Дорога к Солнцу
Экскурсия по инсталляциям
Вот Вы и вступили на дорогу к Солнцу. И по ней мы отправимся с Вами вверх, на самую высокую точку в окрестностях Листвянки - к Большому солнечному вакуумному телескопу.
Там нас ждет уникальный инструмент, о работе которого можно узнать на наших экскурсиях, а с его площадки (еще 24 метра вверх!) на вечерних экскурсиях мы наблюдаем за заходящим солнцем и невероятными красками неба.
Дорога к Солнцу была создана в рамках различных грантовых программ, ее арт-объекты отражают космический контекст в современном искусстве, а по QR-кодам (а также на этой странице - пролистав ниже) вы имеете доступ к качественной информации, подготовленной научными сотрудниками компании и рассказывающей о ключевых астрономических фактах.
Дорога к Солнцу была создана в рамках различных грантовых программ, ее арт-объекты отражают космический контекст в современном искусстве, а по QR-кодам (а также на этой странице - пролистав ниже) вы имеете доступ к качественной информации, подготовленной научными сотрудниками компании и рассказывающей о ключевых астрономических фактах.
Зачем нам по ней идти?
Итак, отправляемся..
Установлен в марте 2021 года и находится на входе в обсерваторию в месте сбора экскурсионных групп.
УРАН
13 марта 1917
открыта Уильямом Гершелем
открыта Уильямом Гершелем
названа в честь древнегреческого бога
газовый гигант, который вращается «лёжа на боку»
самая холодная планета Солнечной системы
1 сутки Урана =
17 часов 15 минут,
1 год = 84 зем. года
17 часов 15 минут,
1 год = 84 зем. года
Современные снимки Урана, сделанный с помощью крупного телескопа
Автор статьи: научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор С.А. Язев.
Планета Уран выполнена в стиле стим-панк. Арт-объект позволяет познакомиться с особенностями планеты, ось которой лежит фактически на боку. Механический привод в виде велосипеда даёт возможность раскрутить планету и увидеть еще одно физическое свойство газовой оболочки поверхности Урана: средняя часть планеты и полюсы двигаются с разной скоростью. Велосипед выбран не случайно. Уран открыл Уильям Гершель в 1781 году, а в 1817 году Карл Дрез изобрел велосипед.
Эту планету, которую очень сложно увидеть невооруженным глазом, открыл 13 марта 1781 года выдающийся английский астроном Вильям Гершель (1738-1822). Сначала он принял новый объект за звезду, затем, рассмотрев ее в телескоп и обнаружив, что это не точка, а крошечный диск, предположил, что открыл комету. Но после того, как были выяснены параметры орбиты вновь открытого тела, стало ясно, что это далекая планета.
Название для новой планеты предложил немецкий астроном Иоганн Боде - в честь древнегреческого бога неба. Оказалось, что Уран расположен почти в 20 раз дальше от Солнца, чем Земля (19,2 а.е.), и движется по почти круговой орбите. Уран совершает один оборот за 84 года - такова продолжительность его года.
Ось вращения Урана наклонена к плоскости орбиты на минус 7,5". Отрицательный угол наклона означает, что планета вращается в сторону, противоположную ее орбитальному вращению - в этом смысле он напоминает Венеру. Но Уран, в отличие от Венеры, вращается почти «лежа на боку». Про него в шутку говорят, что он «катится» по своей орбите. Такая особенность Урана приводит к тому, что на разных участках орбиты чередование дня и ночи происходит по-разному. Сутки Урана продолжаются 17 часов и 15 минут.
Исследование Урана с близкого расстояния было выполнено лишь однажды: с пролетной траектории это сделал зонд «Вояджер-2» (МАЗА) в 1986 г.
Ось вращения Урана наклонена к плоскости орбиты на минус 7,5". Отрицательный угол наклона означает, что планета вращается в сторону, противоположную ее орбитальному вращению - в этом смысле он напоминает Венеру. Но Уран, в отличие от Венеры, вращается почти «лежа на боку». Про него в шутку говорят, что он «катится» по своей орбите. Такая особенность Урана приводит к тому, что на разных участках орбиты чередование дня и ночи происходит по-разному. Сутки Урана продолжаются 17 часов и 15 минут.
Исследование Урана с близкого расстояния было выполнено лишь однажды: с пролетной траектории это сделал зонд «Вояджер-2» (МАЗА) в 1986 г.
Подобно Юпитеру, Сатурну и Нептуну, Уран относят к группе планет-гигантов. Диаметр планеты - 51 000 км, что составляет 4 диаметра Земли.
Масса Урана в 14,5 раз превышает массу земного шара. Средняя плотность планеты равна 1,3 г/смЗ, и это означает, что Уран содержит более тяжелые компоненты по сравнению с Юпитером и Сатурном
Атмосфера Урана похожа на атмосферы других планет-гигантов: она состоит из водорода и гелия с добавками метана (метан окрашивает атмосферу планеты в зеленовато-голубой цвет). Атмосфера очень холодна: над верхней кромкой облаков Урана наблюдается дымка из кристалликов замерзшего метана, ее температура около минус 22СГС. Что касается более глубоких слоев Урана, то они сильно нагреты: здесь расположена плотная и горячая газожидкая мантия, состоящая из смеси воды, аммиака и метана. Эти легкие вещества планетологи называют льдами (хотя, конечно, в горячем состоянии они совсем не твердые - это либо газ, либо жидкость, - в зависимости от плотности). Поэтому Уран называют ледяным гигантом. Это часто вводит людей, не знакомых с жаргоном астрономов, в заблуждение: многие думают, что на Уране очень холодно. На самом деле, как сказано выше, холодно только в верхних слоях атмосферы. Недра Урана - это нагретая жидкость (плотная смесь воды, метана и аммиака), окутывающая ог- ром-ное горячее каменное ядро. Оно состоит из силикатов и металлов, а по размерам сопоставимо с Землей (точные размеры не известны). Согласно расчетам, температура ядра превышает 5000 - 7000°С, а давление здесь достигает 8 миллионов атмосфер. Как и у других планет-гигантов, у Урана есть
Уран окружен системой колец. Если всем известные кольца Сатурна широки и разделены сравнительно узкими делениями (щелями), то кольца Урана, наоборот, очень узки и разделены широкими интервалами. В кольцах Урана содержится в тысячу раз меньше вещества, чем в кольцах Сатурна.
На сегодня известны 27 спутников Урана. Первые два крупных спутника открыл Вильям Гершель и назвал их именами персонажей пьес Шекспира - Оберон и Титания. С тех пор эта традиция продолжается. Спутники Урана подразделяются на главные (помимо указанных, к ним относятся также Ариэль, Умбриэль и Миранда) и малые. Возможно, здесь есть и другие, пока не открытые небольшие спутники. В ближайшие годы, когда будут ведены в строй новые крупные телескопы, число известных спутников Урана может увеличиться.
На сегодня известны 27 спутников Урана. Первые два крупных спутника открыл Вильям Гершель и назвал их именами персонажей пьес Шекспира - Оберон и Титания. С тех пор эта традиция продолжается. Спутники Урана подразделяются на главные (помимо указанных, к ним относятся также Ариэль, Умбриэль и Миранда) и малые. Возможно, здесь есть и другие, пока не открытые небольшие спутники. В ближайшие годы, когда будут ведены в строй новые крупные телескопы, число известных спутников Урана может увеличиться.
Спутники Урана малоисследованы. В наземные телескопы их поверхность рассмотреть невозможно из-за огромного расстояния. Космическому аппарату «Вояджер-2» не удалось подробно изучить все спутники - некоторые так и не попали в поле зрения его камер, а некоторые оказались слишком маленькими и далекими, чтобы рассмотреть их подробно.
Особый интерес представляет Миранда (ее диаметр немногим меньше 500 км). Анализ снимков «Вояджера-2» позволяет предположить, что спутник был в прошлом разбит на отдельные фрагменты мощным ударом астероида или другого спутника, после чего тяготение привело к новому объединению осколков - Миранда «собралась» вторично из собственных кусков.
Спутник Урана Миранда. Снимок космического аппарата «Вояджер-2» (МАЗА)
Следующий запуск космического аппарата в систему Урана планируется в США в 2034-2036 г. Полет продлится 14 лет, и это значит, что миссия прибудет к Урану в районе 2050 года. Согласно предварительным планам, в составе миссии будут три орбитальных аппарата, которые выйдут на разные орбиты вокруг Урана и будут изучать планету и его спутники.
ОБ АРТ-ОБЪЕКТЕ
О ПЛАНЕТЕ
АТМОСФЕРА
КОЛЬЦА И СПУТНИКИ
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
САТУРН
Узнать планету не трудно - по кольцам, а про интересные факты прочитаем
на этой странице.
на этой странице.
Узнать планету не трудно - по кольцам, а про интересные факты прочитаем на этой странице.
Автор статьи: научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор С.А. Язев.
Узнать планету не трудно по кольцам. На них размещены спутники Сатурна в виде подвешенных на тросиках камней. А вот определить, где расположен Мимас, Энцелад, Тефия или Диона - задачка со звездочкой даже для опытных астрономов. Щель Кассини так же хорошо обозначена на нашем объекте. Полный размер планеты скрыт, оставляя место для пытливого воображения.
Загляните вглубь планеты и узнайте, из чего состоит газовый гигант. Для этого совсем не нужно отправляться в далекое и опасное космическое путешествие. Достаточно нажать на кнопку, расположенную на объекте, и каждый слой засветится своим цветом.
Сатурн в Солнечной системе занимает 5-е место по яркости. И наш объект - яркий и светящийся. В этом
лучше всего убедиться лично, записавшись на вечернюю экскурсию.
Но самое интересное про Сатурн и Солнечную систему вы узнаете, записавшись на дневную экскурсию "Дорога к Солнцу".
Загляните вглубь планеты и узнайте, из чего состоит газовый гигант. Для этого совсем не нужно отправляться в далекое и опасное космическое путешествие. Достаточно нажать на кнопку, расположенную на объекте, и каждый слой засветится своим цветом.
Сатурн в Солнечной системе занимает 5-е место по яркости. И наш объект - яркий и светящийся. В этом
лучше всего убедиться лично, записавшись на вечернюю экскурсию.
Но самое интересное про Сатурн и Солнечную систему вы узнаете, записавшись на дневную экскурсию "Дорога к Солнцу".
Сатурн, относится к классу планет-гигантов, и поэтому, несмотря на огромное расстояние до него, виден на небе невооруженным глазом.
Планета получила название по имени Древнеримского бога – отца Юпитера. По мифологии Сатурн знал о пророчестве, согласно которому он должен быть свергнут с трона своим сыном, во избежание чего он постоянно поедал собственных детей. Спрятанный и спасенный Юпитер впоследствии стал верховным богом.
Греческие аналоги римских богов Сатурна и Юпитера - Кронос и Зевс.
Планета получила название по имени Древнеримского бога – отца Юпитера. По мифологии Сатурн знал о пророчестве, согласно которому он должен быть свергнут с трона своим сыном, во избежание чего он постоянно поедал собственных детей. Спрятанный и спасенный Юпитер впоследствии стал верховным богом.
Греческие аналоги римских богов Сатурна и Юпитера - Кронос и Зевс.
Орбита Сатурна расположена в 5,2 раза дальше от Солнца, чем орбита Юпитера, ее большая полуось составляет 9,58378 а. е. (несколько меньше 1,5 млрд км). Период обращения Сатурна вокруг Солнца составляет 29,6661 земных лет (часто указывают округленное значение - 30 лет). Орбита мало отличается от круговой ее эксцентриситет составляет 0,05689. Благодаря большому удалению от Солнца, Сатурн движется по своей орбите сравнительно медленно (средняя скорость 9,6 км/с, тогда как у Земли - около 30 км/с). Сатурн очень быстро вращается вокруг своей оси, причем вращается дифференциально. Точка на экваторе совершает оборот за 10 ч 12 мин, на широтах около 40° за 10 ч 39,4 мин, приполярные районы (широта больше 57°) – за 11 ч. Судя по всему, период твердотельного вращения глубинных областей планеты лежит в пределах 10 ч 36 мин 10 час. 48 мин. Быстрое вращение приводит к ощутимому сжатию планеты: отношение полярного радиуса экваториальному составляет 0,912. Сжатие планеты можно легко увидеть при наблюдениях в телескоп, либо на снимках с близкого расстояния.
Плоскость орбиты Сатурна незначительно (на 2,486°) наклонена к плоскости земной орбиты (эклиптике). Ось вращения планеты наклонена к плоскости ее орбиты на 63,3°, то есть примерно так же, как у Земли (66,6°) и у Марса (64,8°). Это означает, что для Сатурна тоже характерна смена времен года, по-видимому, сильно сглаженная быстрыми движениями газов в атмосфере, осуществляющими эф фективный перенос тепла.
Плоскость орбиты Сатурна незначительно (на 2,486°) наклонена к плоскости земной орбиты (эклиптике). Ось вращения планеты наклонена к плоскости ее орбиты на 63,3°, то есть примерно так же, как у Земли (66,6°) и у Марса (64,8°). Это означает, что для Сатурна тоже характерна смена времен года, по-видимому, сильно сглаженная быстрыми движениями газов в атмосфере, осуществляющими эф фективный перенос тепла.
Сатурн исследовался четырьмя космическими аппаратами. «Пионер-11» (США), переименованный после запуска в «Пионер-Сатурн», с пролетной траектории в 1979 г. выполнил цикл исследований планеты. Зонд «Вояджер-1» в 1980 г., а затем «Вояджер-2» (США) в 1981 г. прошли вблизи Сатурна и передали множество снимков планеты, его колец и его спутников. В 1997 г. был запущен тяжелый межпланетный зонд «Кассини», созданный НАСА (США), Европейским космическим агентством (ЕКА) и Итальянским космическим агентством (ИКА). В 2004 г. он стал первым в истории искусственным спутником Сатурна. Исследования Сатурна с помощью «Кассини» успешно продолжались вплоть до 2017 года, когда зонд был сведен с орбиты и упал в Сатурн. В начале 2005 г. от «Кассини» был отделен посадочный зонд «Гюйгенс» (ЕКА), который совершил парашютный спуск в атмосфере крупнейшего спутника Сатурна – Титана, и передал данные о свойствах атмосферы и поверхности спутника. На сегодняшний день рассматривается вопрос о реализации нового проекта «Титан-Сатурн» НАСА и ЕКА, но сроки пока не определены.
Внутреннее строение и магнитное поле
Экваториальный диаметр, определенный по верхней кромке облаков, равен 120540 км, что в 9,4 раза превышает диаметр Земли. Соответственно, по объему Сатурн примерно в 800 раз превышает Землю. Масса Сатурна равна 5,685×1026 кг (95,159 масс Земли). Средняя плотность планеты оказалась самой низкой для всех планет Солнечной системы всего 0,69 г/см3, что заметно ниже плотности воды. Известно, что у Сатурна есть сравнительно небольшое плотное ядро и протяженная флюидная оболочка переменной (нарастающей к центру) плотности. Внутреннее строение Сатурна в общих чертах таково. Атмосфера планеты состоит из водорода (96,3% по объему) и гелия (3,25%). Есть небольшие примеси метана, аммиака, этана, фосфорсодержащих веществ (фосфина).
На верхней кромке облаков планеты холодно — температура не поднимается выше -180 °С (93 К). Это связано с очень небольшим потоком солнечной энергии, падающим на единицу площади Сатурна (в 91 раз меньше, чем на Земле).
По мере погружения в газовую оболочку Сатурна температура и давление быстро растут. С их увеличением, с глубины в несколько тысяч километров начинается протяженный газожидкий слой. Свойство дифференциальности вращения атмосферы постепенно падает с глубиной, но уровень, начиная с которого планета вращается твердотельно, находится примерно в 9000 км от верхнего слоя облаков.
Глубже начинается слой жидкого металлического водорода — от 0,49 радиуса. Считается, что у Сатурна существует металлосиликатное ядро (от центра до 0,15 радиуса планеты). Согласно расчетам, температура в центре Сатурна достигает 17000 К, давление — 23 Мбар. Таким образом, только верхние слои атмосферы планеты холодны — в недрах Сатурна очень жарко.
Экваториальный диаметр, определенный по верхней кромке облаков, равен 120540 км, что в 9,4 раза превышает диаметр Земли. Соответственно, по объему Сатурн примерно в 800 раз превышает Землю. Масса Сатурна равна 5,685×1026 кг (95,159 масс Земли). Средняя плотность планеты оказалась самой низкой для всех планет Солнечной системы всего 0,69 г/см3, что заметно ниже плотности воды. Известно, что у Сатурна есть сравнительно небольшое плотное ядро и протяженная флюидная оболочка переменной (нарастающей к центру) плотности. Внутреннее строение Сатурна в общих чертах таково. Атмосфера планеты состоит из водорода (96,3% по объему) и гелия (3,25%). Есть небольшие примеси метана, аммиака, этана, фосфорсодержащих веществ (фосфина).
На верхней кромке облаков планеты холодно — температура не поднимается выше -180 °С (93 К). Это связано с очень небольшим потоком солнечной энергии, падающим на единицу площади Сатурна (в 91 раз меньше, чем на Земле).
По мере погружения в газовую оболочку Сатурна температура и давление быстро растут. С их увеличением, с глубины в несколько тысяч километров начинается протяженный газожидкий слой. Свойство дифференциальности вращения атмосферы постепенно падает с глубиной, но уровень, начиная с которого планета вращается твердотельно, находится примерно в 9000 км от верхнего слоя облаков.
Глубже начинается слой жидкого металлического водорода — от 0,49 радиуса. Считается, что у Сатурна существует металлосиликатное ядро (от центра до 0,15 радиуса планеты). Согласно расчетам, температура в центре Сатурна достигает 17000 К, давление — 23 Мбар. Таким образом, только верхние слои атмосферы планеты холодны — в недрах Сатурна очень жарко.
Полярные сияния
на Сатурне
(космический телескоп
«Hubble», NASA)
на Сатурне
(космический телескоп
«Hubble», NASA)
Шестиугольная структура (гексагон) в облаках над северным полюсом Сатурна (космический аппарат "Cassini", HACA)
Кольца Сатурна
(космический аппарат «Cassini», HACA)
(космический аппарат «Cassini», HACA)
на большие размеры планеты, Сатурн получает в 2,7 раз меньше тепла от Солнца, чем, например, Земля. Это связано с огромным удалением (почти в 10 раз дальше от Солнца) и более высоким альбедо (0,47 для Сатурна при 0,37 для Земли). Измерения показали, что тепловой поток из глубин планеты в 1,9-2,2 раза превышает поток тепла, поступающий от Солнца. Причина этого феномена окончательно не выяснена. Основная гипотеза заключается в том, что здесь работает гравитационная дифференциация.
Более тяжелый гелий погружается в недра планеты, более легкий водород вытесняется в наружные слои, в результате происходит выделение тепловой энергии. Поскольку подробности таких процессов неясны, возможны сложные варианты типа изменений концентрации раствора гелия в металлическом водороде.
Окончательная теория теплового баланса планет-гигантов не построена. Не исключено, что часть внутреннего тепла носит реликтовый характер (сохранилась со времен формирования планеты при аккреции (падении) потоков газа и пыли на молодые планеты и последующих столкновениях крупных небесных тел). Кроме того, как уже неоднократно упоминалось выше, трудно оценить вклад радиоактивных элементов в недрах планет.
Высокие температура и давление в недрах Сатурна приводят к ионизации водорода и гелия (отрыву электронов от ядер атомов), в результате чего все недра планеты оказываются электропроводящими. Движения в недрах планеты порождают электрические токи, которые в свою очередь становятся источником магнитного поля. В отличие от Юпитера, Меркурия и Земли, ось магнитного диполя Сатурна с высокой точностью совпадает с осью вращения планеты. Благодаря этому не очень понятному обстоятельству, магнитосфера Сатурна имеет правильную симметричную форму.
В целом магнитосфера Сатурна имеет достаточно сложную структуру. Здесь есть несколько радиационных поясов, где магнитное поле планеты образует замкнутые «резервуары» для заряженных частиц. Между радиационными поясами есть тороидальные зоны, где концентрация заряженных частиц крайне низка. Заряженные частицы здесь перехватываются веществом колец (о кольцах будет сказано ниже) и спутниками. Радиус радиационных поясов составляет 20-22 радиусов Сатурна. Напряженность магнитного поля на уровне наблюдаемых снаружи облаков на экваторе составляет 0,2 Гс (на Земле около 0,35 Гс).
Более тяжелый гелий погружается в недра планеты, более легкий водород вытесняется в наружные слои, в результате происходит выделение тепловой энергии. Поскольку подробности таких процессов неясны, возможны сложные варианты типа изменений концентрации раствора гелия в металлическом водороде.
Окончательная теория теплового баланса планет-гигантов не построена. Не исключено, что часть внутреннего тепла носит реликтовый характер (сохранилась со времен формирования планеты при аккреции (падении) потоков газа и пыли на молодые планеты и последующих столкновениях крупных небесных тел). Кроме того, как уже неоднократно упоминалось выше, трудно оценить вклад радиоактивных элементов в недрах планет.
Высокие температура и давление в недрах Сатурна приводят к ионизации водорода и гелия (отрыву электронов от ядер атомов), в результате чего все недра планеты оказываются электропроводящими. Движения в недрах планеты порождают электрические токи, которые в свою очередь становятся источником магнитного поля. В отличие от Юпитера, Меркурия и Земли, ось магнитного диполя Сатурна с высокой точностью совпадает с осью вращения планеты. Благодаря этому не очень понятному обстоятельству, магнитосфера Сатурна имеет правильную симметричную форму.
В целом магнитосфера Сатурна имеет достаточно сложную структуру. Здесь есть несколько радиационных поясов, где магнитное поле планеты образует замкнутые «резервуары» для заряженных частиц. Между радиационными поясами есть тороидальные зоны, где концентрация заряженных частиц крайне низка. Заряженные частицы здесь перехватываются веществом колец (о кольцах будет сказано ниже) и спутниками. Радиус радиационных поясов составляет 20-22 радиусов Сатурна. Напряженность магнитного поля на уровне наблюдаемых снаружи облаков на экваторе составляет 0,2 Гс (на Земле около 0,35 Гс).
Об особенностях внутреннего строения Сатурна говорит его тепловой баланс. Несмотря
Мы имеем возможность наблюдать непосредственно только верхние слои атмосферы Сатурна. Сатурн имеет развитую систему облачных поясов и зон. Температура надоблачных слоев около -180 °С, что, видимо, приводит к вымораживанию паров аммиака NH3. В результате над облаками образуется плотный слой тумана (дымки). Этот слой скрывает структуру поясов и зон в облаках Сатурна.
Помимо аммиака, спектральные наблюдения позволили обнаружить в атмосфере планеты метан СН4, ацетилен С2Н2, этан С2Н6. Суммарная концентрация этих и других химических соединений не превышает 1%, 99% состава атмосферы планеты составляют водород и гелий. Измерения с аппарата «Кассини» позволили обнаружить здесь воду (поступающую из колец Сатурна, о которых будет сказано ниже) и метан.
Несмотря на существование аммиачного тумана, окутывающего верх ние слои атмосферы Сатурна, от дельные структуры в облаках Сатур на отчетливо наблюдаются. Скорость ветра в экваториальной зон Сатурна достигает значений порядка 400-500 м/с. Скорости ветра на умеренных широтах ниже, чем на экваторе (для широт 30° характерны скорости порядка 100 м/с).
В верхних слоях атмосферы Сатурна могут возникать вихри антициклонического характера. Так, съемки космического телескопа «Хаббл» в 1994 г. позволили обнаружить так называемое Большое Коричневое Пятно на Сатурне. Эта структура оказалась высокоширотной (74° северной широты). Она не единична - ураганы с характерным размером порядка 1000 км постоянно наблюдаются на умеренных широтах.
Помимо БКП, в облаках Сатурна обнаружена устойчивая структура в виде правильного шестиугольника (гексагона) диаметром около 30000 км. В центре шестиугольника, расположенном точно над северным полюсом планеты, зафиксирован вихрь со скоростью 500 км/ч. Шестиугольная структура объяснена турбулентными явлениями на границе двух зон с разной скоростью углового вращения. В то же время остается неясным,
Помимо аммиака, спектральные наблюдения позволили обнаружить в атмосфере планеты метан СН4, ацетилен С2Н2, этан С2Н6. Суммарная концентрация этих и других химических соединений не превышает 1%, 99% состава атмосферы планеты составляют водород и гелий. Измерения с аппарата «Кассини» позволили обнаружить здесь воду (поступающую из колец Сатурна, о которых будет сказано ниже) и метан.
Несмотря на существование аммиачного тумана, окутывающего верх ние слои атмосферы Сатурна, от дельные структуры в облаках Сатур на отчетливо наблюдаются. Скорость ветра в экваториальной зон Сатурна достигает значений порядка 400-500 м/с. Скорости ветра на умеренных широтах ниже, чем на экваторе (для широт 30° характерны скорости порядка 100 м/с).
В верхних слоях атмосферы Сатурна могут возникать вихри антициклонического характера. Так, съемки космического телескопа «Хаббл» в 1994 г. позволили обнаружить так называемое Большое Коричневое Пятно на Сатурне. Эта структура оказалась высокоширотной (74° северной широты). Она не единична - ураганы с характерным размером порядка 1000 км постоянно наблюдаются на умеренных широтах.
Помимо БКП, в облаках Сатурна обнаружена устойчивая структура в виде правильного шестиугольника (гексагона) диаметром около 30000 км. В центре шестиугольника, расположенном точно над северным полюсом планеты, зафиксирован вихрь со скоростью 500 км/ч. Шестиугольная структура объяснена турбулентными явлениями на границе двух зон с разной скоростью углового вращения. В то же время остается неясным,
почему этот вихрь остается устойчивым на протяжении многих лет.
Сатурн обладает уникальной системой колец, охватывающих планету в плоскости экватора. Кольца Сатурна хорошо видны даже в небольшой школьный телескоп. Их заметил еще Галилей во время первых телескопических наблюдений, но из-за низкого качества изображения ему не удалось правильно определить форму необычного образования. В 1655 г. кольца были открыты Христианом Гюйгенсом, который установил, что Сатурн окружен плоским кольцом, нигде не прикасающимся к телу планеты.
Исследования колец с помощью наземных и космических телескопов, а также космических зондов позволили установить следующее. Кольцо в действительности состоит из нескольких тысяч узких концентрических колец. Внутренние кольца начинаются вблизи верхних слоев атмосферы Сатурна, внешние расположены на расстояниях до 200 тыс. км от центра планеты. Система колец очень тонка не более одного километра (возможно, меньше), но очень широка многие десятки тысяч километров.
Традиционно система колец подразделяется на несколько элементов концентрических колец, разделяемых щелями, или делениями. В порядке, если считать от планеты, кольца обозначены буквами латинского алфавита D, C, B, A, F, G, E. Нетрудно догадаться, что первоначально были открыты яркие кольца А, В, С, а затем обнаружены более слабые (менее контрастные) почти прозрачные кольца — внутреннее D и внешние F, G, Е. Внешнее кольцо Е практически невидимо, и его существование подтверждается аппаратурой космических зондов, регистрирующих заряженные частицы. Внутреннее неплотное кольцо D не имеет резкой внутренней границы, его внутренний край размыт и постепенно сходит на нет, примыкая к верхним слоям атмосферы Сатурна.
Размеры основных колец приведены в таблице.
Традиционно система колец подразделяется на несколько элементов концентрических колец, разделяемых щелями, или делениями. В порядке, если считать от планеты, кольца обозначены буквами латинского алфавита D, C, B, A, F, G, E. Нетрудно догадаться, что первоначально были открыты яркие кольца А, В, С, а затем обнаружены более слабые (менее контрастные) почти прозрачные кольца — внутреннее D и внешние F, G, Е. Внешнее кольцо Е практически невидимо, и его существование подтверждается аппаратурой космических зондов, регистрирующих заряженные частицы. Внутреннее неплотное кольцо D не имеет резкой внутренней границы, его внутренний край размыт и постепенно сходит на нет, примыкая к верхним слоям атмосферы Сатурна.
Размеры основных колец приведены в таблице.
Кольцо А обычно называют внешним, В - средним, С — внутренним. Кольцо В самое яркое, кольцо С — более темное и полупрозрачное (креповое). Между кольцами А и В даже в небольшие телескопы хорошо заметен темный промежуток, который получил название деление (щель) Кассини. Внешний радиус щели Кассини близок 120000 км, ее ширина - 4450 км. Внутри кольца А выделяется так называемое деление Энке (внешний радиус — 133570 км, ширина — 330 км). В пределах каждого из колец можно выделить сотни более узких колец.
Исследования, выполненные зондом «Вояджер-2» и подтвержденные данными с «Кассини», показали, что кольца состоят из частиц различного размера. Так, в кольце А вокруг Сатурна движутся многочисленные тела с размерами около 10 м, в делении Кассини - тела со средними размерами 8 м, в кольце С — с размерами 2 м. В каждом из колец присутствуют частицы и меньших размеров - вплоть до микронных пылинок. Частицы присутствуют и в щелях (делениях), но в меньших количествах.
Различия между свойствами вещества в различных кольцах и делениях заключаются в разной степени измельченности и разной концентрации присутствующего здесь материала. Кольца состоят из ледяных глыб различных размеров с вкраплениями силикатных частиц (грязный лед). В некоторых частях колец частицы состоят из снега. Наиболее тонкоструктурные кольца содержат мириады мелких ледяных кристалликов и снежинок, двигающихся вокруг Сатурна подобно многочисленным спутникам. Вещество внутренних колец, двигаясь по спирали, постепенно падает в атмосферу планеты. На завершающем этапе миссии «Кассини» прямые измерения показали, что микроскопические кристаллики в кольце D состоят из водяного льда и частично из метанового льда.
Исследования, выполненные зондом «Вояджер-2» и подтвержденные данными с «Кассини», показали, что кольца состоят из частиц различного размера. Так, в кольце А вокруг Сатурна движутся многочисленные тела с размерами около 10 м, в делении Кассини - тела со средними размерами 8 м, в кольце С — с размерами 2 м. В каждом из колец присутствуют частицы и меньших размеров - вплоть до микронных пылинок. Частицы присутствуют и в щелях (делениях), но в меньших количествах.
Различия между свойствами вещества в различных кольцах и делениях заключаются в разной степени измельченности и разной концентрации присутствующего здесь материала. Кольца состоят из ледяных глыб различных размеров с вкраплениями силикатных частиц (грязный лед). В некоторых частях колец частицы состоят из снега. Наиболее тонкоструктурные кольца содержат мириады мелких ледяных кристалликов и снежинок, двигающихся вокруг Сатурна подобно многочисленным спутникам. Вещество внутренних колец, двигаясь по спирали, постепенно падает в атмосферу планеты. На завершающем этапе миссии «Кассини» прямые измерения показали, что микроскопические кристаллики в кольце D состоят из водяного льда и частично из метанового льда.
ОБ АРТ-ОБЪЕКТЕ
ДВИЖЕНИЕ И ВРАЩЕНИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ САТУРНА
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ
АТМОСФЕРА
КОЛЬЦА САТУРНА
Галилео Галилей
первым наблюдал Сатурн в 1610
первым наблюдал Сатурн в 1610
названа в честь древнеримского бога - отца Юпитера
плотность планеты ниже плотности воды
получает в 2,7 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля
1 сутки Сатурна =
10 часов 33 мин,
1 год = 29, 661зем.лет
10 часов 33 мин,
1 год = 29, 661зем.лет
За период миссии "Кассини" были получены тысячи великолепных фотографий
О ПЛАНЕТЕ
Кольцо
D
C
B
A
F
D
C
B
A
F
Внутренний радиус, км.
66970
74510
9200
122170
140130
66970
74510
9200
122170
140130
Внешний радиус, км.
74510
9200
117520
136780
140180
74510
9200
117520
136780
140180
Кассини.
Художественная интерпретация: NASA/JPL-Caltec
Художественная интерпретация: NASA/JPL-Caltec
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
СПУТНИКИ
САТУРНА
Уменьшенные копии космических объектов подвешены на тросиках внутри тумб.
Сатурна вблизи внешнего края кольца А (от центра Сатурна -133600 км, что в 2,8 раза ближе, чем расстояние от Луны до центра Земли). Видимо, именно гравитационное воздействие Пана делает упомянутый край кольца резким.
Спутники, находящиеся вблизи края кольца Сатурна, получили название «пастухов» соответствующего кольца. Поэтому Пан считается «пастухом» кольца Сатурна А. Средняя плотность Пана оценивается учеными всего в 0,6 г/см³. Такая плотность характерна для рыхлого льда с большими пустотами.
Спутники, находящиеся вблизи края кольца Сатурна, получили название «пастухов» соответствующего кольца. Поэтому Пан считается «пастухом» кольца Сатурна А. Средняя плотность Пана оценивается учеными всего в 0,6 г/см³. Такая плотность характерна для рыхлого льда с большими пустотами.
Большая полуось орбиты этого спутника (среднее расстояние от центра Сатурна) - 185 000 км. Диаметр Мимаса – 397 км. Его плотность немного больше, чем у небольших спутников, описанных выше -1,2 г/см3 (это, скорее всего, лед с вкраплениями силикатов). Для этого спутника характерна относительно большая глубина метеоритных кратеров, наблюдаемых здесь повсеместно. По-видимому, это связано с меньшим количеством мелкозернистой пыли, покрывающую древнюю поверхность космического тела, поскольку Мимас находится далеко от плотных пылевых колец Сатурна.
Мимас обладает синхронным вращением (всегда повернут одной стороной к Сатурну). Посередине полушария, всегда повернутого к Сатурну, находится гигантский импактный (произошедший в результате столкновения) кратер Гершель диаметром в 130 км (треть диаметра самого спутника) с центральным поднятием (пиком в центре кратера).
Очевидно, удар был очень сильным, в результате чего могла измениться структура всего спутника. В принципе такой удар мог и разрушить спутник.
Благодаря гравитации Мимаса в кольцах Сатурна сформировалась щель Кассини, которая разделяет кольца А и В.
Мимас обладает синхронным вращением (всегда повернут одной стороной к Сатурну). Посередине полушария, всегда повернутого к Сатурну, находится гигантский импактный (произошедший в результате столкновения) кратер Гершель диаметром в 130 км (треть диаметра самого спутника) с центральным поднятием (пиком в центре кратера).
Очевидно, удар был очень сильным, в результате чего могла измениться структура всего спутника. В принципе такой удар мог и разрушить спутник.
Благодаря гравитации Мимаса в кольцах Сатурна сформировалась щель Кассини, которая разделяет кольца А и В.
Мимас назван по имени одного из гекатонхейров сторуких и пятидесятиголовых великанов, сыновей богов Урана и Геи.
Мимас
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
Автор статьи: научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор С.А. Язев.
Согласно греческой мифологии, Пан - бог стад, покровитель природы.
Рея
(космический аппарат «Cassini», HACA)
(космический аппарат «Cassini», HACA)
Феба
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
Находится на расстоянии 12 944 000 км от центра Сатурна. Размер этого сравнительно небольшого спутника составляет 220 км. Плотность — 1,6 г/см³ указывает на приблизительное равенство количества силикатов и льда. Феба движется в обратном направлении, плоскость ее орбиты сильно наклонена к экватору Сатурна и к плоскости его орбиты.
Существует версия, что Феба - астероид либо даже кометное ядро, захваченный гравитацией Сатурна. Поверхность спутника достаточно темная. Феба близка по составу астероидам С-типа. Не исключено, что ранее она принадлежала так называемому семейству кентавров - темным объектам, двигающимся вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Феба покрыта темным веществом толщиной от 300 до 500 м. Яркие участки поверхности связаны с обнажениями льда. Вероятно, именно с Фебой связано открытие, сделанное в 2009 г. космическим инфракрасным телескопом «Спитцер».
Он обнаружил еще одно, крайне разреженное, кольцо вокруг Сатурна, не наблюдаемое в оптическом диапазоне из-за чрезвычайно низкой плотности. Кольцо начинается примерно в 6 миллионах километров от Сатурна и тянется еще на 12 миллионов километров. Оно состоит преимущественно из частиц пыли и льда, температура которых не превышает 80 Κ. В центре нового кольца располагается Феба. Было высказано предположение, что именно этот спутник служит основным источником вещества кольца.
Макеты перечисленных спутников Сатурна изготовлены и установлены в рамках интерактивной инсталляции в Байкальской астрофизической обсерватории Института солнечно-земной физики.
Существует версия, что Феба - астероид либо даже кометное ядро, захваченный гравитацией Сатурна. Поверхность спутника достаточно темная. Феба близка по составу астероидам С-типа. Не исключено, что ранее она принадлежала так называемому семейству кентавров - темным объектам, двигающимся вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Феба покрыта темным веществом толщиной от 300 до 500 м. Яркие участки поверхности связаны с обнажениями льда. Вероятно, именно с Фебой связано открытие, сделанное в 2009 г. космическим инфракрасным телескопом «Спитцер».
Он обнаружил еще одно, крайне разреженное, кольцо вокруг Сатурна, не наблюдаемое в оптическом диапазоне из-за чрезвычайно низкой плотности. Кольцо начинается примерно в 6 миллионах километров от Сатурна и тянется еще на 12 миллионов километров. Оно состоит преимущественно из частиц пыли и льда, температура которых не превышает 80 Κ. В центре нового кольца располагается Феба. Было высказано предположение, что именно этот спутник служит основным источником вещества кольца.
Макеты перечисленных спутников Сатурна изготовлены и установлены в рамках интерактивной инсталляции в Байкальской астрофизической обсерватории Института солнечно-земной физики.
Согласно греческой мифологии, Феба — титанида, дочь Урана и Геи.
ОБ АРТ-ОБЪЕКТЕ
ЭПИМЕТЕЙ И ЯНУС
МИМАС
Калипсо
(космический аппарат "Cassini", HACA)
(космический аппарат "Cassini", HACA)
На расстоянии 294 700 км от центра Сатурна по одной и той же круговой орбите движутся сразу три спутника. Крупнейший из них - Тефия - входит в число наиболее крупных спутников Сатурна, ее диаметр составляет 1071 км. Средняя плотность спутника оценена в 1,0 г/см3; это означает, что вся Тефия состоит из водяного льда с минимальными примесями.
Для описания особенностей движения трех спутников по одной орбите необходимо введение понятия точек Лагранжа, или точек либрации. Жозеф Луи Лагранж еще в XVIII веке нашел устойчивые математические решения, когда конфигурация из трех тел остается стабильной.
Оказывается, если одно массивное тело обращается вокруг другого по кругу, то существует, как минимум, пять точек, неподвижных относительно этих двух тел. Попав в любую из этих точек, третье тело незначительной массы останется там навсегда: действие сил тяготения двух массивных тел заставит третье тело двигаться синхронно с ними.
Небольшие спутники Телесто и Калипсо находятся в точках Лагранжа L4 и L5 на орбите Тефии. Размеры Калипсо — 19 км. Как и Тефия, это стопроцентно ледяной спутник.
Для описания особенностей движения трех спутников по одной орбите необходимо введение понятия точек Лагранжа, или точек либрации. Жозеф Луи Лагранж еще в XVIII веке нашел устойчивые математические решения, когда конфигурация из трех тел остается стабильной.
Оказывается, если одно массивное тело обращается вокруг другого по кругу, то существует, как минимум, пять точек, неподвижных относительно этих двух тел. Попав в любую из этих точек, третье тело незначительной массы останется там навсегда: действие сил тяготения двух массивных тел заставит третье тело двигаться синхронно с ними.
Небольшие спутники Телесто и Калипсо находятся в точках Лагранжа L4 и L5 на орбите Тефии. Размеры Калипсо — 19 км. Как и Тефия, это стопроцентно ледяной спутник.
Согласно мифам, Тефия — древнейшее божество, Титанида — дочь Урана и Геи; Телесто — дочь Тефии; нимфа Калипсо — дочь держателя неба титана Атласа.
КАЛИПСО
РЕЯ
Крупный спутник, его диаметр — 1530 км при средней плотности 1,2 г/см3. Такое значение плотности можно интерпретировать, как проявление существования каменного ядра, соответствующего примерно трети диаметра спутника. Светлая поверхность покрыта множеством древних кратеров. Крупнейшие достигают в размерах 300 км, например плоскодонный кратер Тирава.
Рея по многим параметрам похожа на Диону. Там наблюдаются яркие прямолинейные образования структуры, возникавшие в древности, когда мог развиваться криовулканизм, и ледяные вулканы извергали воду. Не исключено, что подледный внутренний океан есть и у Реи.
Рея по многим параметрам похожа на Диону. Там наблюдаются яркие прямолинейные образования структуры, возникавшие в древности, когда мог развиваться криовулканизм, и ледяные вулканы извергали воду. Не исключено, что подледный внутренний океан есть и у Реи.
В греческих мифах, Рея — дочь Урана и Геи, мать Зевса и многих других богов.
ТИТАН
Япет
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
Крупный спутник, несколько меньше Реи (диаметр Япета 1469 км). Расстояние до центра Сатурна - 3560 800 км (почти в 10 раз больше радиуса орбиты Луны). Средняя плотность 1,3 г/см³. Япет имеет уникальное свойство: две стороны этого спутника сильно различаются по альбедо (более чем в 10 раз): одна сторона светлая (альбедо составляет 60%), другая темная (альбедо близко к 4%). Эти различия были обнаружены еще Джованни Доменико Кассини, открывшим спутник в 1671 г.
Япет обладает синхронным вращением. Он летит по своей орбите вокруг Сатурна темной стороной вперед. Темная, покрытая кратерами «передняя» сторона получила название Cassini Regio. Диаметр крупнейшего кратера — почти 600 км. Еще один впечатляющий феномен Япета - уникальный хребет высотой и шириной до 20 км, протянувшийся точно вдоль экватора спутника на 1300 км (почти треть длины экватора. Из-за этого хребта Япет напоминает грецкий орех. Происхождение хребта загадочно.
Согласно одной из гипотез, в прошлом скорость вращения спутника была существенно больше, чем сейчас, при этом экваториальный диаметр был существенно больше полярного за счет центробежных сил. Впоследствии скорость вращения Япета быстро уменьшилась за счет приливных сил со стороны Сатурна, в результате чего спутник приобрел форму, близкую к сферической, площадь его поверхности сократилась, и выдавленные породы образовали хребет вдоль экватора.
Другая гипотеза рассматривает возможность медленного падения на Япет материала некоего кольца, которое в прошлом охватывало спутник над его экватором. Поскольку скорость падения была невысокой, вместо кратеров возникло нагромождение упавшего вещества вдоль экватора. Существует гипотеза о возможном существовании подледного океана на Япете, но уверенных данных в пользу этого предположения нет.
Согласно одной из гипотез, в прошлом скорость вращения спутника была существенно больше, чем сейчас, при этом экваториальный диаметр был существенно больше полярного за счет центробежных сил. Впоследствии скорость вращения Япета быстро уменьшилась за счет приливных сил со стороны Сатурна, в результате чего спутник приобрел форму, близкую к сферической, площадь его поверхности сократилась, и выдавленные породы образовали хребет вдоль экватора.
Другая гипотеза рассматривает возможность медленного падения на Япет материала некоего кольца, которое в прошлом охватывало спутник над его экватором. Поскольку скорость падения была невысокой, вместо кратеров возникло нагромождение упавшего вещества вдоль экватора. Существует гипотеза о возможном существовании подледного океана на Япете, но уверенных данных в пользу этого предположения нет.
Япет, согласно греческим мифам, - один из титанов, сын Урана и Геи.
ЯПЕТ
ФЕБА
Этот крошечный в космическом масштабе (его диаметр всего 20 км) спутник обращается вокруг
ПАН
Спутник Сатурна Пан
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
Недалеко от арт-объекта "Сатурн" вы сможете отдохнуть, рассматривая спутники этой планеты. Уменьшенные копии космических объектов подвешены на тросиках внутри тумб. Всего у Сатурна 82 спутника. Но в рамках инсталляции установлено 10 - самых интересных: Титан, Рея, Энцелад, Янус, Эпиметей, Пан, Мимас, Калипсо, Феба, Япет.
Пан по форме выглядит как пельмень, а Япет напоминает грецкий орех, а на поверхности Энцелада существуют тигровые полосы. Титан самый большой спутник Сатурна, там идут метановые дожди и есть грандиозное метановое озеро Кракен, которое больше Каспийского моря.
Для самых внимательных вопрос: на каком спутнике Сатурна находится гигантский кратер Гершель диаметром 130 км (треть диаметра самого спутника)? А всех, кому интересны ответы и другие вопросы о космосе и Солнечной системе, приглашаем на экскурсию.
Пан по форме выглядит как пельмень, а Япет напоминает грецкий орех, а на поверхности Энцелада существуют тигровые полосы. Титан самый большой спутник Сатурна, там идут метановые дожди и есть грандиозное метановое озеро Кракен, которое больше Каспийского моря.
Для самых внимательных вопрос: на каком спутнике Сатурна находится гигантский кратер Гершель диаметром 130 км (треть диаметра самого спутника)? А всех, кому интересны ответы и другие вопросы о космосе и Солнечной системе, приглашаем на экскурсию.
Сатурн - не самая большая планета Солнечной системы, но рекордсмен по количеству спутников. В настоящее время их известно уже 274! Весьма вероятно, что дальнейшие исследования позволят обнаружить новые спутники. Большинство из них движутся в «прямом» направлении, их орбиты лежат в плоскостях, близких к плоскости экватора и плоскости колец Сатурна. В то же время известны небольшие (и даже совсем маленькие) спутники, плоскости которых сильно наклонены к плоскости экватора планеты, при этом движение может быть обратным.
Представляем вашему вниманию регулярные спутники Сатурна, макеты которых установлены в интерактивной инсталляции «Дорога к Солнцу». Объекты расположены по мере удаления от Сатурна.
Представляем вашему вниманию регулярные спутники Сатурна, макеты которых установлены в интерактивной инсталляции «Дорога к Солнцу». Объекты расположены по мере удаления от Сатурна.
На март 2025 -
274 спутника
274 спутника
В основном спутники - из камня и льда, хорошо отражают свет
Самый большой спутника - чуть больше Меркурия
Все названия спутников связаны с мифологией
4 группы: индуистская,
скандинавская, галльская, греческая мифологии
скандинавская, галльская, греческая мифологии
Спутник Сатурна Титан
на фоне Сатурна.
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
на фоне Сатурна.
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
О СПУТНИКАХ
Это один из интереснейших спутников Сатурна. Движется по почти круговой орбите на расстоянии 238 100 км от центра Сатурна. Диаметр этого практически сферического спутника - 500 км. Средняя плотность Энцелада мала - 1,1 г/см³. Поверхность спутника очень светлая, Энцелад обладает одним из самых высоких альбедо в Солнечной системе, отражая 81% падающего света.
Съемки с борта «Кассини» показали, что поверхность спутника молодая (кратеров очень мало), зато есть явные признаки мощных тектонических процессов в ледяной коре спутника. Наблюдения с космического аппарата «Кассини» позволили обнаружить удивительный феномен - мощные струи водяного пара, бьющие из-под поверхности Энцелада в районе «тигровых полос». Часть вещества (белоснежные кристаллики льда) падает обратно на спутник, часть рассеивается в окружающем пространстве.
В составе кристалликов, помимо воды (до 98%), обнаружены водород (1%), азот, углекислый газ СО2, метан СН4, следы аммиака NH3, ацетилена С2Н2 и синильной кислоты (цианистого водорода) HCN, а также бикарбоната натрия NaHCO3 (пищевая сода) и других солей натрия и калия.
Весь набор имеющихся данных заставляет предполагать, что подо льдами Энцелада (толщиной 30-40 км) лежит океан из теплой или даже горячей воды, глубиной порядка 10 км. При этом наличие солей в составе воды свидетельствует о сходстве этого океана с земным. В веществе водяных выбросов обнаружены также крошечные частицы оксида кремния (песка), что можно интерпретировать как свидетельство в пользу наличия гидротермальных процессов на дне океана при температуре более 90 °С. В таких условиях в недрах океана могут протекать разнообразные химические реакции.
Скорее всего, в районе южного полюса толщина коры не превышает нескольких километров. На других участках с меньшей температурой возможно существование донных криовулканов (ледяных вулканов).
Открытие геологической активности на Энцеладе представляет собой серьезную научную проблему. Спутник слишком мал, чтобы долго сохранять тепло некогда разогретых недр. Это означает, что процесс разогрева внутренних слоев Энцелада происходит непрерывно, в том числе и сейчас.
Неясно, почему процессы, характерные для Энцелада, не наблюдаются на Мимасе, который лишь несущественно меньше по размерам. Феномен гейзеров и вероятного водного океана под ледяной поверхностью небольшого Энцелада остается предметом дискуссий и интенсивных теоретических исследований. Как и в случае с галилеевыми спутниками Юпитера, рассматривается потенциальная возможность существования внутренней биосферы в подледном океане Энцелада. В частности, реакции метаногенеза могли бы служить источником энергии для хемосинтезирующих организмов, известных на Земле.
Согласно мифологии, гигант Энцелад был сыном богов Урана и Геи и похоронен под вулканом Этна на острове Сицилия.
Гейзеры из водяного пара на спутнике Сатурна Энцелад.
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
ЭНЦЕЛАД
Тени кольцевой линии далекого Сатурна, обеспечивают изысканный фон для блестящей, белой сферы Энцелада.
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
Спутники, находящиеся на очень близких орбитах (коорбитальные). Высота орбит соответственно 151 400 и 151 500 км над центром Сатурна.
Размеры спутников — 138110 и 194154 км. Есть версия, что и Эпиметей, и Янус являются осколками одного и того же родительского небесного тела. Несмотря на относительно небольшие размеры, на Эпиметее обнаружено множество ударных кратеров, включая несколько крупных (диаметром более 30 км). В частности, кратер Hilairea имеет диаметр 33 км.
Эпиметей («думающий после») — мифологический персонаж, брат Прометея, женившийся на Пандоре.
Янус у древних греков двуликий бог входов, выходов и изменений во времени.
Янус у древних греков двуликий бог входов, выходов и изменений во времени.
Янус на фоне Сатурна
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
Эпиметей
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
(космический аппарат
"Cassini", HACA)
Титан уникален и еще по одному параметру: это единственный спутник в Солнечной системе, обладающий плотной атмосферой. Атмосферное давление у поверхности спутника составляет 1,5 бар (в 1,5 раза больше, чем на Земле). Общая масса атмосферы Титана также в 1,5 раза больше земной, газовая оболочка простирается до 400 км гораздо дальше, чем у Земли (считается, что 100 км).
В составе атмосферы азот (98,4%) и метан СН4 (от 1,4 до 4,9% на разных высотах). Заметим, что согласно некоторым гипотезам, метан может оказаться следствием биологической активности. Кроме того, в газовой оболочке Титана обнаружено небольшое количество этана С2Н6, пропана С3Н8, ацетилена С2Н2 и аргона Аг. Зафиксированы также синильная кислота НСИ, полиины и органические нитрилы, содержащие азот, а также набор достаточно тяжелых углеводородов. В то же время в атмосфере не обнаружены ксенон Хе, окись и двуокись углерода (СО и СО2). В 2015 г. космический аппарат «Кассини» зарегистрировал в атмосфере Титана необычное облако на огромной высоте от 160 до 210 км над поверхностью, намного выше тропосферных метановых облаков. Указанное облако содержало циановодород и бензолы. Как и у всех других спутников Сатурна, поверхность Титана очень холодная (-179 °С). Температура верхних слоев атмосферы заметно выше (-120 °С).
Плотный туман, не позволяющий непосредственно наблюдать поверхность спутника, отражает и рассеивает лучи Солнца, создавая своеобразный антипарниковый эффект, снижающий температуру поверхности. Поверхность Титана состоит изо льда с примесью силикатных пород.
14 января 2005 г. от американского аппарата «Кассини» отделился европейский посадочный зонд «Гюйгенс» весом 318 кг. На протяжении почти двух с половиной часов он осуществлял парашютный спуск в атмосфере Титана и затем проработал около трех часов на его грунте. Прямые измерения показали, что вблизи поверхности концентрация метана в воздухе выросла до 5%. Судя по звуку, зарегистрированному о время посадки (характерный шлепок), аппарат опустился на грунт, насыщенный жидкостью (консистенция грязи). Этой жидкостью оказался метан, при крайне низких температурах сгустившийся до жидкого состояния. Жидкий метан играет на Титане роль воды, а водяной лед - роль земных горных пород.
В составе атмосферы азот (98,4%) и метан СН4 (от 1,4 до 4,9% на разных высотах). Заметим, что согласно некоторым гипотезам, метан может оказаться следствием биологической активности. Кроме того, в газовой оболочке Титана обнаружено небольшое количество этана С2Н6, пропана С3Н8, ацетилена С2Н2 и аргона Аг. Зафиксированы также синильная кислота НСИ, полиины и органические нитрилы, содержащие азот, а также набор достаточно тяжелых углеводородов. В то же время в атмосфере не обнаружены ксенон Хе, окись и двуокись углерода (СО и СО2). В 2015 г. космический аппарат «Кассини» зарегистрировал в атмосфере Титана необычное облако на огромной высоте от 160 до 210 км над поверхностью, намного выше тропосферных метановых облаков. Указанное облако содержало циановодород и бензолы. Как и у всех других спутников Сатурна, поверхность Титана очень холодная (-179 °С). Температура верхних слоев атмосферы заметно выше (-120 °С).
Плотный туман, не позволяющий непосредственно наблюдать поверхность спутника, отражает и рассеивает лучи Солнца, создавая своеобразный антипарниковый эффект, снижающий температуру поверхности. Поверхность Титана состоит изо льда с примесью силикатных пород.
14 января 2005 г. от американского аппарата «Кассини» отделился европейский посадочный зонд «Гюйгенс» весом 318 кг. На протяжении почти двух с половиной часов он осуществлял парашютный спуск в атмосфере Титана и затем проработал около трех часов на его грунте. Прямые измерения показали, что вблизи поверхности концентрация метана в воздухе выросла до 5%. Судя по звуку, зарегистрированному о время посадки (характерный шлепок), аппарат опустился на грунт, насыщенный жидкостью (консистенция грязи). Этой жидкостью оказался метан, при крайне низких температурах сгустившийся до жидкого состояния. Жидкий метан играет на Титане роль воды, а водяной лед - роль земных горных пород.
комочки (аналоги песчинок) из смерзшихся углеводородов. Запасы углеводородов на Титане огромны. В верхней атмосфере под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения идут химические реакции, в результате которых из метана и других легких углеводородов и азота формируются разнообразные тяжелые органические молекулы. Эти вещества, похожие в концентрированном виде на темные смолы или деготь, осаждаются на поверхность спутника в виде холодной аэрозольной мороси, похожей на густой смог (смесь тумана и дыма на Земле). Расчеты показывают, что за тысячу лет на поверхности накапливается слой толщиной в 1 мм, за миллион лет толщиной в метр. Это означает, что на поверхности Титана можно ожидать многометровых наслоений органических соединений.
Эти наслоения местами нарушаются метановыми дождями. Метановые ручьи и реки смывают органику, обнажая светлые ледяные массивы. Такие реки, впадающие в озера из жидких углеводородов, были обнаружены на снимках идущего на посадку зонда «Гюйгенс» и подтверждены радарными измерениями с космического аппарата «Кассини». Здесь обнаружены ветвящиеся узкие и глубокие (до сотен метров) каньоны с почти вертикальными стенами, на дне которых текут жидкие углеводороды.
Кроме того, на Титане обнаружено более 400 озер из жидкого метана. Грандиозное озеро Кракен в северном полушарии имеет площадь более 400 000 км2, что больше крупнейшего озера на Земле Каспийского моря. Аппарату «Кассини» удалось сфотографировать солнечный блик, отраженный от жидкой поверхности Моря Кракена. На втором месте по площади находится Лигейское море. Длительные наблюдения озер Титана с аппарата «Кассини» показали, что там отсутствуют высокие волны.
Эти наслоения местами нарушаются метановыми дождями. Метановые ручьи и реки смывают органику, обнажая светлые ледяные массивы. Такие реки, впадающие в озера из жидких углеводородов, были обнаружены на снимках идущего на посадку зонда «Гюйгенс» и подтверждены радарными измерениями с космического аппарата «Кассини». Здесь обнаружены ветвящиеся узкие и глубокие (до сотен метров) каньоны с почти вертикальными стенами, на дне которых текут жидкие углеводороды.
Кроме того, на Титане обнаружено более 400 озер из жидкого метана. Грандиозное озеро Кракен в северном полушарии имеет площадь более 400 000 км2, что больше крупнейшего озера на Земле Каспийского моря. Аппарату «Кассини» удалось сфотографировать солнечный блик, отраженный от жидкой поверхности Моря Кракена. На втором месте по площади находится Лигейское море. Длительные наблюдения озер Титана с аппарата «Кассини» показали, что там отсутствуют высокие волны.
В озерах Титана обнаружен жидкий этан. Еще 5-10 % приходятся на метан и пропан, 2-3% на синильную кислоту, около 1 % - на бутан, бутилен и ацетилен. По-видимому, на Титане присутствует круговорот жидкого метана: метановые дожди, стекание по руслам «ручьев и рек» в метановые озера и испарение метана с образованием новых метановых облаков. В этом смысле метан выполняет роль воды на Земле.
На Титане удается выделить темные и светлые образования, которым даются названия. Привлекает внимание крупный светлый «материк» Ксанаду, природа которого пока неясна. Возможно, это сравнительно молодая поверхность без кратеров.
Общая площадь озер в северном полушарии в 20 раз превышает соответствующую величину в южном полушарии. Этот факт требует объяснений. Одна из версий сводится к тому, что данный эффект связан со сменой времен года. Год на Титане продолжается около 30 лет, каждое из времен года длится в среднем 7,5 лет. Вполне возможно, что по мере прогрева летнего полушария может происходить интенсивное испарение метановых озер, перенос газообразного метана в зимнее полушарие, конденсация, выпадение в виде жидкости в сухие котловины и заполнение зимних озер.
В то же время исследования показывают, что глубина озер Титана может достигать нескольких сотен метров. В летнее время, согласно расчетам, может испариться около метра жидкости. Поэтому полностью испариться или наполниться за полгода (15 лет) озера не могут.
Другая версия связывает асимметрию Титана с особенностями орбиты Сатурна. Планета движется неравномерно вокруг Солнца. В результате и поток солнечных лучей, падающих на Титан, меняется неравномерно. Во время лета в южном полушарии Титан находится примерно на 11% ближе к Солнцу, чем во время лета в своем северном полушарии. Поэтому лето в северном полушарии длится дольше, но оно менее теплое, по сравнению с коротким, но более «жарким» летом южного полушария. Возможно, именно это обстоятельство приводит к неравномерному испарению жидкостей и выпадению осадков, в результате чего в северном полушарии оказалось больше углеводородных озер, чем на юге.
Наличие жидкостей приводит к постоянному обновлению поверхности Титана. Здесь обнаружено мало (около 50) сохранившихся импактных кратеров. Внутреннее строение Титана в рамках современных моделей таково. Имеется силикатное ядро (от центра до 1750 км), покрытое слоем льда высокого давления (от 1750 до 2200 км). Над слоем льда находится жидкий океан глубиной более 300 км (!), в пределах от 2200 до 2505 км. Океан закрыт сверху плавающей ледяной корой толщиной около 70 км (от 2505 до 2575 км). На этом уровне начинается азотно-углеводородная атмосфера толщиной 400 км.
По-видимому, в мощном подледном океане Титана присутствует большое количество разнообразных неорганических и органических соединений при сравнительно высокой температуре, а значит, и там не исключено существование внутренней биосферы. На сегодняшний день нет данных, какими свойствами кислотными или щелочными обладает указанный океан.
Наблюдения с зонда «Кассини» свидетельствуют в пользу гипотезы о существовании криовулканизма на Титане выбросов воды, метана и аммиака из недр Титана. Не исключено, что климат Титана может периодически меняться в связи с деятельностью криовулканов: извержения должны инициировать обильные дожди и заполнение русел потоками углеводородных жидкостей, которые со временем испаряются и исчезают.
Съемки с «Кассини» позволили обнаружить на Титане структуру, морфологически напоминающую вулканический купол диаметром около 30 км, имеющий впадину на вершине, похожую на кальдеру, и образования на склонах, напоминающие русла. На поверхности Титана с помощью радиолокационной съемки обнаружены сложные формы рельефа образования в форме пчелиных сот, долины с причудливыми краями. Открыты аналоги земных карстовых рельефов. На Земле появление таких рельефов связано с геологической деятельностью поверхностных и подземных вод: горные породы растворяются, и в них формируются пустоты.
Наблюдения с «Кассини» показали, что на Титане существует система ветров, дующих вдоль экватора. Скорость ветра на больших высотах, непосредственно измеренная аппаратом «Гюйгенс», составляла 60 км/ч и медленно уменьшалась по мере приближения аппарата к поверхности спутника.
В целом на Титане обнаружена сложная климатическая система с множеством процессов, нетипичных для Земли в связи с другим химическим составом и температурным режимом.
На Титане удается выделить темные и светлые образования, которым даются названия. Привлекает внимание крупный светлый «материк» Ксанаду, природа которого пока неясна. Возможно, это сравнительно молодая поверхность без кратеров.
Общая площадь озер в северном полушарии в 20 раз превышает соответствующую величину в южном полушарии. Этот факт требует объяснений. Одна из версий сводится к тому, что данный эффект связан со сменой времен года. Год на Титане продолжается около 30 лет, каждое из времен года длится в среднем 7,5 лет. Вполне возможно, что по мере прогрева летнего полушария может происходить интенсивное испарение метановых озер, перенос газообразного метана в зимнее полушарие, конденсация, выпадение в виде жидкости в сухие котловины и заполнение зимних озер.
В то же время исследования показывают, что глубина озер Титана может достигать нескольких сотен метров. В летнее время, согласно расчетам, может испариться около метра жидкости. Поэтому полностью испариться или наполниться за полгода (15 лет) озера не могут.
Другая версия связывает асимметрию Титана с особенностями орбиты Сатурна. Планета движется неравномерно вокруг Солнца. В результате и поток солнечных лучей, падающих на Титан, меняется неравномерно. Во время лета в южном полушарии Титан находится примерно на 11% ближе к Солнцу, чем во время лета в своем северном полушарии. Поэтому лето в северном полушарии длится дольше, но оно менее теплое, по сравнению с коротким, но более «жарким» летом южного полушария. Возможно, именно это обстоятельство приводит к неравномерному испарению жидкостей и выпадению осадков, в результате чего в северном полушарии оказалось больше углеводородных озер, чем на юге.
Наличие жидкостей приводит к постоянному обновлению поверхности Титана. Здесь обнаружено мало (около 50) сохранившихся импактных кратеров. Внутреннее строение Титана в рамках современных моделей таково. Имеется силикатное ядро (от центра до 1750 км), покрытое слоем льда высокого давления (от 1750 до 2200 км). Над слоем льда находится жидкий океан глубиной более 300 км (!), в пределах от 2200 до 2505 км. Океан закрыт сверху плавающей ледяной корой толщиной около 70 км (от 2505 до 2575 км). На этом уровне начинается азотно-углеводородная атмосфера толщиной 400 км.
По-видимому, в мощном подледном океане Титана присутствует большое количество разнообразных неорганических и органических соединений при сравнительно высокой температуре, а значит, и там не исключено существование внутренней биосферы. На сегодняшний день нет данных, какими свойствами кислотными или щелочными обладает указанный океан.
Наблюдения с зонда «Кассини» свидетельствуют в пользу гипотезы о существовании криовулканизма на Титане выбросов воды, метана и аммиака из недр Титана. Не исключено, что климат Титана может периодически меняться в связи с деятельностью криовулканов: извержения должны инициировать обильные дожди и заполнение русел потоками углеводородных жидкостей, которые со временем испаряются и исчезают.
Съемки с «Кассини» позволили обнаружить на Титане структуру, морфологически напоминающую вулканический купол диаметром около 30 км, имеющий впадину на вершине, похожую на кальдеру, и образования на склонах, напоминающие русла. На поверхности Титана с помощью радиолокационной съемки обнаружены сложные формы рельефа образования в форме пчелиных сот, долины с причудливыми краями. Открыты аналоги земных карстовых рельефов. На Земле появление таких рельефов связано с геологической деятельностью поверхностных и подземных вод: горные породы растворяются, и в них формируются пустоты.
Наблюдения с «Кассини» показали, что на Титане существует система ветров, дующих вдоль экватора. Скорость ветра на больших высотах, непосредственно измеренная аппаратом «Гюйгенс», составляла 60 км/ч и медленно уменьшалась по мере приближения аппарата к поверхности спутника.
В целом на Титане обнаружена сложная климатическая система с множеством процессов, нетипичных для Земли в связи с другим химическим составом и температурным режимом.
Термином «титаны» обозначалась в греческой мифологии группа божеств старшего поколения, детей Урана (неба) и Геи (Земли). Титаны были братьями и сестрами Сатурна (Крона), который тоже был титаном. В этом смысле название спутника выглядит неудачным (предпочтительнее было бы конкретное имя конкретного титана), однако оно исторически закрепилось за этим спутником.
Съемки, выполненные во время спуска на парашюте, показали, что аппарат опустился на равнину, где наблюдались ряды длинных дюн высотой до 100 м. Химический состав этих дюн оказался неожиданным: это не лед и не силикатный песок, а
Самый крупный спутник Сатурна, по размерам превышающий планету Меркурий (диаметр Титана составляет 5151 км). Титан является также и самым плотным спутником Сатурна (1,9 г/см3). Магнитного поля у Титана не обнаружено. Титан открыт первым (Христиан Гюйгенс, 1655) среди спутников Сатурна.
Титан и Рея
(космический аппарат «Cassini», HACA)
(космический аппарат «Cassini», HACA)
Поверхность Титана (космический аппарат "Гюйгенс", ЕКА)
Море из жидкого метана на Титане (космический аппарат "Cassini", НАСА)
Титан
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
(космический аппарат "Cassini", НАСА)
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
КОМЕТА
Земная версия кометы состоит из трех объектов: урна, скамья со спинкой и лавочка. Сначала подумайте сами - почему?
Особенности движения комет впервые объяснил английский ученый Эдмунд Галлей, указавший в 1705 г., что траектории движения комет представляют собой очень вытянутые эллипсы. Поскольку эллипс является замкнутой кривой, Галлей предположил, что яркие кометы, которые появлялись раз в 76 лет и двигавшиеся по сходным траекториям это одна и та же комета, которая совершает оборот вокруг Солнца за 76 лет! Если Галлей был прав, то спустя еще 76 лет комета снова должна была появиться на небе. Согласно вычислениям Галлея, комета должна была снова появиться на небе в 1758 г. Прогноз подтвердился, и «предсказанная» комета была названа именем Галлея (это произошло уже после его смерти).
В дальнейшем традиция была продолжена, и с тех пор кометы получают названия по именам их первооткрывателей. Комета Галлея в очередной раз будет наблюдаться в 2061 г. Афелий (самая дальняя точка) орбиты находится далеко за орбитой Нептуна. Известно несколько сотен комет, однако
В дальнейшем традиция была продолжена, и с тех пор кометы получают названия по именам их первооткрывателей. Комета Галлея в очередной раз будет наблюдаться в 2061 г. Афелий (самая дальняя точка) орбиты находится далеко за орбитой Нептуна. Известно несколько сотен комет, однако
только несколько десятков из них наблюдались в двух или более появлениях вблизи Солнца. Кометные орбиты представляют собой эллипсы с большой вытянутостью, либо гиперболы (незамкнутые кривые), очень близкие к параболе.
Характерные размеры головы кометы несколько тысяч (иногда десятки и даже сотни тысяч) километров, длина хвоста достигает нескольких миллионов (известны случаи многих десятков миллионов!) километров. Голова представляет собой разреженное облако из пыли и газа. Наблюдения с помощью сильных телескопов позволяют обнаружить внутри кометы так называемое ядро небольшое плотное небесное тело с характерными размерами в десятки километров. На сегодня известно, что ядра комет состоят изо льда с вкраплениями пыли, силикатов и легких органических веществ.
Форма хвостов кометы бывает самой разнообразной. Традиционно (особенно в средние века) считалось, что кометы являются предвестниками несчастий и катастроф. Отмечены случаи, когда люди со слабой нервной системой болели и даже умирали от страха при виде кометы. В кометных хвостах людям виделись изображения страшных отрубленных голов, окровавленных мечей, потоков крови и т. д. Давно уже стало понятно, что эти страхи абсолютно беспочвенны. Физика комет, построенная на базе огромного количества наземных телескопических наблюдений, а также нескольких космических миссий, изучавших кометы с близких расстояний, в основном понятна, хотя остается много частных вопросов. Разумеется, никакие катастрофы кометы не предсказывают они миллиардами лет спокойно движутся вокруг Солнца, как правило, по сильно вытянутым орбитам, и к земным событиям не имеют никакого отношения.
Форма хвостов кометы бывает самой разнообразной. Традиционно (особенно в средние века) считалось, что кометы являются предвестниками несчастий и катастроф. Отмечены случаи, когда люди со слабой нервной системой болели и даже умирали от страха при виде кометы. В кометных хвостах людям виделись изображения страшных отрубленных голов, окровавленных мечей, потоков крови и т. д. Давно уже стало понятно, что эти страхи абсолютно беспочвенны. Физика комет, построенная на базе огромного количества наземных телескопических наблюдений, а также нескольких космических миссий, изучавших кометы с близких расстояний, в основном понятна, хотя остается много частных вопросов. Разумеется, никакие катастрофы кометы не предсказывают они миллиардами лет спокойно движутся вокруг Солнца, как правило, по сильно вытянутым орбитам, и к земным событиям не имеют никакого отношения.
Находясь на огромном удалении от Солнца, кометное ядро имеет температуру, близкую к абсолютному нулю это темная ледяная глыба с вмороженными каменистыми фрагментами и пылинками. Размеры ядра могут составлять несколько километров. По космическим мерам это совсем небольшие небесные тела. На больших расстояниях они практически ненаблюдаемы.
Химический состав кометных ядер, согласно современным данным, полученным как наземными спектроскопическими методами, так и в результате космических миссий, таков. Основу составляет водяной лед. Помимо замерзшей воды, здесь присутствуют малые примеси в виде замороженных оксидов углерода (окиси СО и двуокиси СО2), синильной кислоты HCN, аммиака NH3, а также формальдегида Н2СО. Есть основания полагать, что в недрах ледяных ядер могут присутствовать тугоплавкие вкрапления из металлов, силикатов и органические соединения.
Например, плотность вещества в ядре кометы Чурюмова-Герасименко составляет всего 0,54 г/см3 (вдвое меньше плотности воды). Это, по-видимому, указывает на большое количество полостей в ядре. Пористость ядра кометы оценена в 70-80%! Судя по всему, такие ядра формировались в результате «мягких» столкновений более мелких тел, превратившись в «кучу ледяного щебня».
Химический состав кометных ядер, согласно современным данным, полученным как наземными спектроскопическими методами, так и в результате космических миссий, таков. Основу составляет водяной лед. Помимо замерзшей воды, здесь присутствуют малые примеси в виде замороженных оксидов углерода (окиси СО и двуокиси СО2), синильной кислоты HCN, аммиака NH3, а также формальдегида Н2СО. Есть основания полагать, что в недрах ледяных ядер могут присутствовать тугоплавкие вкрапления из металлов, силикатов и органические соединения.
Например, плотность вещества в ядре кометы Чурюмова-Герасименко составляет всего 0,54 г/см3 (вдвое меньше плотности воды). Это, по-видимому, указывает на большое количество полостей в ядре. Пористость ядра кометы оценена в 70-80%! Судя по всему, такие ядра формировались в результате «мягких» столкновений более мелких тел, превратившись в «кучу ледяного щебня».
Поверхность кометных ядер, которая оказалась очень темной, покрыта коркой из пыли и органических соединений. Общепринято сравнение ядер кометы с «мартовскими сугробами в городе», представляющими собой рыхлый и пористый грязный лед. Прямые исследования пылинок, захваченных вблизи ядра кометы Чурюмова-Герасименко космическим аппаратом «Розетта», показали, что здесь присутствуют органические вещества (45% массы), остальное падает на минеральную часть силикаты без признаков гидратации. Несмотря на то, что основная масса ядра кометы это водяной лед, Отсутствие воды в кометой пыли указывает на то, что вода в ядре кометы никогда не нагревалась до точки плавления и не превращалась в жидкость, иначе она могла бы присутствовать в составе минералов.
По мере приближения к перигелию самой ближней к Солнцу точке орбиты), ядро понемногу нагревается, и его свойства меняются. Лед начинает испаряться. Частицы испаряющегося льда увлекают с собой пылинки, которые кометное ядро «нагребло» во время длительного полета по просторам Солнечной системы. Молекулы и пылинки движутся от ядра. Так формируется облако (голова, или кома) с характерным размером десятки и даже сотни тысяч километров. Под действием давления солнечного света пылинки и молекулы газа начинают двигаться из комы в сторону, противоположную Солнцу, образуя протяженный хвост. Ультрафиолетовое излучение Солнца приводит к распаду молекул, например, группа CN, отделившаяся от молекул НCN, ОН и Н, на которые распадаются молекулы воды Н2О. Под влиянием солнечного излучения от атомов отрываются электроны, и они превращаются в ионы. В результате в хвосте кометы наблюдаются только ионы.
Под влиянием нагрева во время прохождения перигелия вблизи Солнца, ядра больших комет активно теряют вещество, причем скорости отделяющихся от ядра молекул воды достигают 1 км/с! Из-под нагретой корки темного вещества (пыли и органики) начинают извергаться фонтаны испаряющегося льда, увлекающие за собой фрагменты корки, ледяную крошку, пылевые частицы. По-видимому, неравномерный нагрев поверхностных слоев ядра кометы (с подсолнечной стороны до +100 °С, с противоположной около абсолютного нуля) приводит к возникновению напряжений, растрескиванию ядра, образованию под внешней коркой полостей, наполняющихся водяным паром и газом с растущим давлением, и другим динамическим процессам.
Ядро крупной кометы типа кометы Галлея теряет во время прохождения перигелия до нескольких метров поверхностных слоев, отделяющихся от ядра и формирующих кому, а затем хвост кометы.
По мере приближения к перигелию самой ближней к Солнцу точке орбиты), ядро понемногу нагревается, и его свойства меняются. Лед начинает испаряться. Частицы испаряющегося льда увлекают с собой пылинки, которые кометное ядро «нагребло» во время длительного полета по просторам Солнечной системы. Молекулы и пылинки движутся от ядра. Так формируется облако (голова, или кома) с характерным размером десятки и даже сотни тысяч километров. Под действием давления солнечного света пылинки и молекулы газа начинают двигаться из комы в сторону, противоположную Солнцу, образуя протяженный хвост. Ультрафиолетовое излучение Солнца приводит к распаду молекул, например, группа CN, отделившаяся от молекул НCN, ОН и Н, на которые распадаются молекулы воды Н2О. Под влиянием солнечного излучения от атомов отрываются электроны, и они превращаются в ионы. В результате в хвосте кометы наблюдаются только ионы.
Под влиянием нагрева во время прохождения перигелия вблизи Солнца, ядра больших комет активно теряют вещество, причем скорости отделяющихся от ядра молекул воды достигают 1 км/с! Из-под нагретой корки темного вещества (пыли и органики) начинают извергаться фонтаны испаряющегося льда, увлекающие за собой фрагменты корки, ледяную крошку, пылевые частицы. По-видимому, неравномерный нагрев поверхностных слоев ядра кометы (с подсолнечной стороны до +100 °С, с противоположной около абсолютного нуля) приводит к возникновению напряжений, растрескиванию ядра, образованию под внешней коркой полостей, наполняющихся водяным паром и газом с растущим давлением, и другим динамическим процессам.
Ядро крупной кометы типа кометы Галлея теряет во время прохождения перигелия до нескольких метров поверхностных слоев, отделяющихся от ядра и формирующих кому, а затем хвост кометы.
Автор статьи: научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор С.А. Язев.
Ядро кометы Чурюмова-Герасименко.
Снимок космического аппарата «Розетта» (ЕКА)
Снимок космического аппарата «Розетта» (ЕКА)
ОБ АРТ-ОБЪЕКТЕ
ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ КОМЕТ
СОСТАВ КОМЕТНЫХ ЯДЕР
Ядро кометы Галлея, 1986 г.
(космический аппарат «Jotto», ΕΚΑ)
(космический аппарат «Jotto», ΕΚΑ)
Классификация кометных хвостов была разработана русским астрономом Ф.А.Бредихиным в XIX веке. В настоящее время стали понятны физические различия между разными типами хвостов комет.
Хвост первого типа состоит в основном из ионов азота N+, и ионизованных молекул окиси углерода СО+, углекислого газа СО2+ и простейшего углеводорода СН+. Ионы ускоряются потоком солнечного ветра (частиц, извергаемых Солнцем) и межпланетным магнитным полем. Такие хвосты плазменные вытягиваются в направлении радиус-вектора ядра кометы - вдоль линии, соединяющей Солнце и ядро. Они обычно имеет голубоватый цвет.
Хвост второго типа состоит из нейтральных молекул, а также пылинок, имеющих размеры от долей до десятков микрометров и массой около 10-13 г. Хвосты второго типа обычно изогнуты в сторону, обратную направлению движения кометы.
Хвосты третьего типа, как правило, короткие и сильно отклоняющиеся от радиус-вектора кометы, представляют собой выбросы пыли из ядра кометы, могут быть в любом направлении, включая так называемые антихвосты, направленные в сторону Солнца. Такие хвосты состоят из крупных пылинок, распространяющихся от ядра в плоскости орбиты кометы. Как уже сказано, длина кометного хвоста может достигать десятков и даже первых сотен миллионов километров при исчезающе малой плотности вещества в хвосте.
Хвост первого типа состоит в основном из ионов азота N+, и ионизованных молекул окиси углерода СО+, углекислого газа СО2+ и простейшего углеводорода СН+. Ионы ускоряются потоком солнечного ветра (частиц, извергаемых Солнцем) и межпланетным магнитным полем. Такие хвосты плазменные вытягиваются в направлении радиус-вектора ядра кометы - вдоль линии, соединяющей Солнце и ядро. Они обычно имеет голубоватый цвет.
Хвост второго типа состоит из нейтральных молекул, а также пылинок, имеющих размеры от долей до десятков микрометров и массой около 10-13 г. Хвосты второго типа обычно изогнуты в сторону, обратную направлению движения кометы.
Хвосты третьего типа, как правило, короткие и сильно отклоняющиеся от радиус-вектора кометы, представляют собой выбросы пыли из ядра кометы, могут быть в любом направлении, включая так называемые антихвосты, направленные в сторону Солнца. Такие хвосты состоят из крупных пылинок, распространяющихся от ядра в плоскости орбиты кометы. Как уже сказано, длина кометного хвоста может достигать десятков и даже первых сотен миллионов километров при исчезающе малой плотности вещества в хвосте.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОМЕТНЫХ ХВОСТОВ
Космические аппараты США, Европейского космического агентства изучали с близкого расстояния кометы Борелли, Вильда-2, Темпеля-1, Хартли-2, Чурюмова-Герасименко.
ОТКУДА БЕРУТСЯ КОМЕТЫ
Комета NeoWise, 2020 г. (фото Лина)
Объект представляет собой комету. Каменно-ледовое ядро космического объекта содержит в себе космический мусор и оформлено в земной версии в виде урны. Как и положено комете, у ее земного макета два хвоста, которые представлены в виде скамеек. Основная скамейка сделана из деревянных ламелей. Под определенным углом на спинке скамейки взгляду открывается меч - отсыл к историческим хроникам, когда считалось, что комета - это божья кара. Ее появление грозило бедами: войной, неурожаем, природными катаклизмами...
Наша Комета символ отдыха. Она приглашает посетителей обсерватории присесть, полюбоваться лесом, подышать свежим воздухом и познакомиться с интересными фактами о нашей Вселенной.
Наша Комета символ отдыха. Она приглашает посетителей обсерватории присесть, полюбоваться лесом, подышать свежим воздухом и познакомиться с интересными фактами о нашей Вселенной.
Издавна на звездном небе иногда наблюдались необычные объекты, которые получили название кометы. Кометы отличаются друг от друга по форме, в отличие от звезд и планет, которые при наблюдениях невооруженным глазом выглядят как светящиеся точки разной яркости. У типичной кометы есть относительно яркая голова, которая выглядит как размытая звезда, и длинный хвост меньшей яркости, иногда протягивающийся через все небо. Сквозь хвост могут быть видны яркие звезды, что указывает на крайне низкую плотность вещества в хвосте.
На март 2025 -
274 спутника
274 спутника
В основном спутники - из камня и льда, хорошо отражают свет
Самый большой спутника - чуть больше Меркурия
Все названия спутников связаны с мифологией
4 группы: индуистская,
скандинавская, галльская, греческая мифологии
скандинавская, галльская, греческая мифологии
О КОМЕТАХ
Комета Уэста со сложным хвостом, 1975 г. (астрономическая обсерватория ИГУ)
Комета Хэйла-Боппа, 1997 г.
Снимок Иркутского астроклуба
Снимок Иркутского астроклуба
Голова кометы Холмса, 2007г.
Фото M. Passarge
Фото M. Passarge
Комета Галлея, 1910 г.
(Гарвардская обсерватория)
(Гарвардская обсерватория)
В качестве основной гипотезы вводится представление о существовании так называемого Облака Оорта – гигантского шарового слоя, содержащего сотни миллиардов ледяных кометных ядер, и охватывающего Солнце на гигантских расстояниях порядка 50000 – 200000 а. е., (возможно, до одного парсека (1 пк = 206 265 а. е.).
Предполагается, что облака Оорта сформировалось на раннем этапе образования Солнечной системы – более 4 млрд лет назад. Формирующиеся планеты-гиганты, перемещаясь по молодой Солнечной системе, своим тяготением выбрасывали сгустки вещества на далекую периферию. Кометные ядра здесь движутся по почти круговым траекториям вокруг Солнца не только в плоскости, близкой к плоскости орбит планет, но и во всевозможных плоскостях.
На этих расстояниях от Солнца круговая, или первая космическая скорость составляет всего десятки м/с. В результате гравитационное воздействие ближайших звезд (здесь расстояние до соседних звезд оказывается того же порядка, что и расстояние до Солнца) может изменить орбиту и направление движения кометного ядра. Часть ядер должна в результате покидать навсегда Солнечную систему. Но другая часть может перенаправляться в ее центральные области. Незначительного импульса может оказаться достаточным, чтобы ядро, направившееся в сторону Солнца, постепенно ускорялось. Оно может пролететь с огромной скоростью вблизи Солнца в виде непериодической либо Долгопериодической кометы, а может быть перехвачено гравитацией Юпитера или других планет-гигантов, потерять скорость и выйти на эллиптическую орбиту вокруг Солнца, превратившись в короткопериодическую комету.
Собственно, именно регулярные появления непериодических либо долгопериодических комет с большими эксцентриситетами орбит и самыми различными ориентациями плоскостей орбит в пространстве (порядка 10 появлений в год) являются свидетельствами в пользу существования облака Оорта.
На этих расстояниях от Солнца круговая, или первая космическая скорость составляет всего десятки м/с. В результате гравитационное воздействие ближайших звезд (здесь расстояние до соседних звезд оказывается того же порядка, что и расстояние до Солнца) может изменить орбиту и направление движения кометного ядра. Часть ядер должна в результате покидать навсегда Солнечную систему. Но другая часть может перенаправляться в ее центральные области. Незначительного импульса может оказаться достаточным, чтобы ядро, направившееся в сторону Солнца, постепенно ускорялось. Оно может пролететь с огромной скоростью вблизи Солнца в виде непериодической либо Долгопериодической кометы, а может быть перехвачено гравитацией Юпитера или других планет-гигантов, потерять скорость и выйти на эллиптическую орбиту вокруг Солнца, превратившись в короткопериодическую комету.
Собственно, именно регулярные появления непериодических либо долгопериодических комет с большими эксцентриситетами орбит и самыми различными ориентациями плоскостей орбит в пространстве (порядка 10 появлений в год) являются свидетельствами в пользу существования облака Оорта.
Частички развалившихся ядер комет, сталкиваясь с верхними слоями земной атмосферы порождают метеоры. Близость кометных орбит и орбит метеорных потоков позволяет считать, что метеорные потоки - это рои частиц, содержащие фрагменты распавшихся кометных ядер.
В последние десятилетия выполнены исследования нескольких ядер короткопериодических комет с помощью космических аппаратов. Во время последнего прохождения кометой Галлея своего перигелия в 1986 г. к комете были направлены 4 космических аппарата – «Вега-1» и Вега-2» (СССР), «Джотто» (Европейское космическое агентство) и «Сакигаке» (Япония). Было установлено, что ядро кометы Галлея представляет собой монолитную глыбу неправильной формы с характерными размерами 1587 км, массой порядка 1011 тонн и очень низким альбедо (0,04).
В последние десятилетия выполнены исследования нескольких ядер короткопериодических комет с помощью космических аппаратов. Во время последнего прохождения кометой Галлея своего перигелия в 1986 г. к комете были направлены 4 космических аппарата – «Вега-1» и Вега-2» (СССР), «Джотто» (Европейское космическое агентство) и «Сакигаке» (Япония). Было установлено, что ядро кометы Галлея представляет собой монолитную глыбу неправильной формы с характерными размерами 1587 км, массой порядка 1011 тонн и очень низким альбедо (0,04).
Схема Солнечной системы, внешнее «кольцо» - облако Оорта, содержащее сотни миллионов кометных ядер
Комета NeoWise, 2020 г.
(снимок астрофотографа)
(снимок астрофотографа)
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
ЮПИТЕР
Уже рассмотрели все слои газового гиганта - самой большой планеты Солнечной системы, встав между полусфер?
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
СОЛНЦЕ
Арт-объект находится на средней площадке Большого солнечного вакуумного телескопа и помогает исполнять желания, если ударить в гонг.
Арт-объект находится на средней площадке БСВТ (телескоп)
и помогает исполнять
желания, если ударить
в гонг.
и помогает исполнять
желания, если ударить
в гонг.
