Если мы хотим узнать, какая плотность Сатурна, то данные будут средние. Почему так, давайте узнаем из стати.
Состав и плотность
Шестая планета от Солнца состоит из газа. Но по мере приближения к ядру, плотность газа меняется. В верхних слоях атмосферы – это молекулярный водород и гелий. Далее, газы под действием высокого давления сжиматься и переходят в жидкое состояние.
Дальше на глубине примерно 30 000 км из жидкого, водород и гелий становится металлическими, при этом давление достигает 3 млн земных атмосфер.
И наконец, в центре находится ядро, которое состоит из различных металлов и силикатов.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что плотность Сатурна меняется к центру, но если взять среднее значение, то оно равно 0,687 г/см 3 .
Внутреннее строение Сатурна
Интересные факты
В солнечной системе 3 планеты похожие по составу, но вот самая низкая средняя плотность – это у Сатурна, притом она ниже, чем у воды. А значит, если мы найдём очень большой водоём и опустим туда нашу планету, то она будет плавать.
В заключение, можно сказать, на этой красивой планете никогда не будет той жизни, что мы знаем на Земле. Ввиду того что просто невозможно, там нет твёрдой поверхности. Но вот, вокруг вращается около шести десятков спутников, на которых и возможна жизнь или они благоприятны для колонизации.
Сатурн – описание планеты, строение, атмосфера, кольца, фото и видео
Сатурн является второй по размерам планетой Солнечной системы, но большинству он известен благодаря видимым кольцам. Газовый гигант регулярно становится предметом наблюдения для астрономов, и его особенности помогают лучше понять устройство космоса. Сейчас Сатурн хорошо изучен, и любой желающий может получить подробные сведения о нем.
Размер, масса и орбита
Сатурн обладает внушительными размерами: экваториальный диаметр равен 120 536 км, а полярный – 108 728 км. Площадь поверхности составляет 4,27 * 10’10 кв. км, а объем равен 8,27 * 10’14 куб. км.
Наглядное сравнение размеров Сатурна и Земли
Среднее расстояние газового гиганта от Солнца составляет 1,4 млрд км. За время полного оборота планеты вокруг звезды максимальное расстояние увеличивается до 1 513 783 000 км, а минимальное уменьшается до – 1 353 500 000 км. Скорость вращения Сатурна равна 9,69 км/с, но может меняться в зависимости от его расположения в пространстве. Год на планете длится 10 759 дней, что в 29,5 раз больше, чем на Земле.
Состав и поверхность
Поскольку Сатурн является газовым гигантом, его поверхность обладает низкой плотностью: всего 0,687 г/куб. см. Состоит она из молекулярного водорода в паровом состоянии, который насыщен гелием.
Под первым слоем находится скопление металлического водорода и гелия в жидком состоянии. Также в веществе имеются примеси летучих веществ, но ученые пока не смогли установить их состав. В центре Сатурна расположено твердое ядро радиусом в 12 500 км, обладающее неровной поверхностью. Оно разогрето до 11 700 градусов Цельсия и по составу может быть приближено к земному.
Из-за высоких температур гелий, находящийся рядом с ядром, нагревается и постепенно поднимается вверх, двигаясь к верхнему слою. Из-за этого поверхность гиганта получает большое количество энергии, которое в два с половиной разе больше той, что достается от Солнца.
Атмосфера и температура
Основным веществом, находящимся в верхнем слое планеты, является водород – его доля составляет 96,3%, на гелий приходится 3,25%, а остальные вещества занимают лишь 0,45% от общего объема. Ученые установили, что среди последних имеются фосфин, этан, ацетилен, аммиак, метан и пропан.
Над поверхностью находится слой облаков, разделенный на верхний и нижний уровни. Первый заполнен аммиачными кристаллами, а ближе к поверхности располагается смесь воды и гидросульфида аммония. На облака воздействуют ультрафиолетовые лучи, которые запускают процесс метанового фотолиза. Его результатом является начало химических реакций углеводорода.
Атмосфера состоит из линий, которые становятся шире ближе к экватору. Также ее можно разделить на два слоя. В верхнем давление меняется от 0,5 до 2 бар, а температура от -173 до -113 градусов Цельсия. В нижнем эти параметры варьируются в диапазонах 10-20 бар и от -3 до 57 градусов Цельсия соответственно. Между слоями находится прослойка, состоящая из ледяных облаков. Там происходит плавное изменение температур и давления.
Иногда в атмосфере Сатурна образуются овальные пятна, которые по цвету белее, чем остальные облака. Из-за этого они легко различимы на поверхности. Ученые пока не смогли объяснить их природу, но наблюдения показывают, что образование пятен имеет закономерность. Например, когда на северном полушарии газового гиганта начинается летнее солнцестояние, в этой области планеты появляется Большое Белое Пятно. Есть версия, что образование белых участков связано с электростатическим возмущением.
По поверхности гиганта гуляют ветра, причем их скорость может достигать 500 м/с. Это второй показатель в Солнечной системе после Нептуна. На севере планеты возникают потоки, имеющие волновую структуру, а на южном – струйную.
Одним из крупнейших вихрей, зарегистрированных телескопом Хаббл, стал поток ветра шестиугольной формы, движущийся по южному полушарию. Его радиус составлял 6 900 км, а на полный оборот уходило 10 ч 39 мин.
Строение Сатурна
Исследования помогли установить, что структурно Сатурн похож на Юпитер и также состоит из трех слоев. В самом центре располагается ядро, имеющее скалистую форму. По оценкам, его масса в 10-20 раз превышает этот параметр у Земли. Снаружи его обволакивает слой жидкого металлического водорода, толщина которого равна примерно 14 500 км. Верхний слой имеет глубину 18 500 км. Практически полностью он состоит из молекулярного водорода.
Из-за состава и происходящих внутри химических реакций, Сатурн излучает в пространство большое количество радиации. Ученые до сих пор пытаются точно установить причины сильного излучения. Уже известно, что внутри газового гиганта происходит реакция Кельвина-Гельмгольца: энергия появляется за счет большой массы планеты и непрерывного гравитационного сжатия такого количества вещества. Но расчеты показывают, что этот процесс все равно не способен служить источником выброса радиации в таких количествах. Значит, внутри Сатурна происходят и иные процессы, способствующие усилению излучения. Есть предположение, что дополнительным источником радиации служат разогретые гелиевые потоки.
Хоть в строение Сатурна и входит твердое ядро, большая часть планеты состоит из газа и обладает низкой плотностью.
Орбита и вращение
За время полного оборота вокруг Солнца планета находится от него на среднем расстоянии, равном 1,43 млрд км. Для сравнения, Земля располагается в 9,5 раз ближе к звезде. Из-за такой внушительной дистанции планета совершает полный оборот за 10 756 дней.
Газовый гигант обладает третьим по величине эксцентриситетом в Солнечной системе, уступая лишь Марсу и Меркурию. Этот параметр показывает, как сильно орбита отклоняется от формы окружности. Фактически, это разница между максимальным и минимальным расстоянием до Солнца. У Сатурна эксцентриситет равен примерно 154 000 000 км, что в 400 раз больше расстояния между Землей и Луной.
Ось вращения планеты находится под наклоном на 26,73 градуса. Благодаря этому на планете возможна смена сезонов. Однако поскольку Сатурн находится на большом расстоянии от Солнца, разница между временами года здесь не так заметна.
Планета вращается вокруг оси довольно быстро, уступая по скорости лишь Юпитеру. Сутки на Сатурне длятся 10 ч 45 мин. Из-за высокой скорости форма планеты является не круглой, а сферической, с заметным утолщением на экваторе.
Атмосфера и поверхность планеты разбиты на видимые широты, которые тоже вращаются, но с разными скоростями. Это объясняется тем, что верхний слой Сатурна состоит из газов, а не из твердых веществ.
Кольца Сатурна
Сатурн обладает самыми заметными кольцами среди всех планет Солнечной системы. Они состоят в основном из частиц льда, космического мусора и пыли. Именно поэтому они так хорошо заметны даже на большом расстоянии.
На данный момент известно семь колец газового гиганта. Для удобства они назывались буквами английского алфавита по мере их открытия: A, B, C, D, E, F и G. При рассмотрении Сатурна в телескоп с поверхности Земли хорошо заметны только A, B и C.
Исследования показали, что семь колец состоят из тысяч более мелких, прижатых друг к другу. При этом между группами имеются расстояния. Самая большая дистанция находится между кольцами A и B: она составляет 4700 км.
Несмотря на то, что общая ширина колец составляет примерно 66 000 км, их толщина не более одного километра.
Формирование колец
Основная версия формирования колец Сатурна заключается в том, что они появились в результате разрушения небесного тела. Примерно 4 млрд лет назад вокруг газового гиганта вращался спутник, состоящий в большей степени изо льда. Из-за неизвестных факторов он слишком сильно приблизился к поверхности Сатурна, из-за чего сила гравитации разрушила его на мелкие куски. Последние из-за притяжения не покинули орбиту планеты, и по мере движения Сатурна вокруг своей оси постепенно сформировали кольца. Приближение спутника к поверхности гиганта – это лишь одна из версий его разрушения. Он также мог столкнуться с другим небесным телом.
Модель колец Сатурна крупным планом
Есть и альтернативная гипотеза появления колец. Она гласит, что они образовались вместе с Сатурном из солнечной туманности. Однако в этом случае лед, из которого состоят кольца, должен быть покрыт пылью и прочими частицами, но он кристально чистый. Сторонники гипотезы считают, что отсутствие посторонней грязи связано с регулярным столкновением камешков в процессе движения.
Спутники планеты Сатурн
Вокруг Сатурна вращается 62 основных спутника, обладающих определенными особенностями, причем девять небесных тел до сих пор не имеют названия. Больше половины обладают радиусом менее 5 км. Но на орбите газового гиганта есть и крупные спутники, размеры которых могут доходить до 5000 км.
Большинство небесных тел названо в честь древнегреческих титанов. Среди них выделяют группу внутренних лун, находящихся между планетой и кольцами:
О массах и плотностях планет
То, что планеты Солнечной системы значительно различаются по своему размеру, является хорошо известным фактом.
Так, например, планеты внутренней части нашей системы имеют меньшие размеры, но являются более плотными, чем газовые или ледяные гиганты, располагающиеся во внешней части Солнечной системы. А в ряде случаев, планеты могут быть даже меньше, чем некоторые спутники. Однако размер планеты не обязательно пропорционален его массе.
Таким образом, в то время как Меркурий может быть меньше по размеру, чем спутник Юпитера Ганимед или спутник Сатурна Титан, он более чем в два раза массивнее этих спутников. И в то время как Юпитер в 318 раз массивнее Земли, его радиус лишь в 11,21 раза больше земного.
Давайте пройдёмся по каждой из планет и посмотрим, насколько они различаются.
Меркурий
Со средним диаметром 4879 километров (3031,67 миль) Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы. Он также является второй (после Земли) по плотности планетой: 5,427 г/см 3 .
Меркурий, как и другие планеты земной группы состоит из силикатных пород и минералов, а также железного ядра, которое в отличии от других планет является аномально большим по отношению к коре и мантии. Таким образом масса Меркурия составляет около 0,330*10 24 кг., что эквивалентно 0,055 массы Земли. Сила меркурианского притяжения составляет всего 3,7 м/с 2 .
Венера
Венера, которая из-за сходства состава, размера и массы порой часто именуется “сестрой Земли” имеет плотность 5,243 г/см 3 . Она является второй планетой от Солнца, а её средний радиус составляет примерно 6050 километров (3759,3 миль). Таким образом масса планеты достигает 4,87*10 24 кг., что эквивалентно 0,815 массы Земли. Учитывая плотность и размеры, сила тяжести на Венере сопоставима с Земной и равна примерно 8,87 м/с 2 .
Земля
Как и другие планеты внутренней части Солнечной системы, Земля также состоит из металлов и силикатов. Со средним радиусом 6371 километров (3 958 миль) и средней плотностью 5,514 г/м 3 , она является наиболее крупной и самой плотной, из планет земной группы. Масса Земли достигает 5,97*10 24 кг., а сила земного притяжения, как все вы знаете равна 9,8 м/с 2 .
Марс является третьей по величине планетой земной группы. Как и другие, Марс состоит из металлов и силикатных пород, но в то время как он примерно в два раза меньше Земли (со средним диаметром 6792 километров, или 4220 миль), его масса составляет всего одну десятую массы Земли.
Короче говоря, Марс имеет массу 0,642*10 24 кг., или примерно 0,11 массы Земли. Учитывая размеры и плотность (составляющую 3,9335 г/см 3 ) сила притяжения на Марсе не превышает 3,8 м/с 2 .
Юпитер
Юпитер является самой крупной планетой в Солнечной системе. Учитывая то, что его средний диаметр равен 142984 километров, в нём могут поместиться все другие планеты нашей системы (кроме Сатурна). Однако с массой 1898*10 24 кг., Юпитер почти в 2,5 раза массивнее всех других планет в Солнечной системе вместе взятых. Тем не менее, как газовый гигант, он имеет более низкую общую плотность, чем планеты земной группы. Его средняя плотность равна 1,326 г/см 3 .
Сатурн
Сатурн является вторым по величине газовым гигантом; и со средним диаметром 120536 километров, он всего лишь немного меньше, чем Юпитер. Тем не менее, он значительно менее массивен, чем его двоюродный брат Юпитер. С массой 569*10 24 кг. Сатурн в 95 раз массивнее Земли, однако его плотность составляет всего 0,687 г/см 3 . Сатурн является единственной планетой в Солнечной системе, которая имеет меньшую плотность, чем вода (1 г/см 3 ).
Средний диаметр Урана равен 120536 километров, он является третьей по величине планетой в Солнечной системе. С массой 86,8*10 24 кг., Уран – это четвёртая наиболее массивная планета. Средняя плотность, таким образом, достигает 1,271 г/см 3 .
Нептун
Нептун примерно в четыре раза больше Земли (диаметр 49528 километров), а его масса равна 102*10 24 кг. Таким образом плотность Нептуна больше, чем плотность любого из газовых гигантов (1,638 г/см 3 ).
Исходя из вышесказанного, вы можете увидеть, что массы планет Солнечной системы значительно варьируются. Но если мы говорим о плотности, то она не всегда пропорциональна размерам. Короче говоря, в то время как некоторые планеты могут быть всего в несколько раз больше, чем другие, они при этом могут быть во много и много раз более массивными.