Сатурн
Магнитосфера
Новые спутники
Другие спутники Сатурна
Тетис
Энцелад
Диона
САТУРН
Такие миссии, как Пионеры и Вояджеры 1,2 расширили наши знания о планете Сатурн, ее кольцах и спутниках. Вояджеры достигли Сатурна с разницей в 9 месяцев, в ноябре 1980 и августе 1981 соответственно. Вояджер 1 после этого покинул солнечную систему. Вояджер 2 продолжил исследования Урана в январе 1986 и Юпитера в августе 1989, и также покинул нашу систему.
Аппараты обнаружили чрезвычайно сложную группу, по крайней мере, из 17 спутников и тысяч колец, двигающихся по кругу вокруг огромной планеты. Самый большой спутник Сатурна размером в половину диаметра Земли. Наблюдения показали, что Сатурн состоит из легких газов, таких как водород, дейтерий, метан, аммиак, этан, и вероятно гелий.
"Вояджеры 1" обнаружил, что приблизительно 7 процентов объема верхней атмосферы Сатурна - гелий (по сравнению с 11 процентами атмосферы Юпитера), в то время как почти все остальное - водород. Ожидали, что количество гелия Сатурна, будет тем же самым, как и на Юпитере и на Солнце, поэтому более низкая концентрация гелия в верхней атмосфере может объясняться тем, что более тяжелый гелий медленно снижается через водород Сатурна; и это могло бы объяснить, что Сатурн излучает больше тепла, чем получает от Солнца. Это единственная планета, менее плотная, чем вода. Если бы было возможно найти такое огромное озеро, то Сатурн бы плавал в нем.
Низкая контрастность и цветовые различия на Сатурне могли быть результатом большего количества горизонтальной конвекции или ограниченной цветовой гаммы, по сравнению с атмосферой Юпитера. Если "Вояджер 1" "увидел" немного деталей, то более чувствительна камера "Вояджера 2" "увидела" много нового. Это долговечные "пятна", особенно наклоненные в западных и восточных зонах, но, конечно, меньшие, чем подобные на Юпитере.
Ветер дует с большей скоростью, чем на Юпитере. На экваторе ее значение достигает 500 метров в секунду. Направление ветра в основном восточное. Сильнейшие ветры, найденные на экваторе, постепенно снижаю свою скорость, приближаясь к полюсам.
Начиная с 35 гр. отметки широты, направление ветра меняется с восточного на западное по мере увеличения широты. Это объясняется тем, что ветры характерны не только для верхних слоев атмосферы, но и случаются в глубине газового гиганта (примерно, 2 000 км). Некоторые ученые даже предполагают, что существуют ветры с севера на юг через недры планеты.
Вояджеры обнаружили похожие на северное сияние области в средних широтах, а так же привычное полярное сияние на полюсах (от 65 гр. широты).
Из-за быстрого вращения, газы выбрасываются наружу, поэтому экваториальный диаметр на 11 процентов больше, чем полярный. Из-за такого состава плотность планеты очень низкая. Если сравнивать среднюю плотность Земли и Сатурна, то у нашей планеты она в 8 раз больше. Из-за такой низкой плотности, сила притяжения Сатурна над самыми верхними слоями атмосферы составляет всего 0,9 от Земной. Температура за пределами атмосферы от -130 гр. -180 гр. Кольца и спутники Сатурна состоят из частиц замершего газа и жидкой воды. Многие из них можно представить, как шар грязного льда. Лед при таки низких температурах выглядит, как хрупкие большие скалы, покрытые кратерами и массивными разломами от падающих метеоритов.
Магнитное поле Сатурна
Размер магнитного поля Сатурна определяется внешним давлением солнечного ветра. Когда "Вояджер 2" проник в его магнитное поле, солнечный ветер был слишком силен. Поэтому сфера, пронизанная магнитным полем газового гиганта, имела размер 19 радиусов Сатурна, по направлению к Солнцу. Однако, через несколько часов давление солнечного ветра прекратилось, и магнитное поле раздулось буквально за 6 часов.
В отличие от других изученных планет, магнитное поле которых уже было изучено, поле Сатурна на один градус отклоняется относительно оси вращения полюсов. Эта особенность была замечена еще "Пионером 11" в 1979 и подтверждена Вояджерами.
Было обнаружено несколько различных областей в пределах магнитной сферы Сатурна. Приблизительно в 400 000 километрах существует кольцо из ионов водорода и кислорода, предположительно появившееся из водяного льда, образующего материала поверхности спутников Дионы и Тетиса. Сильная эмиссия плазменной волны, вероятно, связана со свойствами внутреннего кольца.
За пределами внутреннего кольца обнаружен толстый слой плазмы, который простирается приблизительно на 1 миллион километров. Источником плазмы, вероятно, является ионосфера Сатурна, атмосфера Титана, и кольцо из нейтрального водорода, которое окружает Титан в пределах от 500 000 км до 1,5 миллиона км.
Радиоизлучение от Сатурна было различным во время пролета "Вояджера 1" и "Вояджера 2". "Вояджер 2" обнаружил следы магнитного поля Юпитера, когда начал изучать Сатурн зимой и ранней весной 1981 г. Затем "Вояджер 1", как полагали, должен был "купаться" в магнитном поле Юпитера, но окружающее планету радиоизлучение не было найдено.
Новые спутники
До того, как Вояджеры достигли Сатурна, ученые знали его 11 спутников. Сейчас это значение достигло 17 и возможно станет еще больше. Три из семнадцати были обнаружены "Вояжером 1". И еще три были найдены, когда "Вояджер 2" передал графические данные.
Спутник, самый ближний к Сатурну, - Атлас. Его орбита проходит на внешней границе кольца А, его размер 40 на 20 км. Он был обнаружен на фотографиях, полученных с "Вояджера 1".
Следующий спутник - Прометей, находящийся на внутренней границе кольца F ("пастух" кольца F), его размер примерно 140 на 100 и на 80 километров. Далее следует Пандора, внешний "пастух" кольца F, его размеры 110 на 90 и на 80 километров. Оба спутника были обнаружены "Вояджером 1".
Следующие спутники Эпиметий и Янус, которые двигаются по одной орбите, 91 000 км от облачного слоя Сатурна. Т.к. они расположились близко друг от друга, они меняются своими орбитами (расстояние составляет 50 км внешнего от внутреннего). Размер Януса 220 на 200 и на 160 км, а Эмиметия 140 на 120 и на 100 км. Оба были обнаружены с земных наблюдательных станций.
Еще один новый спутник - Елена, делит одну орбиту с Дионой. Спутник примерно на 60 над его большим компаньоном, и был назван Трояном Дионы. Его размер 36 на 32 и на 30 км. Елена также была найдена с земных наблюдательных станций.
Еще два спутника, названные Трояны Тетиса из-за того, что движутся по одной орбите с ним, но сверху и немного позади Тетиса. Первый Троянец - Телесто (ведущий) и второй - Калипсо (догоняющий). Оба были найдены в 1981 году с наземных наблюдательных станций. Телесто имеет размер 34 на 28 и на 26 км. Калипсо - 34 на 22 и на 22 км.
Также, были обнаружены еще 3 спутника, но их существование наверняка не подтвердилось. Орбита одного из них на орбите Дионы, второго - между орбитами Тетиса и Дионы, и третьего, между Дионой и Реей. Все три были найдены по фотографиям с Вояжеров, но не удалось получить более одного снимка каждого из спутников.
Другие спутники Сатурна
Мимас , Энцелад , Тетис , Диона и Рея оказались по форме почти сферическими и состоят в основном из водяного льда. Энцелад отражает почти 100 % солнечного света. Были изучены их размеры, чего не было раньше.
Поверхность Мимаса, Тетиса, Дионы и Реи покрыта кратерами. Энцелад же имеет самую активную поверхность, по сравнению с другими спутниками системы (возможно за исключением Титана, поверхность которого не была сфотографирована). Все три геологических типа поверхности были найдены на Энцеладе. Хотя кратеры замечены на некоторых частях его поверхности, но их нехватка в других регионах говорит, что возраст поверхности несколько миллионов лет для самых молодых участков. Они выглядят так, как будто на поверхности до сих пор проходят какие-то процессы. Некоторые районы покрыты равнинами, ограниченные разломами без видимых следов образования кратеров. Мало вероятно, что такой маленький спутник, как Энцелад, обладает радиоактивными веществами, которые участвуют в изменениях поверхности. Скорее всего, это происходит из-за приливно-отливных взаимодействий, вызванных влиянием на орбиту Энцелада Дионой. Температура Энцелада всего 72 гр. по Кельвину.
На фотографиях Мимаса видно много ударных кратеров. Кратер, названный Хершель, имеет размер 130 км в ширину, треть диаметра Мимаса. Глубина Хершеля 10 км, в центре которого есть гора высотой почти, как Эверест на Земле.
На фотографии, полученной с "Вояджера 2", также виден большой кратер, Одиссей. Его размер около трети диаметра Тетиса и даже больше, чем на Мимасе. В отличие от Хершеля на Мимасе, дно Одиссея имеет более правильную поверхность и похоже на естественную форму спутника. Возможно, это связано с большой силой притяжения Тетиса и текучим состоянием водяного льда.
Гиперион не проявляет никакой внутренней активности. Неправильная форма объясняет необычным феноменом: каждый раз, когда проходит мимо Титана, сильная сила притяжения наибольшего спутника дезориентирует Гиперион. Неправильная форма и огромное количество ударных кратеров свидетельствуют о то, что Гиперион, возможно, самое старое тело в Солнечной системе.
Япет имеет большой разброс значения своего альбедо. Поверхность на "догоняющей" стороне (сторона против движения вокруг Сатурна) отражает 50% солнечного света, обратная же сторона отражает только 5% света. Наличие такого низкого альбедо именной на этой стороне, дает предположение, что темный материал, расположенный вокруг Сатурна, осел на Япете. Однако, существую кратеры с темным дном на "догоняющей" стороне. Это предполагает то, что темный материал берет свое начало в недрах спутника. Так что, возможно, что темная часть на "ведущей" стороне образовалась в результате эрозии тонкой яркой корки.
Единственный спутник Сатурна, который вращается в противоположном направлении. Оборот делает за 550 земных суток. Наверное, захваченный астероид.
Оба Диона и Рея имеют тонкие и яркие полосы на, и так, яркой поверхности. Вероятно, эти полосы результат выхода льда из недр спутников в областях перелома коры.
