostoit iz soten otdel'nyh kol'cevyh struktur. Nekotorye iz orbit chastic, obrazuyushih kol'ca, otlichayutsya ot krugovyh. Obnaruzheny i takie struktury, kotorye nel'zya ob'yasnit' odnimi gravitacionnymi silami, po-vidimomu, sleduet privlekat' i elektrostaticheskie i elektrodinamicheskie sily. Eti struktury eshe zhdut svoego ob'yasneniya.
Tret'im apparatom, kotoryi sblizilsya s Saturnom, byl Voyadzher-2. K momentu sblizheniya s Saturnom apparat uzhe proshel bolee dvuh milliardov kilometrov so skorost'yu (srednei) 18 km/s. Chast' nabortnoi apparatury otkazala, i ne vsya namechennaya programma byla vypolnena. Tem ne menee, znachimost' poluchennoi kosmicheskim apparatom informacii ves'ma velika.
Prezhde vsego, nuzhno otmetit' nalichie bol'shogo kolichestva kolec Saturna. Bylo resheno vydelit' "glavnye" kol'ca i, prodolzhaya klassifikaciyu Kassini, ih nazvali latinskimi bukvami. Teper' uzhe izvestny kol'ca D, C, B, A, F, G, E. Samoe vneshnee kol'co -- E nevidimo opticheskimi instrumentami. Ono registrirovalos' s pomosh'yu ustroistv, reagiruyushih na elektricheskie polya i zaryazhennye chasticy. Lyubopytno, chto kol'co F nahoditsya mezhdu dvumya sputnikami, kotorye poluchili nazvanie Prometei i Pandora. Vozmozhno, chto svoim gravitacionnym prityazheniem oni izmenyayut formu kolec. Odnako mehanizm etih vliyanii poka ne naiden Izvestno lish', chto struktura kolec postoyanno menyaetsya. Kazalos', chto teoriya rezonansov smozhet ee ob'yasnit'. No kogda uvideli eti kol'ca vblizi, to ponyali, chto rezonansov yavno ne hvataet, chtoby ob'yasnit' beschislennye "kolechki" i sheli, kotoryh, veroyatno, desyatki tysyach.
Eshe odna lyubopytnaya struktura v kol'cah byla obnaruzhena s pomosh'yu kosmicheskih apparatov -- eto spoki to est' spicy. Oni vyglyadyat, kak radial'nye obrazovaniya temnogo ili, naoborot, svetlogo cveta, v zavisimosti ot osvesheniya. Eti spicy ne podchinyayutsya zakonam nebesnoi mehaniki i otstayut ot vrasheniya kolec, dvigayas' s uglovoi skorost'yu magnitosfery. Priroda ih sovershenno ne izuchena.
Saturn -- planeta-gigant imeet bol'shoe shodstvo s planetoi Yupiter.
"Poverhnost'" Saturna takzhe imeet differencial'noe vrashenie: period
vrasheniya v oblasti shirot okolo 40° sostavlyaet 10 chas 12 min, a dlya vysokih
shirot -- bolee 11 chas. Ekvatorial'nyi radius sostavlyaet 60270 km. Srednyaya
plotnost'yu Saturna ochen' nizka i sostavlyaet 0,70 g/sm
. Odnako, polos,
takih kak my vidim na Yupitere, v opticheskie instrumenty s Zemli ne vidno, no
vse zhe udavalos' prosledit' za dvizheniem otdel'nyh malokontrastnyh pyaten i
opredelit' period vrasheniya planety. Kosmicheskie apparaty Voyadzher, kotorye proshli mimo
Saturna s intervalom 9 mesyacev, pomogli prosledit' za izmenchivost'yu detalei
na diske planety. Esli na Yupitere sushestvuet Bol'shoe Krasnoe Pyatno, to na
Saturne oval'noe obrazovanie nazvali po analogii Bol'shim Korichnevym Pyatnom.
No vremya zhizni takih "pyaten" po sravneniyu s Yupiterom, neveliko, tak kak
oni razrushayutsya zonal'nymi vetrami, skorost' kotoryh dostigaet 400-500 m/s.
Protyazhennyi oblachnyi sloi i bystro uvelichivayushayasya s glubinoi plotnost'
znachitel'no oslablyayut solnechnyi svet. Na glubine 350 km uzhe mozhet byt'
sovershenno temno. No budushii spuskaemyi apparat zafiksiruet bystryi rost
temperatury s glubinoi. Na glubine, gde davlenie ravno odnomu atmosfernomu
davleniyu Zemli temperatura na Saturne, soglasno raschetam, budet ravna 143 K
(-130°S), a na Yupitere 174 K (-99°S). V atmosfere Saturna
soderzhitsya 94% vodoroda i 6% -- geliya.
Na Saturne est' sezonnoe izmeneniya klimata, tak kak ego os' naklonena k ploskosti ekliptiki na 26,°4 Prolet kosmicheskogo apparata Pioner-11 v 1979 godu pozvolil izmerit' magnitnoe pole Saturna. Ono okazalos' pochti chisto dipol'nym, sovpadayushim s os'yu vrasheniya planety s tochnost'yu do 1°, a centr dipolya sovpadaet s centrom mass planety s tochnost'yu do 0,01 radiusa. Teplovoi potok iz nedr planety prevoshodit teplovoi potok ot Solnca. Po-vidimomu, rabotaet tot zhe mehanizm, chto i dlya Yupitera: gravitacionnoe szhatie planety privodit k fazovym perehodam s vydeleniem tepla. Na osnovanii adekvatnoi modeli gravitacionnogo polya Saturna, s uchetom uravneniya sostoyaniya veshestva, byli postroeny neskol'ko modelei planety, udovletvoryayushim mul'tipol'nym momentam gravitacionnogo polya.. Metallicheskoe yadro imeet radius, dostigayushii pochti polovinu radiusa planety, vnutrennee yadro -- 0,15 radiusa. Davlenie v centre 23 Mbar, a temperatura 17000 K.
Sistema sputnikov Saturna dovol'no slozhna. Obshee chislo ih, vklyuchaya otkrytyh
v 1980 godu 17. Syuda ne voshli neskol'ko sovsem malen'kih tel, kotorye byli
obnaruzheny na snimkah Voyadzhera-2, poluchennyh v 1980 g. Samym krupnym sputnikov
Yupitera yavlyaetsya Titan s radiusom 2,56 tys. kilometrov. Eto ne samyi bol'shoi
sputnik Solnechnoi sistemy. Samym bol'shim yavlyaetsya sputnik Yupitera Ganimed
(radius 2,64 tys. kilometrov) No na Titane est' atmosfera! Sostav Titana --
l'dy s primes'yu silikatnyh porod. Ozhidali, chto mozhet byt' est' i zhizn' na
Titane! Kosmicheskie apparaty peredali, chto atmosfera pochti na 85% sostoit
iz azota, okolo 12% vozmozhno argon, menee 3% metan, etan, propan,
etilen, vodorod i kislorod. Parnikovogo effekta, kak okazalos', net.
Predpolozhenie o vozmozhnyh moryah i ozerah na poverhnosti Titana vozmozhno
spravedlivo, no po otnosheniyu k zhidkomu metanu. Nedavno vypolnennye raboty
pokazali, chto naibolee rasprostranennym uglevodorodom na Titane dolzhen byt'
etan (C
H
). Titanovskii okean dolzhen sostoyat' iz 70% etana,
25% metana i rastvorennogo v nih azota. Glubina takogo okeana mozhet
dostigat' odnogo kilometra. Titan -- eto mir glubokogo holoda, po sravneniyu
s nim klimat holodnyh pustyn' Marsa mozhno schitat' ispepelyayushim znoem.
V konce pervogo desyatiletiya HHI veka na Titan opustitsya pervyi spuskaemyi apparat missii Kassini, Proekt gotovilsya neskol'ko desyatiletii. Proekt sostoit iz sozdaniya pervogo iskusstvennogo sputnika Saturna i spuskaemogo apparata Gyuigens s bol'shoi nauchnoi programmoi.
Drugie sputniki Yapet, Reya, Tefiya, Mimas, Encelad, Diona
i malye sputniki razmerom men'shim, chem 250 km -- ledyanye
sputniki. Ih srednyaya plotnost' -- okolo 1 g/sm, chto sootvetstvuet chistomu
l'du. Soglasno sushestvuyushim teoriyam, v period formirovaniya planet na
periferii protoplanetnogo oblaka temperatura byla ochen' nizka i legkie
letuchie veshestva, kak vodyanoi par, kondensirovalis' preimushestvenno na
periferii.
<< 9.1 Yupiter | Oglavlenie | 9.3 Uran >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya
Publikacii so slovami: gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
