К о л ь ц а
С а т у р н а
Пандора
Прометей
Эпиметий
Янус
Мимас
Энцелад
Тефия
Телесто-Калипсо
Диона
Елена
Рея
Титан
Гиперион
Япет
Феба
Мимас открыт Уильямом Гершелем в 1789 году и назван в честь сына богини Геи, которого во время мятежа гигантов против олимпийских богов ("Гигантомахии") Гефест убил стрелой из раскаленного металла.
Форма спутника практически сферическая.
Диаметр этой луны составляет всего 400 км, а состоит она,
преимущественно, из водного льда, смешанного с горными породами.
Мимас также покрыт трещинами, что, вероятно, вызвано приливным
влиянием Сатурна: Мимас - ближайший к планете из немелких спутников.
Мимас необычен тем, что на нем обнаружили один огромный кратер, который имеет размер с треть спутника. Диаметр этого кратера составляет - 130 км. Гершель углублен в поверхность на 10 километров, с центральной горкой, почти такой же высокой, как и Эверест на Земле. Удар, в результате которого образовался кратер, практически уничтожил Мимас.
Диаметр спутника составляет 84 километра (110 на 90 на 80 километров). Разрешение снимка позволяет видеть детали с размерами около 300 метров.
Пандора вращается вблизи внешней стороны кольца F. Пандора и Прометей встречаются каждые 28 дней. Они проходят так близко друг от друга, что оказывают гравитационное возмущение и, в конечном счете, влияют на форму орбит.
Его габариты 140 на 100 на 80 километров.
Прометей, отвечает за щель, примыкающую к внутреннему краю кольца F.
На изображении отчетливо виден спутник, по форме напоминающий картошку. Видны также многочисленные узкие составляющие кольца F. Узкая полоска вещества соединяет Прометей с кольцами. Возможно, гравитационное поле крошечного спутника действительно захватывает частицы из колец и ответственно за их прерывисто-узловую структуру.
Cредняя плотность Тефии близка к плотности воды, поэтому логично предположить, что этот спутник состоит главным образом изо льда.
Тефия знаменита своей огромной трещиной-разломом, протяженностью 2 000 км - три четверти длины экватора спутника! Фотографии Тефии, полученные от "Вояджера 2", показали большой гладкий кратер с треть диаметра самого спутника, названный Одиссеем.
Он больше, чем Гершель на Мимасе. О происхождении расщелины существуют
несколько гипотез,
в том числе и предполагающую такой период в
истории Тефии, когда она была жидкой.
При замерзании могла образоваться расщелина.
Температура поверхности Тефии - 86 К.
Это единственный спутник в Солнечной системе, имеющий два маленьких (диаметром 20 км) коорбитальных спутника (Телесто и Калипсо), т.е. таких, которые движутся по той же орбите, один впереди на 60o, другой позади на 60o.
Этот снимок был сделан зондом Cassini с расстояния
1,4 млн км от Сатурна. Картина выглядит почти нереально:
светлый Сатурн, его кольца (вид почти в профиль), тени, отбрасываемые этими
кольцами на поверхность северного полушария Сатурна, и маленький шарик
над плоскостью колец. Этот маленький шарик и есть Тефия.
Вообще-то, Тефия - не шар, а эллипсоид, самый длинный размер которого составляет по разным
данным от 1071 до 1085 км. Радиус орбиты Тефии составляет около 295 тыс. км, а наклон
плоскости ее орбиты к плоскости экватора Сатурна - 1o,
поэтому Тефия и оказалась над представленном здесь снимке как бы парящей над кольцами.
Когда 7 марта этого года исследовательский зонд Cassini делал эту фотографию,
то в кадр попали два спутника Сатурна - Диона (слева внизу)
и Тефия.
В принципе, подловить такой момент было несложно:
радиус орбиты Дионы составляет 377,5 тыс. км,
а период обращения вокруг Сатурна - 2,7 дня;
у Тефии радиус орбиты составляет 295 тыс. км,
а период обращения - 1,9 дня.
Во время съемки расстояние от Cassini до Тефии составляло 1,5 млн км,
а от Cassini до Дионы - 1,6 млн км.
Оба эти спутника по размерам отличаются очень мало, зато на этом снимке хорошо видно, как сильно отличаются поверхности этих спутников. На Дионе видны большие яркие трещины и борозды, а остальная ее поверхность довольно темная. Поверхность Тефии намного светлее и на ней по сравнению с Дионой гораздо больше кратеров.
Неправильная форма спутника вызывает необычное явление: Каждый раз, когда гигантский Титан и Гиперион сближаются, Титан гравитационными силами меняет ориентацию Гипериона, что по изменяющемуся блеску спутника можно отследить с Земли. Неправильная форма Гипериона и следы давней бомбардировки метеоритами позволяют назвать Гиперион старшим в системе Сатурна.
Диона - это четвертый по величине из так называемых "классических" спутников
Сатурна, известных еще в докосмическую эру, ее диаметр составляет
1126 километров. Диона была открыта астрономом Джованни Кассини в 1684 году.
Несмотря на то, что этот спутник состоит в основном из водяного льда,
он имеет аномально высокую для этого района Солнечной системы плотность
(1,4 г/см3). Исходя из этого, специалисты предполагают, что внутри Дионы
содержится большое количество каменного материала.
Расстояние от Дионы до Сатурна составляет 377 400 километров. Диона облетает по орбите Сатурн каждые 2,73 дня, что одновременно является также и периодом ее вращения вокруг собственной оси, поскольку этот сатурнианский спутник подобно нашей Луне всегда обращен к своему "хозяину" одним и тем же боком. Нужно отметить, что за исключением Фебы все крупные спутники Сатурна находятся в таком же синхронном вращении, то есть постоянно обращены к Сатурну одной стороной. Как уже известно, свою орбиту Диона использует совместно еще с одним сатурнианским спутником меньшего размера - Еленой (1980 S 6), когда-то называемой "Дионой B" из-за того, что она "болтается" возле лагранжевой точки (места гравитационной устойчивости) L4. Елена в своем полете все время опережает Диону, а вот "позади" Дионы, в другой лагранжевой точке, никакого спутника уже нет. Явление "соорбитальности" в системе Сатурна тоже не уникально. Так, на орбите другого спутника, Тефии (294700 км) в лагранжевых точках L4 и L5 находятся, соответственно, Калипсо и Телесто (1980 S 25 и 1980 S 13), небольшие объекты размером 50-60 км, первый из которых, возможно, имеет более или менее правильную шаровую форму.
Температура поверхности Дионы очень близка к температуре на Титане и составляет минус 186 градусов по шкале Цельсия. Однако в отличие от Титана, Диона лишена атмосферы.
Полет "Кассини" позволил подтвердить данные, согласно которым в прошлом этой луны встречались эпизоды так называемой криовулканической активности, обширного явления, захватывавшего целый ряд различных областей и выносившего на поверхность спутника криовулканические потоки. Считается, что эти эпизоды явились результатом приливно-отливных процессов разогрева, вызванных орбитальным взаимодействием с другим спутником Сатурна - Энцеладом. Так как по числу мелких кратеров, которые удалось рассмотреть на поверхности, Диона заметно опережает Энцелад, был сделан вывод, что поверхность Дионы старше.
Внешняя сглаженность ландшафтов спутника Сатурна Дионы, наблюдаемой издалека, входит в противоречие с истинной природой ее поверхности.
На ледяных пустынях этой луны фактически царят сложные системы, состоящие из множества поколений молодых в геологическом смысле, весьма отчетливых и вместе с тем очень прихотливо переплетенных разломов, которые на самом деле охватывают все видимое на верхнем снимке полушарие этой луны (таким образом разъясняется загадка прежде непонятных и интригующих "линий"), к тому же лед пробит во многих местах метеоритными кратерами.
Большинство наблюдаемых кратеров имеет ясно выраженные стенки и отложения темноватого материала в своей глубине. Как и в случае других сатурнианских лун, оползни на Дионе могут время от времени обнажать более чистый лед, в то время как более темные материалы имеют тенденцию накапливаться в низинах, у основания впечатляющих уступов и на равнинах.
Этот снимок Дионы, одного из спутников Сатурна, был сделан зондом Cassini 11
октября 2005 г. с расстояния около 38,35 тыс. км.
В кадр попал сам Сатурн и фрагмент его колец
(две горизонтальные полосы в нижней части фотографии).
\Тонкие полукруглые полосы на поверхности Сатурна - это тени от кольца С,
а более плотная тень кольца В полностью скрывает более
северные районы Сатурна.
Миссия "Кассини-Гюйгенс" - это совместный проект NASA, Европейского космического агентства (ESA) и Итальянского космического агентства. Управление аппаратом поручено Лаборатории реактивного движения (JPL, Пасадена).
"Вояджер 2" обнаружил, что Феба имеет, в общих чертах, сферическую форму (220 километра) и отражает около 6 процентов солнечного света - - это один из самых тёмных объектов в Солнечной системе.
Масса Фебы вместе с точной оценкой ее объема (полученной исходя из ее изображений) дает значение плотности около 1,6 грамма на кубический сантиметр, что гораздо меньше , чем у большинства горных пород, но больше, чем плотность чистого льда, плотность которого составляет приблизительно 0,93 грамма на кубический сантиметр. Это говорит о том, что Феба составлена из смеси льда и камней, ее состав подобен Плутону и Тритону (спутнику Нептуна).
Кроме Гипериона, это единственный спутник, не повернутый к Сатурну вечно одной стороной.
Этот спутник - самый удалённый от Сатурна (почти 13 миллионов километров).
Эти особенности давно заставляли астрономов предполагать, что Феба - захваченный когда-то давно в гравитационные сети Сатурна астероид.
Но последние данные вносят уточнение: вероятнее всего - это пришелец из пояса Койпера (возможно в прошлом комета) - гигантской области, лежащей, на дальних границах Солнечной системы, намного дальше орбиты Плутона.
Пояс содержит мириады замёрзших глыб разного размера. Это своего рода строительный мусор, оставшийся там со времени рождения нашего планетарного мирка.
Детальные изображения поверхности Фебы показали - загадочный чёрный спутник содержит богатый светлым льдом материал, над которым лежит сравнительно тонкий (300-500 метров) тёмный слой.
Поверхность спутника усыпана рытвинами, большими и маленькими кратерами. Из многих кратеров (особенно больших и глубоких) выходят яркие полосы-лучи.
Во многих случаях светлые выбросы перекрываются более поздними наслоениями тёмного вещества.
Также интересно, что иногда на стенах больших кратеров, на их тёмных участках, видны светлые обнажения и оползни, вызванные, вероятно, позднейшими ударами более мелких метеоритов непосредственно в стену кратера, а также сотрясениями от ударов метеоритов поблизости.
Всё это кардинально отличает пейзажи Фебы от картин, снятых с таким же разрешением ранее на каких-либо астероидах.
Доктор Альфред Макэвен (Alfred McEwen), член научной команды миссии Cassini-Huygens, сообщил следующее: "Феба - это мир драматических очертаний, с кратерами, оползнями, и линейными структурами типа ущелий, горных хребтов, и цепочек впадин.
Они - ключи к внутренним свойствам Фебы, которые мы будем изучать, чтобы понять происхождение этого спутника и его развитие".
"Я думаю, что эти изображения показывают нам древний остаток тел, которые сформировались более чем четыре миллиарда лет назад во внешних пределах Солнечной системы", - добавил коллега Макэвена доктор Торренс Джонсон (Torrence Johnson).
Анализ данных, собранных с помощью инструментов межпланетного зонда, будет продолжаться ещё очень долго, но уже сейчас ясно, что пролёт Фебы дал богатую пищу для размышлений относительно самых ранних этапов жизни Солнечной системы.
Один из относительно новых спутников, Елена, движется на 60 градусов впереди своего большего соседа по орбите - Дионы. По аналогии с Троянцами, астероидами двигающимися вокруг Солнца по орбите Юпитера, Елена отстает от Дионы на те же 60 градусов. Этот спутник также прозван Дионой Троянской, по началу же - просто Дионой В. Спутник невелик - 36 на 32 на 30 километров. Елена обнаружена на наземных фотографиях.
Калипсо и Телесто прозваны Троянскими Тефиями, по аналогии с Троянцами,
астероидами двигающимися вокруг Солнца по орбите Юпитера.
Один из них отстает, а другой опережает Тефию на ее орбите на 60 градусов.
В случае обращения двух тел вокруг третьего, такая система устойчива.
Сам Эпиметей имеет поперечник 116 километров, он немного меньше, чем его коорбитальная луна-компаньон Янус (181 километр),
который находится почти на таком же расстоянии от Сатурна (радиус орбиты - 151 тысяча километров;
разница в удалении от Сатурна составляет лишь 30-50 километров)
и вращается с ним по общей орбите синхронно.
В момент сближения (примерно раз в четыре года) спутники обмениваются
импульсами
и меняются местами: внутренний становится внешним и наоборот.
Они повернуты к Сатурну всегда одной стороной, как Луна к Земле,
следовательно, движутся тоже всегда одной стороной вперед - ведущей (все
крупные спутники Сатурна кроме Фебы находятся в таком синхронном вращении).
Длительность суток составляет 0,694 дня. Ученые предполагают, что эти два
спутника имеют общего "родителя".
Поверхность Эпиметея имеет более синеватый оттенок в тех областях, где солнечный свет падает на нее под большими углами(фотометрические эффекты).
Имеющая красноватый оттенок особенность слева внизу - это кратер Поллукс (Pollux). А большой кратер, расположенный несколько ниже центра снимка - это Хилэреа (Hilairea), его диаметр составляет приблизительно 33 километра.
Янус был обнаружен с Земли в 1966 году А.Дольфусом, а Эпиметей - Дж.Фонтейном и его коллегами в 1980 году во время пролета системы Сатурна АМС "Вояджер-1" (впрочем, история открытия этих спутников довольно спорная).
Название свое Эпиметей получил в честь титана, сына Япета и Климены, брата Атласа и Прометея, злосчастного мужа Пандоры.
Спутник Сатурна Япет, третий по размерам среди спутников Сатурна, имеет
диаметр 1440 км. Орбита Япета расположена в почти 4-х миллионах километров
от Сатурна. Одна сторона Япета обильно усыпана кратерами, в то время как
другая сторона оказывается почти гладкой.
Япет известен неоднородной по яркости поверхностью. Спутник, подобно Луне с Землей, повернут всегда одной стороной к Сатурну, так, что и по орбите он движется только одной стороной вперед, которая в 10 раз темнее, чем сторона противоположная. Есть версия, что в своём движении спутник "подметает" пыль и мелкие частицы, также вращающиеся вокруг Сатурна. С другой стороны, может быть, это тёмное вещество порождено недрами спутника. Открыт Дж. Кассини в 1671 г.
Но есть у Яфета одна большая "странность". Та его сторона, которая всегда повернута в сторону движения по орбите вокруг Сатурна, отражает всего 5% падающего на нее солнечного света, а "заднее" полушарие Яфета намного светлее - оно покрыто льдом и отражает 50% падающего света. Это явление было замечено астрономами еще в 17-м веке, и они не смогли объяснить его. В начале 1980-х годов фотографии, сделанные американским зондом Voyager 2 (на снимке внизу), подтвердили "двуличность" Яфета, но ситуацию это не прояснило.
Недавно в журнале Science была опубликована статья, где представлены гипотезы, которые могли бы объяснить такое поведение Яфета.
Например, "переднее" полушарие Яфета может выглядеть темным из-за того, что оно покрыто обломками и осколками породы, выбитой метеоритами с поверхности Феба, другого спутника Сатурна, вся поверхность которого довольно темная. Но темный Феб, который движется по своей орбите в обратную относительно Яфета сторону, имеет все-таки немного не такой цвет, как у темной стороны Яфета. Кроме того, судя по снимкам, темный материал на поверхности Яфета имеет бОльшую концентрацию внутри кратеров. То есть, можно предположить, что этот материал мог появиться на поверхности изнутри, вытекая из каких-нибудь трещин.
Недавно был проведено радарное сканирование Яфета с помощью радиотелескопа Arecibo. И эти исследования дали довольно любопытные результаты. Раньше было известно, что яркая сторона Яфета состоит главным образом из "водяного" льда. Но оказалось, что она отражает излучение радара не так как другие ледяные спутники. Лед на Яфете имеет гораздо меньший коэффициент отражения, чем у обычного льда. Специалисты предполагают, что это объясняется примесью аммиачного льда. Такая смесь водяного и аммиачного льда при наблюдении в оптический телескоп может выглядеть как чистый лед, но излучение радара такая поверхность отражает по другому.
Но радарные исследования принесли другой сюрприз. Оказалось, что на изображении Яфета, полученном с помощью радара, этот спутник выглядит как однородный объект, то есть никакой разницы между темной и светлой его сторонами нет (в радиодиапазоне длин волн). Тогда это может означать, что темная сторона Яфета поверх водно-аммиачного льда просто покрыта тонким слоем какого-то темного материала, который не искажает радиосигнал. Но такая интерпретация в известной мере зависит от того, из чего состоит этот темный материал, а это пока неизвестно.
Возможно, на этот вопрос удастся получить ответ, когда снимки Яфета с относительно близкого расстояния сделает зонд Cassini. Он сейчас направляется к Сатурну и 1 июля должен выйти на орбиту этой планеты. На Cassini установлена аппаратура для съемки в видимом и ИК-диапазонах длин волн. Скорее всего, эти снимки позволят определить состав поверхности Яфета и особенно темной ее стороны. С помощью ИК-съемки можно будет также напрямую обнаружить наличие аммиачного льда на Яфете. Cassini предстоит также исследовать четкую границу между светлым и темным полушарием и, может быть, это позволит сформулировать объяснение этому загадочному явлению.
Рея, второй по величине спутник Сатурна после Титана,
является самым большим небесным телом в солнечной системе без атмосферы.
Он состоит в основном из льда, но имеет небольшое каменное ядро.
Периоды вращения Реи вокруг оси и обращения вокруг Сатурна совпадают (как у земной Луны), поэтому одной стороной спутник всегда обращен к Сатурну.
"Видимая" сторона Реи отличается от "невидимой", в частности, тем, что она гораздо более сильно изрезана кратерами. Диаметр Реи составляет 1528 км. Рея была открыта Жаном-Домиником Кассини в 1672 г. Радиус орбиты этого спутника составляет 527 тыс. км, а период его обращения вокруг Сатурна - 4,5 дней.
Рея как бы парит под плоскостью этих колец. Наклон плоскости орбиты Реи относительно плоскости колец составляет 20 угловых минут.
Пан - ближайший из всех известных спутников Сатурна.
Пан был обнаружен Mark R. Showalter в 1990 году на фотографиях, сделанных кораблем Voyager.
Пан располагается в пределах раздела Encke в кольцах Сатурна.
Малые луны вблизи колец производят волновые структуры в кольцах. До открытия Пана анализ структур на краю кольца Сатурна предсказал размер и месторасположение малой луны. Пан был обнаружен при повторном исследовании старых фотографий, сделанных Voyager 10 лет назад, в том месте, где и ожидалось.
Эти два снимка представляют собой две по разному обработанные версии одной и той же фотографии,
сделанной зондом Cassini, который сейчас работает на орбите Юпитера.
Маленькая белая точка посреди темной полосы на этих снимках - это маленький спутник Сатурна Пан.
А темная полоса - это щель Энке, внутри которой и располагается орбита Пана. Причем именно маленький Пан
отвечает за поддержание в устойчивом состоянии щели Энке.
Правда, Пан не единственный "обитатель" щели Энке. На вернем снимке на темном фоне щели Энке можно заметить две еле заметных тонких светлых полоски. Это два узеньких пылевых кольца. Одно из них по своим контурам почти совпадает с орбитой Пана, а второе располагается ближе к внутреннему краю щели Энке. Астрономы уже заметили, что эти колечки время от времени меняют свою яркость и форму (на них появляются "волны" и прочие искажения). Возможно, это объясняется тем, что кроме Пана в щели Энке находится еще один, пока неизвестный, спутник Сатурна.
