Кільця Сатурна

Візитною карткою Сатурна є його знамениті кільця, що оперізують планету навколо екватора і складаються з безлічі крижаних часток з розмірами від часток міліметра до декількох метрів. Вісь обертання Сатурна нахилена до площини його орбіти на 26° 44',тому при його русі по орбіті кільця змінюють свою орієнтацію стосовно Землі. Коли площина кільця перетинає Землю, навіть у середні телескопи розглянути його не виходить, тому що його товщина — усього кілька десятків метрів, хоча ширина кільця досягає 137 000 км. Кільця обертаються навколо Сатурна. Причому, відповідно до законів Кеплера, швидкість обертання внутрішніх частин кільця більша, ніж зовнішніх.

Існує три основних кільця, названих A, B і C. Вони помітні без особливих проблем із Землі. Є імена й у більш слабких кілець — D, E, F. При ближчому розгляді кілець виявляється безліч. Між кільцями існують щілини, де немає часток. Та зі щілин, яку можна побачити у середній телескоп із Землі (між кільцями А и В), названа щілиною Кассіні. У ясні ночі з більш потужними телескопами можна побачити і менш помітні щілини.

Кільця є залишками тієї протопланетної хмари, що породила всі тіла Сонячної системи. На тих відстанях від планети, на яких обертається велика частина часток кільця, виникнення супутників неможливе через гравітаційний вплив самої планети, що руйнує усі більш-менш великі тіла. Частки кілець багаторазово зіштовхуються, руйнуються і злипаються знову.

Фізика планети

Потік сонячної енергії, що досягає Сатурна, в 91 разів менше, ніж біля Землі. Температура на нижній межі хмар Сатурна становить 150 К. Однак, тепловий потік від Сатурна удвічі перевищує потік енергії, яку Сатурн отримує від Сонця. Джерелом цієї внутрішньої енергії може бути, відповідно до гіпотези, енергія, що виділяється за рахунок гравітаційної диференціації речовини, коли більш важкий гелій повільно занурюється в надра планети.

Атмосфера планети Сатурн - в основному, водень і гелій. Але через особливості утворення планети більша ніж на Юпітері, частина Сатурна доводиться на інші речовини Вояжер-1 з’ясував, що близько 7% об’єму верх- ньої атмосфери Сатурна - гелій ( в порівнянні з 11% - в атмосфері Юпітера), тоді як майже все інше - водень.

Невисока контрастність кольорів на видимому диску Сатурна могла б бути результатом сильного змішуван- ня газів в напрямі, перпендикулярному екватору. Така особливість в атмосфері Сатурна, мабуть пов’язана з особливостями вітрів на ньому.

Вітри на Сатурні дуже сильні. Поблизу екватора “Вояжери” виміряли їх швидкість: близько 500м. за секунду. Вітри дмуть здебільшого, в східному напрямі (нагадуємо, що як і більшість планет, Сатурн обертається із заходу на схід). Сила вітрів слабшає при віддаленні від екватора. Також при віддаленні від екватора зявля- ється все більше західних течій вітрів. Переважання східних потоків (по напряму осьового обертання вказує на те, що вітри не обмежені шаром верхніх хмар, вони повинні розповсюджуватися в середину, принаймні на 2 000 км. Крім того, вимірювання Вояжера-2 показали, що вітри в південній і північній півкулях симетричні щодо екватора. Є припущення, що симетричні потоки якось пов’язані під шаром видимої атмосфери.

«Вояджери» знайшли ультрафіолетове випромінювання водню в атмосфері середніх широт і полярні сяйва на широтах вище 65 градусів. Така активність може призвести до утворення складних вуглеводневих молекул. Полярні сяйва середніх широт, що відбуваються тільки в освітлених Сонцем областях, виникають з тих же причин, що і полярні сяйва на Землі. Різниця лише в тім, що на нашій планеті це явище характерне винятково для більш високих широт.

Магнітне поле Сатурна має унікальний характер. Вісь диполя збігається з віссю обертання планети на відміну від Землі, Меркурія і Юпітера. Магнітосфера Сатурна має симетричний вид. Радіаційні пояси мають правильну форму, причому в них виявлено порожнини, де заряджені частки вимітаються супутниками чи кільцями. Поблизу кілець концентрація часток незначна. За супутниками Сатурна тягнуться хвости з нейтральних і іонізованих молекул і атомів газу, що утворюють гігантські тори на орбітах. Одним із джерел такого тора є верхня атмосфера Титана, найбільшого супутника Сатурна.

Геологія планети

Уран

Ура́н — сьома від Сонця велика планета Сонячної системи, належить до планет-гігантів. Третя за діаметром та четверта за масою планета Сонячної системи. Була відкрита у 1781 році англійським астрономом Вільямом Гершелем. Планета названа ім'ям античного божества Урана, уособлення неба та піднебесного простору. Уран був батьком Кроноса (або Сатурна — у римському пантеоні).

Уран став першою планетою, відкритою у Новий час і за допомогою телескопа. Про відкриття Урану Вільям Гершель повідомив 13 березня 1781 року, тим самим вперше з часів античності, розширив кордони Сонячної системи. Не дивлячись на те, що деколи Уран помітний неозброєним оком, ранні спостерігачі ніколи не визнавали Уран за планету через його тьмяність та повільний рух по орбіті.

На відміну від інших газових гігантів — Сатурну та Юпітера, що складаються в основному з водню і гелію, в надрах Урану та схожого з ним Нептуна, відсутній металевий водень. Проте у них є багато високотемпературних модифікацій льоду — з цієї причини фахівці виділили ці дві планети в окрему категорію «крижаних гігантів». Проте на відміну від Нептуна, надра Урану складаються в основному з льодів і гірських порід. Основу атмосфери Урану складають водень та гелій. Крім того, в ній виявлені сліди метану та інших вуглеводнів, а також хмари з льоду, твердого аміаку і водню. Уран має найхолоднішу планетарну атмосферу у Сонячній системи з мінімальною температурою в 49 К (-224 °C). Вважається, що Уран має складну шарувату структуру хмар, де вода складає нижній шар, а метан — верхній.

Як і у інших газових гігантів Сонячної системи, в Урану є система кілець та магнітосфера. Крім того, навколо нього обертаються 27 супутників. Орієнтація Урану в просторі відрізняється від інших планет Сонячної системи — його вісь обертання лежить як би «на боці» відносно плоскості обертання цієї планети довкола Сонця. Внаслідок цього планета буває обернена до Сонця то північним полюсом, то південним, то екватором, то середніми широтами.

У 1986 році американський космічний апарат «Вояджер-2» передав на Землю знімки Урану, які він зробив пролітаючи на відстані у 81 500 кілометрів від планети. На них видно «невиразна», у видимому спектрі, планета без хмар та атмосферних штормів, характерних для інших планет-гігантів. Проте наразі наземними спостереженнями вдалося розрізнити ознаки сезонних змін та збільшення погодної активності на планеті, викликаних наближенням Урану до точки свого рівнодення. Швидкість вітрів на Урані може досягати 240 м/с.