Факты о Сатурне: размеры, состав, строение и не только

Сатурн занимает особое место среди планет Солнечной системы. Этот газовый гигант привлекает внимание яркими кольцами, окружающими его экватор. Но Сатурн интересен не только своим внешним видом. За долгие годы изучения ученые открыли множество удивительных фактов об этой планете.

В этой статье мы расскажем о 15 самых загадочных и любопытных особенностях Сатурна, начиная от его размеров и строения до возможности существования жизни на одном из спутников.

Также вы узнаете о скорости ветров, бушующих в атмосфере планеты, странном шестиугольном образовании на полюсе и космическом зонде, записавшем звуки Сатурна.

Размеры Сатурна

Сатурн является второй по размерам планетой Солнечной системы после Юпитера. Его диаметр составляет около 120 тысяч километров, что примерно в 9 раз больше диаметра Земли. Масса Сатурна также значительно больше земной - она превышает массу нашей планеты почти в 100 раз.

Несмотря на гигантские размеры, Сатурн обладает очень низкой средней плотностью - всего 0,7 г/см3. Это связано с тем, что планета состоит преимущественно из легких газов, таких как водород и гелий. Плотность Сатурна даже немного ниже, чем у воды.

Из-за быстрого вращения вокруг своей оси Сатурн имеет сплюснутую форму. Его экваториальный диаметр примерно на 10% больше полярного. То есть Сатурн напоминает не идеальный шар, а сплющенный с боков сфероид.

Таким образом, Сатурн является одной из самых больших планет Солнечной системы. Его диаметр почти в 10 раз превышает земной, а масса - почти в 100 раз. Однако из-за преобладания легких газов в составе средняя плотность Сатурна очень мала, даже меньше, чем у воды. Быстрое вращение привело к небольшому сплюснутию планеты вдоль оси.

Состав и строение планеты

Внутреннее строение Сатурна в целом схоже с другими газовыми гигантами. В центре находится небольшое силикатно-железное ядро, составляющее всего около 20% массы планеты. Далее идет оболочка из жидкого металлического водорода, за ней - слой жидкого водорода и гелия, и снаружи - обширная газовая атмосфера.

Таким образом, в отличие от Земли, у Сатурна нет твердой поверхности. Посадить на него аппарат невозможно - он просто утонет в газовой атмосфере. Планета целиком состоит из разреженных газов, преимущественно водорода, с небольшой примесью гелия, метана, этана, аммиака и других элементов.

Несмотря на жидкое состояние, глубоко под облаками царит огромное давление, которое способно сжижать даже водород. Давление в центре Сатурна превышает 100 миллиардов атмосфер. Температуры там достигают почти 13 тысяч градусов Цельсия.

1. Железо-никелевое ядро (до 20% массы).
2. Оболочка из жидкого металлического водорода.
3. Слой жидких водорода и гелия.
4. Внешняя газовая атмосфера (водород, гелий, метан и другие газы).

Магнитное поле Сатурна, как и у других газовых гигантов, генерируется вращающимися слоями ионизированной жидкости вокруг ядра. Оно намного слабее, чем земное магнитное поле, но за счет больших размеров планеты охватывает гигантскую область космического пространства.

Особенности внутреннего строения Сатурна остаются во многом загадкой для ученых. Например, до конца не ясно, насколько большим является его ядро, и полностью ли оно состоит из железа и никеля. Также нет однозначного объяснения причин высокой температуры недр планеты, в два раза превышающей температуру Юпитера.

Скорость вращения Сатурна

Сатурн вращается вокруг собственной оси очень быстро. Его сутки длятся всего 10 часов 33 минуты. Это второй показатель по скорости суточного вращения среди всех планет после Юпитера, где сутки длятся примерно 9 часов 50 минут.

Такое стремительное вращение Сатурна вызвано его газообразной природой и относительно небольшой массой. Хотя Сатурн и считается газовым гигантом, его масса гораздо меньше массы Юпитера, поэтому на него действует меньшая гравитация, удерживающая планету от распада под действием центробежных сил.

Быстрое вращение вокруг оси в сочетании с газообразной структурой привело к сплюснутости Сатурна вдоль оси вращения. В результате экваториальный диаметр планеты почти на 10% больше полярного, и Сатурн приобретает форму не идеального шара, а сплюснутого с боков сфероида.

Любопытный факт о скорости движения на экваторе Сатурна: если двигаться там с такой же скоростью, что и твердая поверхность планеты (примерно 10 км/с), то «сутки» продлятся не 10,5 часов, а лишь 5,5 часов. Это связано с вращением вместе с планетой.

Высокая скорость вращения Сатурна приводит к возникновению атмосферных явлений грандиозных масштабов. Например, один из крупнейших ураганов Солнечной системы под названием Большое Белое Пятно, наблюдается примерно раз в 30 лет. Он может достигать половины диаметра Земли по ширине и высоте 50-60 км.

Таким образом, Сатурн совершает полный оборот вокруг своей оси за 10,5 часов. Это второй показатель среди всех планет. Столь быстрое вращение обусловлено относительно небольшой массой и газообразным строением Сатурна. Оно приводит к значительному сплюснутию планеты и возникновению грандиозных атмосферных явлений.

Атмосферные явления на Сатурне

Как и у других газовых планет-гигантов, атмосфера Сатурна отличается высокой активностью и развитием мощных атмосферных явлений. В первую очередь стоит отметить очень сильные ветра, дующие со скоростью свыше 500 метров в секунду.

На экваторе Сатурна доминирует перенос воздушных масс с востока на запад. Однако конкретное направление и скорость ветров все время изменяется на разных высотах и широтах. В высоких широтах преобладает встречный перенос запад - восток.

«Ветровой розой» Сатурна можно назвать область вблизи северного полюса. Там облака образовывают удивительные гексагональные структуры, вращающиеся в противоположном полосе смежных облаков направлении. Причины этого пока полностью не выяснены.

В атмосфере Сатурна часто формируются гигантские ураганные образования. Самые мощные из них наблюдаются в экваториальной зоне. Например, Большое Белое Пятно представляет собой огромный шторм диаметром 20 тысяч км, который бушует уже более 100 лет.

Появление атмосферных явлений таких колоссальных масштабов обусловлено быстрым вращением, малой плотностью и жидким агрегатным состоянием атмосферы Сатурна. В газовых объемах без твердой «сковывающей» поверхности возникают быстрые, но при этом чрезвычайно стабильные движения, длящиеся десятилетиями.

Таким образом, атмосфера Сатурна отличается мощными ветрами (свыше 500 м/с) и гигантскими атмосферными образованиями. В первую очередь выделяется Большое Белое Пятно - самый крупный и стабильный шторм во всей Солнечной системе.

Спутники планеты Сатурн

У Сатурна обнаружено 82 подтвержденных естественных спутника. Это самое большое количество спутников среди планет Солнечной системы. 53 крупнейших спутника даже имеют собственные имена.

Самым большим спутником Сатурна является Титан. Его диаметр составляет 5150 км, что чуть меньше диаметра Меркурия. Титан - второй по величине спутник в Солнечной системе после Ганимеда. Он превосходит по размерам и массе все остальные спутники Сатурна, вместе взятые.

Уникальной особенностью Титана является наличие плотной азотной атмосферы и озер из жидких углеводородов на поверхности. Это единственное небесное тело в Солнечной системе, где зафиксирован стабильный круговорот азота, подобный земному круговороту воды.

Вторым по величине спутником Сатурна является Рея. Это самый крупный сплошной каменный спутник в Солнечной системе. Предполагается, что в недрах Реи может находиться подповерхностный океан.

Среди прочих крупных спутников можно выделить Япет, Мимас, Энцелад, Тефию и Диону. Несколько меньших спутников, например Пан, Атлас, Прометей и Пандора, движутся в непосредственной близости от колец Сатурна.

Некоторые спутники Сатурна представляют особый интерес для ученых в плане обитаемости. Например, под поверхностью Энцелада и Мимаса может находиться жидкая вода - потенциальная среда для жизни. А на Титане в озерах из этана и метана теоретически могут существовать простейшие формы жизни.

Таким образом, система спутников Сатурна уникально разнообразна по размерам, составу и строению. Особо выделяются самый крупный спутник Титан с плотной атмосферой и озерами углеводородов, а также ледяные спутники с возможностью существования подповерхностных океанов.

Существование жизни

Вопрос о возможности жизни на Сатурне и его спутниках весьма интересен. Сама газовая планета практически полностью исключает существование биологических форм из-за экстремальных условий.

Однако некоторые ледяные спутники Сатурна могут быть потенциально пригодны для зарождения простейших организмов. В частности, в недрах Энцелада и Мимаса предположительно есть вода в жидком состоянии. А жидкая вода может послужить идеальной колыбелью для зарождения жизни при наличии некоторых других факторов.

Еще более уникальный спутник Сатурна - Титан. Это единственное тело во внешней Солнечной системе, обладающее плотной азотной атмосферой. На поверхности Титана находятся озера с жидким метаном и этаном - углеводородными аналогами земной воды.

Хотя условия на Титане экстремально холодные для земных форм жизни, некоторые ученые допускают существование там простейших метановых организмов. Они могли бы использовать для жизнедеятельности не кислород, а водород, выделяя в процессе дыхания метан.

Конечно, пока все это лишь теоретические предположения ученых. Но кто знает, возможно Титан преподнесет нам сюрпризы в плане обнаружения жизни за пределами Земли при дальнейших исследованиях автоматическими межпланетными станциями.

Итак, сам Сатурн совершенно непригоден для жизни в любых известных нам формах. Однако, некоторые его спутники, в первую очередь Титан, представляют определенный интерес для астробиологии в плане поиска внеземных примитивных организмов.

Происхождение названия планеты

Планета Сатурн носит имя древнеримского бога земледелия и урожая Сатурна. В мифах он изображался богом, который научил людей возделывать землю, сажать виноград и делать вино.

Согласно легенде, Сатурн был свергнут с престола своим сыном Юпитером и отправился странствовать по морю. Пристав к берегам Италии, Сатурн увидел, что местные племена не владеют навыками земледелия и живут лишь охотой в первозданных лесах. Тогда Сатурн стал учить их возделывать землю и получать урожаи.

В честь этого мифологического сюжета древние римляне назвали одну из планет именем своего бога-учителя Сатурна. Также в честь него были названы суббота на многих языках (Saturday, Samstag, Sabato) и период жизни в возрасте 60 лет.

Любопытный факт: если повернуть изображение планеты Сатурн в положение, при котором кольца находятся сверху и справа, то можно увидеть некоторое сходство с головой в профиль с серпом в руке - атрибутом древнеримского бога Сатурна.

Таким образом, название шестой планеты Солнечной системы произошло от имени древнеримского бога земледелия и урожая Сатурна. Считалось, что он научил людей обрабатывать землю и получать плоды в награду за труды.