Состав сатурна – Сатурн (планета) — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Поверхность Сатурна

Сатурн классифицируется как газовый гигант, так как почти полностью состоит из газа. Его атмосфера плавно переходит в поверхность.  Если космический аппарат попытается приземлиться на Сатурне, он никогда не найдет твердую поверхность. Конечно, кораблю бы еще предстояло выжить задолго до этого, так как все возрастающее давление попросту раздавит его.

Так как Сатурн не имеет поверхности в нашем понимание, ученые считают, что поверхностью Сатурна — это уровень, на котором давление превышает  один бар, приблизительно такое давление имеет Земля на уровне моря.

Внутренний мир Сатурна

Повышенное давление на определенном уровне Сатурна превращает газовый водород  в жидкий. При более глубоком погружении внутрь планеты давление будет все возрастать, пока не станет достаточным, чтобы водород стал металлическим. Сатурн в своем составе не имеет так много металлического водорода как крупнейшая планета Юпитер, но зато содержит больше льдов. Сатурн также значительно менее плотный, чем любая другая планета в Солнечной системе. Если бы существовал достаточно большой бассейн с водой, Сатурн спокойно бы плавал в нем.

Сравнение строения газовых гигантов

Подобно Юпитеру, предполагается, что у Сатурна имеется скалистое ядро, окруженное водородом и гелием.  Однако вопрос, какое именно ядро у Сатурна остается открытым. Состоящее из скального материала, само  ядро может быть жидкостью.

Расстояние от Солнца до Сатурна значительное, чтобы средняя температура Сатурна была низкой, но все же он имеет горячее каменное ядро. Там, температура может достигать 21 000 градусов по Фаренгейту (11 700 градусов Цельсия).

Во время формирования Сатурна, ядро было сформировано первым. Исследования показывают, что каменное ядро ​​Сатурна составляет от 9 до 22 масс Земли.  Только когда ядро достигло определенной массы, планета стала  иметь достаточную гравитацию, чтобы притягивать водород и гелий, из которых состоит большая ее часть.

Положение и движение Сатурна

Поверхность Сатурна

o-kosmose.net

Состав Сатурна: структура атмосферы и ядро

Солнечная система > Система Сатурн > Сатурн > Состав Сатурна 

Внутреннее строение Сатурна

Из чего состоит Сатурн – планета Солнечной системы: описание химического состава, слои атмосферы, наличие ядра, сравнение с Юпитером, Ураном и Нептуном на фото.

Сатурн поражает своей системой колец уже несколько веков. Но всем интересно узнать, из чего же состоит Сатурн. Анализ показал, что атмосфера газового гиганта представлена водородом (96%), гелием (3%) и метановыми, аммиачными и этановыми примесями. Некоторые газы можно отыскать в жидком или расплавленном состоянии.

Форма газа будет трансформироваться по мере углубления в планету. На облачных вершинах расположены аммиачные кристаллы, а ниже находятся гидросульфиды аммония и/или вода. Далее давление растет, поэтому водород становится жидким. Показатели давления и температуры также возрастают по мере приближения к ядру. Полагают, что водород становится металлическим. Ядро состоит из скалы и металлов. Ниже представлен химический состав Сатурна, а также представлено сравнение с Землей, Юпитером, Ураном и Нептуном.

Сравнение строения газовых гигантов

Состав атмосферы Сатурна раскрывает и низкий показатель плотности. На самом деле, Сатурн занимает последнее место в этой категории с отметкой 0.687 г/см³. Это ниже даже водной, поэтому планета смогла бы плавать в гигантской ванне.

О деталях состава узнали благодаря космическим аппаратам. Начало положил Пионер-11 в 1979 году. Он нашел кольцо F, а через год прибыл Вояджер-1, захвативший снимки поверхности и нескольких спутников. Ему удалось разглядеть и атмосферу Титана. Перемены в атмосфере и кольцах зафиксировал Вояджер-2 в 1981 году.

Главной миссией считается полет космического корабля Кассини, прибывшего на орбиту в 2004 году. Аппарат не только изучил спутники, планету, но также прошел сквозь кольца и погрузился в атмосферу, прислав удивительные фото. Теперь вы знаете, какими химическими элементами представлен состав Сатурна.

Полезные статьи:

Положение и движение Сатурна

Поверхность Сатурна

v-kosmose.com

Состав Сатурна

Газовый гигант Сатурн содержит множество компонентов из тех, что имеет Солнце. Хотя это вторая по величине планета в Солнечной системе, она не располагает необходимой массой для начала термоядерного синтеза, необходимого для питания звезды. Тем не менее, его газовый состав и потрясающие красивые кольца, которые его окружают, делают Сатурн одним из наиболее интересных объектов в Солнечной системе.

Сатурн преимущественно состоит из водорода и гелия — двух основных газов Вселенной. Планета также несет в себе следы льда, содержащие аммиак, метан и воду. В отличие от скалистых

Поверхность Сатурна

Сатурн классифицируется как газовый гигант, так как почти полностью состоит из газа. Его атмосфера плавно переходит в поверхность.  Если космический аппарат попытается приземлиться на Сатурне, он никогда не найдет твердую поверхность. Конечно, кораблю бы еще предстояло выжить задолго до этого, так как все возрастающее давление попросту раздавит его.

Так как Сатурн не имеет поверхности в нашем понимание, ученые считают, что поверхностью Сатурна — это уровень, на котором давление превышает  один бар, приблизительно такое давление имеет Земля на уровне моря.

Внутренний мир Сатурна

Повышенное давление на определенном уровне Сатурна превращает газовый водород  в жидкий. При более глубоком погружении внутрь планеты давление будет все возрастать, пока не станет достаточным, чтобы водород стал металлическим. Сатурн в своем составе не имеет так много металлического водорода как крупнейшая планета Юпитер, но зато содержит больше льдов. Сатурн также значительно менее плотный, чем любая другая планета в Солнечной системе. Если бы существовал достаточно большой бассейн с водой, Сатурн спокойно бы плавал в нем.

Подобно Юпитеру, предполагается, что у Сатурна имеется скалистое ядро, окруженное водородом и гелием.  Однако вопрос, какое именно ядро у Сатурна остается открытым. Состоящее из скального материала, само  ядро может быть жидкостью.

Расстояние от Солнца до Сатурна значительное, чтобы средняя температура Сатурна была низкой, но все же он имеет горячее каменное ядро. Там, температура может достигать 21 000 градусов по Фаренгейту (11 700 градусов Цельсия).

Во время формирования Сатурна, ядро было сформировано первым. Исследования показывают, что каменное ядро Сатурна составляет от 9 до 22 масс Земли.  Только когда ядро достигло определенной массы, планета стала  иметь достаточную гравитацию, чтобы притягивать водород и гелий, из которых состоит большая ее часть.

lfly.ru

химический состав и описание с фото

Цветные кадры от Кассини демонстрируют перемену во внешнем полярном регионе Сатурна с 2012-2016 гг

Состав атмосферы Сатурна – газового гиганта Солнечной системы: химический состав, наличие атмосферы и полос, скорость ветра, высота облаков, температура.

Глупо задаваться вопросом касательно наличия атмосферы Сатурна, потому что это буквально вся планета. Так что давайте внимательно изучим состав. Атмосфера Сатурна на 75% представлена водородом и на 25% гелием. Есть также примеси в виде водяного льда или метана.

На поверхности Сатурна заметные облачные полосы, но они не такие яркие как у Юпитера. Кажутся бледными и теряют свой цвет. Оранжевый цвет планеты создается присутствием серы. Кроме того, есть азот и кислород. Атомы смешиваются и трансформируются в сложные молекулы. В земных условиях это именуют смогом.

Планета способна похвастаться одними из самых быстрых ветров, разгоняющихся до 1800 км/ч. Из-за этого белые штормы способны сформироваться всего за несколько часов. Но их длительность охватывает примерно месяц, после чего уходят вглубь.

Строение атмосферы Сатурна

Состав облаков атмосферы Сатурна включают аммиак и располагаются на высоте в 100 км ниже тропосферы. Температура на этой точке опускается ниже -250°C. На высоте в 170 км находятся скопления сульфида аммония, а температура достигает -70°C. Ниже всех проживают водяные облака (130 км), а температура – 0 °C.

Важно понимать, что давление и температура будут возрастать с процессом углубления к ядру, а водородный газ трансформируется в жидкость. На фото можно внимательно рассмотреть, как выглядит атмосфера планеты Сатурн в ее истинном цвете и с бурями в облаках.

v-kosmose.com

Атмосфера Сатурна: состав, структура

Планета Сатурн входит в категорию газовых гигантов Солнечной системы. По величине она вторая после Юпитера, обладает огромной массой и плотным слоем колец, которые ее окружают. Атмосфера Сатурна – явление, которое долгие годы было предметом споров ученых. Но сегодня достоверно установлено, что именно газы составляют основу всего воздушного тела, которое не имеет твердой поверхности.

История великого открытия

Длительное время ученые полагали, что наша система замыкается именно этой огромной планетой, и за ее орбитой уже ничего нет. Ее изучением занимались с далекого 1610 года, после того как Галилей рассмотрел Сатурн в телескоп, а также выделил в своих записях наличие у него колец. В те годы никто и подумать не мог, что данное небесное тело настолько отличается от Земли, Венеры или Марса: даже не имеет поверхности и состоит полностью из газов, разогретых до немыслимых температур. Наличие атмосферы Сатурна подтвердилось только в ХХ веке. Более того, только современные ученые смогли сделать вывод, что планета – газовый шар.

Наличие атмосферы, ее состав

Мы знаем, что планеты земной группы, которые находятся в непосредственной близости к Солнцу, не имеют атмосферы. Но это твердые тела, которые состоят из камня и металла, имеют определенную массу и соответствующие ей параметры. С газовыми шарами дела обстоят совсем иначе. Атмосфера Сатурна – это основа его самого. Бесконечные газовые пары, туманы и облака собираются в невероятном количестве и образуют форму шара благодаря магнитному полю ядра. Основу атмосферы планеты составляет водород: его свыше 96 процентов. В качестве примесей присутствуют другие газы, пропорции которых зависят от глубины. Стоит отметить, что кристаллов воды, различных модификаций льда и прочих органических веществ на Сатурне нет.

Два слоя атмосферы и их состав

Итак, атмосфера Сатурна делится на две части: внешний слой и внутренний. Первый состоит на 96,3 процента из молекулярного водорода, на 3 процента – из гелия. К этим основным газам примешаны такие компоненты, как фосфин, аммиак, метан и этан. Тут случаются сильные поверхностные ветра, скорость которых достигает 500 м/с. Что касается нижнего слоя атмосферы, то здесь преобладает металлический водород – около 91 процента, а также гелий. В этой среде находятся облака из гидросульфида аммония. Нижний атмосферный слой всегда нагрет до предела. По мере приближения к ядру температура достигает тысячи Кельвинов, потому пока что исследовать планету с помощью зондов, изготовленных в земных условиях, невозможно.

Атмосферные явления

Самыми распространенными явлениями на этой планете являются ветра и ураганы. Большинство потоков дуют с запада на восток относительно осевого вращения. В районе экватора наблюдается небольшое затишье, а по мере удаления от него возникают западные потоки. Существуют на Сатурне и места, где с постоянной периодичностью случаются определенные погодные явления. К примеру, Большой белый овал возникает в южном полушарии раз в тридцать лет. Во время подобных «непогод» атмосфера Сатурна, состав которой еще больше способствует этому явлению, вся буквально пронизана молниями. Разряды возникают преимущественно в серединных широтах, между экватором и полюсами. Что касается последних, то тут главным явлением считается полярное сияние. Более сильные вспышки случаются на севере, так как там магнитное поле сильнее, чем на юге. Сияние проступает в виде овальных колец или спиралей.

Давление и температура

Как выяснилось, атмосфера Сатурна делает эту планету достаточно прохладной в сравнении с Юпитером, но, конечно же, не такой ледяной, как Уран и Нептун. В верхних слоях температура составляет около –178 градусов по Цельсию с учетом постоянных ветров и ураганов. Чем ближе мы продвигаемся к ядру, тем больше усиливается давление, следовательно, поднимается и температура. В средних слоях она составляет –88 градусов, а давление — около тысячи атмосфер. Крайней точкой, которой достиг зонд, была температурная зона в –3. По расчетам в районе ядра планеты давление достигает 3 миллионов атмосфер. При этом температура равна 11 700 градусам Цельсия.

Послесловие

Кратко мы рассмотрели, какова по своей структуре атмосфера Сатурна. Состав ее можно сравнить с юпитерианской, также имеются сходства с ледяными гигантами – Ураном и Нептуном. Но, как и каждый газовый шар, Сатурн уникален по своему строению. Тут дуют очень сильные ветра, давление достигает невероятных показателей, а температура при этом остается прохладной (по астрономическим меркам).

fb.ru

Состав Сатурна

Сатурн был известен с доисторических времен. Галилей первым наблюдал его в телескоп в 1610 году. Ранние наблюдения Сатурна были усложнены предположением, согласно которому Земля проходит через плоскость колец Сатурна каждые несколько лет, когда Сатурн пересекает ее орбиту. Только в 1659 году Кристиан Гюйгенс правильно вывел геометрию колец. Кольца Сатурна оставались уникальными для Солнечной системы до 1977 года, когда были обнаружены очень слабые кольца вокруг Урана и вскоре после этого вокруг Юпитера и Нептуна.

Первым кораблем, летавшим к Сатурну, был Pioneer 11 в 1979 году, и позднее — Voyager, 1 и Voyager 2. Cassini, который сейчас находится на пути к нему, прибудет туда в 2004 году.

Даже в малый телескоп можно заметить, что Сатурн явно сплющен; его экваториальный и полярный диаметры различаются почти на 10 % (120,536 км и 108,728 км). Это — результат быстрого вращения и жидкого состояния. Другие газовые планеты тоже сплющены, но не так сильно.

Сатурн имеет самую низкую плотность среди всех планет, его удельный вес составляет всего 0.7 — меньше, чем у воды.

Подобно Юпитеру, Сатурн состоит приблизительно на 75 % из водорода и на 25 % из гелия со следами воды, метана, аммиака и камня, что соответствует составу исконной Солнечной Туманности, из которой была сформирована Солнечная система.

По своему внутреннему строению Сатурн подобен Юпитеру и состоит из скалистого ядра, жидкого металлического водородного слоя и молекулярного водородного слоя. Присутствуют также следы различных льдов.

Внутри Сатурна — горячее ядро с температурой 12000 K, и он излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Основная часть дополнительной энергии сгенерирована механизмом Келвина — Гельмгольца, как в Юпитере. Но этого недостаточно, чтобы объяснить видимую яркость Сатурна; должен присутствовать некоторый дополнительный механизм внутри Сатурна.

Полосы, так выделяющиеся на Юпитере, на Сатурне намного более слабые. Они намного более широки ближе к экватору. У Сатурна также существуют долговечные пятна и другие особенности, общие с Юпитером.

Два основных кольца (А и B) и одно слабое кольцо (C) могут наблюдаться с Земли. Промежуток между кольцами А и B известен как раздел Cassini. Изображения Voyager показывают четыре дополнительных слабых кольца. Кольца Сатурна, в отличие от колец других планет, являются очень яркими (альбедо 0.2 — 0.6).

Хотя с Земли кольца выглядят непрерывными, фактически они состоят из бесчисленных малых частичек, каждая из которых имеет свою собственную независимую орбиту. Расстояние между ними колеблется от сантиметра до нескольких метров.

Кольца Сатурна необычайно тонки: хотя их диаметр — 250,000 км или чуть больше, их толщина составляет 1.5 км. Они состоят в основном из льда и частиц горных пород, покрытых ледяной коркой.

Наиболее удаленное кольцо Сатурна, называемое F-кольцом, является сложной структурой, составленной из отдельных малых колец, вдоль которых видны «узлы». Эти узлы состоят из скоплений материала, составляющего кольца.

Происхождение колец Сатурна и других планет неизвестно, возможно, они возникли путем разрушения больших спутников. Кольцевые системы не устойчивы, они должны восстанавливаться постоянно продолжающимися процессами.

Как и другие планеты группы Юпитера, Сатурн имеет значительное магнитное поле.

Сатурн легко увидеть в ночном небе невооруженным глазом. Хотя он не такой яркий, как Юпитер, его просто идентифицировать как планету, так как он не «мерцает», как звезды. Кольца и большие спутники можно наблюдать в небольшой телескоп.

У Сатурна 18 спутников, имеющих свои наименования. Из тех спутников, скорости вращения которых известны, все, кроме Фебы и Гиперона, вращаются синхронно. Три пары спутников — Мимас — Тезис, Енцелад — Диона и Титан — Гиперон — взаимодействуют гравитационно таким образом, чтобы поддержать устойчивые связи между их орбитами. В дополнение к этим 18 спутникам по крайней мере еще дюжине были присвоены временные обозначения, но теперь считается, что вряд ли все они реальны и являются спутниками Сатурна.

Читайте также:

planetologia.ru

Справочник астронома-любителя: Сатурн

Сатурн находится в два раза дальше от Солнца, чем Юпитер, обращаясь вокруг Солнца за 29,5 года. Радиус Сатурна на экваторе составляет 60400 км, его масса в 95 раз превышает массу Земли, ускорение силы тяжести на экваторе равно 1100 см/сек2. Сатурн имеет заметное сжатие диска, равное 1/10 т.е. больше, чем у Юпитера. Период вращения на экваторе равен 10h 14m и, как у Юпитера, увеличивается с увеличением широты. На диске Сатурна тоже можно различить полосы, зоны и другие более тонкие образования, но контрастность деталей значительно меньше, чем у Юпитера, и в целом диск Сатурна деталями гораздо беднее.        При помощи спектрального анализа в атмосфере Сатурна были обнаружены h3, Ch5, С2Н2, С2Н6. Вероятно, элементный состав Сатурна, не отличается от солнечного, т.е. планета состоит на 99% из водорода и гелия. Глубина атмосферы (водород и гелий – в сверхкритическом состоянии) может достигать половины радиуса планеты.        Инфракрасные наблюдения показывают, что температура Сатурна составляет около 95 К. Большая часть излучаемой энергии, так же, как и на Юпитере, обусловлена потоком внутреннего тепла. В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, и водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (а давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов — камня, железа и, предположительно, льда. рис. Система колец Сатурна        В 1610 г Галилей впервые увидел Кольца Сатурна — один из красивейших объектов, наблюдаемых в телескоп. Однако установить действительную форму найденного им образования Галилею не удалось. В 1655 г. Это сделал Гюйгенс, который обнаружил, что оно представляет собой плоское кольцо, концентричное телу планеты, но не примыкающее к нему. Ныне известно, что кольцо состоит из трех концентрических колец, которые, как и экватор планеты, наклонены к плоскости орбиты под углом в 26° 45’. Внешнее кольцо А отделено от среднего кольца В резким темным промежутком, называемым щелью Кассини. Среднее кольцо является самым ярким. От внутреннего кольца С оно тоже отделено темным промежутком. Внутреннее кольцо С, темное и полупрозрачное, называется креповым кольцом. Край этого кольца с внутренней стороны размыт и сходит на нет постепенно. В кольцах различается много других, более тонких градаций, но нельзя найти ни одной детали, ориентированной по радиусу или имеющей форму пятна. Причина, по которой Сатурн на расстоянии около 105 км имеет именно кольцо, а не спутник, состоит в приливной силе. Было показано, что если бы спутник и образовался на таком расстоянии, то он был бы разорван под действием приливной силы на мелкие осколки. В эпоху формирования планет-гигантов вокруг них на некотором этапе возникли уплощенные облака протопланетной материи, из которой потом образовались спутники. В зоне колец приливная сила воспрепятствовала образованию спутника. Таким образом, кольца Сатурна, вероятно, являются остатками допланетной материи. При прохождении Земли через плоскость колец Сатурна удалось установить, что их толщина очень мала (от 2 до 20 км).        В начале XX в. По доплеровскому смещению линий в спектре колец Сатурна было установлено, что скорость обращения различных участков колец уменьшается с увеличением их расстояния от планеты в полном соответствии с третьим законом Кеплера. Следовательно, кольца состоят из огромного количества частиц, независимо обращающихся вокруг планеты по кеплеровским орбитам. Из 62 известных спутников Сатурна шестой спутник, Титан, имеет диаметр около 4850 км и на нем, так же как на галилеевых спутниках Юпитера, удается различить некоторые детали. На Титане спектроскопическими наблюдениями удалось обнаружить Ch5 . Титан – единственный спутник в Солнечной системе, на котором найдена атмосфера. Все спутники, кроме IX, Фебы, обращаются вокруг планеты в прямом направлении. Большинство спутников, кроме Гипериона и Фебы, имеет синхронное собственное вращение — они повёрнуты к Сатурну всегда одной стороной. Информации о вращении самых мелких спутников нет. рис. Спутник Сатурна — Титан

astroinformer.com