|
| Динамичная Вселенная | Думы о Марсе | Пульсирующая Земля | Ритмы и катастрофы... | Происхождение человека | История | Экспедиции |
| На главную страницу | Поэтическая тетрадь | Новости и комментарии | Об авторе | Контакты |
КАРТА САЙТА Строение и жизнь Вселенной
А.В. Галанин © 2012
© Галанин А.В. Cтроение и жизнь Вселенной // Вселенная живая [Электронный ресурс] – Владивосток, 2012. Адрес доступа: http://ukhtoma.ru/universe1.htm
Предисловие || 1. Структура галактик || 2. Эволюция галактик и звезд в галактиках || 3. Галактика Млечный Путь || 4. Гравитационное взаимодействие звезд и планет в Галактиках || 5. Строение и свойства Метагалактики || 6. Солнечная система (общая характеристика) || 7. Происхождение Солнечной системы || 8. Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля || 9. Планеты земной группы: Марс, Церера – карликовая планета из Пояса Астероидов || 10. Планеты гиганты: система Юпитера || 11. Планеты гиганты: система Сатурна || 12. Планеты гиганты: система Урана || 13. Планеты гиганты: система Нептуна || 14. Облако Оорта и Пояс Койпера. Плутоноиды || 15. Экзопланеты || 16. Свободные планеты Галактики || 17. Жизнь на Земле старше Солнечной системы|| 18. Как черные дыры порождают галактики || 19. Чёрные дыры и круговорот материи во Вселенной
"Задача науки не только в том, чтобы констатировать
известные факты, но еще и в том, чтобы путем анализа
и синтеза устанавливать факты неизвестные и в
источниках не упомянутые"
Л. ГумилевГлава 11. Планеты гиганты: система Сатурна
Сатурн – шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн в Солнечной системе – самая красивая планета, из-за сказочного кольца, опоясывающего планету по экватору. Из-за кольца Сатурн невозможно спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы.
На "поверхности" планеты выделяются параллельные экватору полосы, менее четкие, чем у Юпитера. Как и Юпитер, Сатурн является газовым гигантом, основная составляющая его атмосферы – газ водород. Температура поверхности, по измерениям теплового потока, исходящего из планеты в инфракрасной области спектра, определяется от –190° до –150°С; в среднем –170°С. Это больше, чем должно быть согласно получаемому планетой теплу Солнца. То есть поток тепла, приходящий на Сатурн от Солнце, меньше потока тепла, исходящего от него, в 2 раза. Это значит, что в недрах Сатурна происходит выделение тепла. Источником этой внутренней энергии может быть энергия, выделяемая за счет гравитационной дифференциации вещества, когда более тяжелый гелий медленно погружается в недра планеты. Источником эндогенного тепла может быть также и разуплотнение сверхплотного первородного вещества в центре планеты.
Система Сатурна. Схема с сайта: http://papa-vlad.narod.ru/photo/kosmos-gorod-transport/
Сатурн имеет очень низкую плотность: его средняя плотность меньше плотности воды, всего 0,69 г/см3. Сила тяжести на поверхности Сатурна всего в 2 раза больше, чем на поверхности Земли.
Кольца Сатурна первым увидел Галилео Галлилей в 1610 году. Кольца вращаются вокруг Сатурна с разной скоростью и представляют собой громадное количество мелких обломков, по сути, – спутников планеты. Толщина колец около 3,5 км, а диаметр внешнего кольца составляет 275000 км. Ширина колец около 400 000 км. Кольца Сатурна не соприкасаются с планетой. Через большие телескопы можно увидеть три главных кольца. Однако фотографии, сделанные "Вояджером" в 1980 г., показывают, что на самом деле у Сатурна имеется огромное количество более узких колечек, которые сливаются вместе, если на них смотреть с большого расстояния. Плоскость колец наклонена к плоскости орбиты на 29°. Поэтому при наблюдении с Земли вид колец постепенно меняется, раз в 15 лет мы начнем смотреть на плоскость колец сбоку, когда они практически исчезают из вида.
Свет ярких звезд проходит сквозь плоскость кольца, причем блеск звезд при этом даже не уменьшается. Внутренние части колец обращаются вокруг Сатурна быстрее, чем наружные. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, каждая из которых обращается по орбите вокруг Сатурна как отдельная микроскопическая луна! Вероятно, эти "микролуны" состоят из водяного льда. Размер большинства из них – около метра, но бывают глыбы и больше – до нескольких десятков метров, а есть мелкие частицы в несколько сантиметров. Изредка в кольцах имеются каменные глыбы и обломки до сотен метров в поперечнике.
Существует три основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть имена и у более слабых колец – D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть в средний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини. В ясные ночи с хорошими телескопами можно увидеть менее заметные щели.
Кольца имеют все планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Орбиты крупных спутников этих планет находятся дальше колец. Если большой спутник приближается к поверхности планеты гиганта, то он подвергается растяжению огромными приливными силами (гравитацией). Орбита спутника может проходить столь близко от планеты, что разница этих сил гравитации с внутренней и внешней стороны спутника (то есть приливных сил) окажется достаточно мощной, чтобы сорвать со спутника куски льда и камни. Кольца могут возникать в результате разрыва, раздробления таких спутников на мелкие части гравитационными силами планеты. Не исключено также, что кольца представляют собой вещество, собранное планетой из пролетавших мимо астероидов. Согласно аккреционной теории образования Солнечной системы, кольца – это остатки протопланетного газо-пылевого облака, из которого образовался Сатурн. Но можно предположить, что кольца планет гигантов образовались в результате извержения на их спутниках, а также в результате мощных извержений на самих планетах, когда вулканические бомбы с первой космической скоростью вылетали из жерла вулканов, или благодаря страшным ураганам, постоянно бушующим на планетах гигантах.
Я склоняюсь к мысли, что образование колец – процесс экзогенный. Таким образом планеты гиганты своей гравитацией собирают вещество из космического пространства, но прежде чем врезаться в атмосферу гиганта, это вещество проходит "обработку" в кольцах, где, возможно, раздробляется от соударений глыб друг с другом.
Магнитное поле Сатурна симметрично. Ось магнитного диполя совпадает с осью вращения планеты – в отличие от Земли, Меркурия и Юпитера. Радиационные пояса имеют правильную форму, причем в них наблюдаются пустые полости, где заряженные частицы выметаются спутниками или кольцами. Вблизи колец концентрация частиц ничтожна. За спутниками Сатурна тянутся хвосты из нейтральных и ионизированных молекул и атомов газа, образующие гигантские торы на орбитах. Одним из источников такого тора является верхняя атмосфера Титана, самого большого спутника Сатурна.
Наиболее крупные спутники Сатурна и их орбиты. Схема с сайта: http://kosmos-x.net.ru/index/0-65
На сегодняшний день у Сатурна известно 62 естественных спутника, 53 из них имеют собственные названия, 12 из них – больше 100 км в диаметре. Большая часть спутников имеет небольшие размеры и состоит из горных пород и льда, что подтверждает их главную особенность: высокую способность к отражению солнечного света. 24 спутника Сатурна – регулярные, остальные 38 – нерегулярные. Нерегулярные спутники были классифицированы по характеристикам своих орбит на три группы: инуитскую, норвежскую и гальскую. Все спутники, кроме Гипериона и Фебы, повернуты к Сатурну одной стороной.
Самый большой спутник – Титан, диаметр которого более 5100 км, – является вторым после Ганимеда по величине спутником в Солнечной системе. Титан – единственный спутник, обладающий очень плотной атмосферой, в 1,5 раза более плотной, чем атмосфера Земли. Атмосфера Титана состоит из 98% азота с умеренным содержанием метана. Наличие атмосферы и особенно ее состав позволяют предполагать наличие на Титане жизни, которая может находиться в его океане, скрытом под толстым слоем коры.
Япет и Феба – самые дальние из крупных спутников Сатурна, имеют почти круговые орбиты, их орбиты расположена почти в 4-х миллионах километров от Сатурна. Феба вполне может стать спутником Япета также, как Гиперон – спутником Титана. Орбиты этих пар спутников очень близки друг другу. Вполне возможно, что когда-то Гиперон был спутником Титана, а Феба – спутником Япета. Но при захвате этих парных гравитационных систем Сатурном их "дуэты" распались. Так, нетрудно представить при гравитационном возмущении в Солнечной ситеме потерю Землей Луны. Для этого необходимо, чтобы движение Земли по околосолнечной орбите чуть замедлилось, а Луны, напротив, – ускорилось.
В полярных областях Сатурна наблюдаются полярные сияния, это светятся атомы атмосферы, возбужденные частицами плазмы – электрически заряженными космическими пришельцами. К полюсам эти частицы направляются магнитным полем Сатурна. Красное свечение вызывают атомы водорода, а белое – молекулы водорода. Магнитное поле Сатурна захватывает солнечные корпускулы, и те стекают по силовым линиям на полюса, – это происходит также, как и на Земле. Яркие полярные сияния зарегистрированы и на Юпитере.
Тонкая структура колец Сатурна. Фото с сайта: http://x.net.ru/
Внутреннее строение Сатурна. Фото с сайта: http://x.net.ru/
В кольцах Сатурна обнаружены волны, которые распространяются по кольцу F под влиянием гравитационных возмущений со стороны ближайщего спутника Сатурна Прометея (снято станцией «Кассини»)
Из всех колец Сатурна кольцо F по праву считается самым необычным. Это самое внешнее и самое узкое из всех колец. В действительности, это даже не одно кольцо, а целая система тонких колечек, которые под действием переменной гравитации могут сложным образом переплетаться друг с другом. Иногда в этой системе появляются различные образования – «узлы», «петли» и «комки», которые потом бесследно исчезают. В этих узлах и переплетениях и происходят столкновения глыб и дробление обломков.
Необычные свойства этого кольца объясняются гравитационным влиянием двух небольших спутников Сатурна. Спутник Прометей диаметром 102 км обращается с одной стороны кольца F, а Пандора диаметром 84 км обращается с другой. Их совместное гравитационное воздействие и загоняет частицы кольца в узкую область хаотических орбит. Поэтому Прометей и Пандору иногда называют спутниками-пастухами.
Новое образование, замеченное в кольце F, не похоже на все, что до сих пор попадалось на глаза астрономам. Периодически, раз в 14,7 часа, когда Прометей, движущийся по слегка эллиптической орбите, подходит ближе всего к кольцу, в кольце появляются прямолинейные образования, направленные к спутнику. Внешне они немного напоминают волны на поверхности воды, расходящиеся от круто повернувшего катера. Попавшие на «гребень» частицы могут довольно заметно приближаться к Прометею, но потом возвращаются обратно. В будущем характер этого явления может измениться, то есть орбита Прометея тоже не остается постоянной. В декабре 2009 года он будет подходить к кольцу F значительно ближе, чем сейчас, и астрономы пока не могут решить, будут ли в этих условиях частицы кольца выпадать на поверхность спутника.
На сайте проекта «Кассини-Гюйгенс» выложены видеофрагменты, на которых запечатлены волны, распространяющиеся по кольцу F.
Орбита внутренних спутников Пан и Атлас лежит около внешнего края кольца А. Следующий спутник, Прометей, отвечает за щель, примыкающую к внутреннему краю кольца F. Пандора участвует в образовании другой границы кольца F. Следующие два спутника – Эпиметий и Янус – обнаружены с Земли, они делят общую орбиту. Разница в удалении от Сатурна у них составляет лишь 30–50 километров, по сути, двигаясь по орбите, они пытаются догнать друг друга.
Мимас необычен тем, что на нем обнаружили один огромный кратер, который имеет размер с треть спутника. Он покрыт трещинами, что, вероятно, вызвано приливным влиянием со стороны Сатурна. Этот самый огромный (130 км) метеоритный кратер назван Гершелем. Кратер Гершель углублен в поверхность на 10 километров, посреди него есть центральная горка почти такой же высоты, как и гора Эверест на Земле – около 11 км. Мимас – это ближайший к планете крупный спутник.
Спутник Сатурна Япет
Одна сторона Япета обильно усыпана кратерами и имеет темный, почти черный цвет, в то время как другая сторона оказывается почти гладкой и белой. Япет повернут к Сатурну всегда одной стороной – по орбите он движется одной стороной вперед, и эта сторона в 10 раз темнее, чем противоположная. Вполне возможно, что это темное вещество порождено недрами Япета.
Светлая поверхность Япета. Обратите внимание на то, что темное вещество находится на возвышенных местах. Думаю, что темное вещество – это выбросы (извержения) из недр Япета. Фото с сайта: http://forum.exler.ru/
Кольцеобразное вздутие на экваторе Япета выглядит очень странно: поверхность спутника – словно скорлупа грецкого ореха с ободком, которым Япет разделен на две симметричные половинки. Такое кольцо могло возникнуть на экваторе при очень быстром вращении Япета вокруг своей оси или при очень мощном приливном воздействии в прошлом, вызванном его спутником Фебой. Ее он потерял (развелся с ней), а вот "обручальное" кольцо осталось навсегда. Метеоритной обработке Япет подвергался уже тогда, когда это кольцеобразное вздутие по экватору у него уже было.
Спутник Сатурна Мимас
Небольшой спутник Сатурна Мимас на фоне Юпитера. Он вращается на расстоянии всего 396 км от планеты гиганта. «Кассини» в момент съемки находился примено в 915 000 км от Мимаса. Фото NASA с сайта: http://fototelegraf.ru/?p=5166
На орбите спутника Сатурна Дионы движутся еще два спутника – Елена и Полидевк, точнее, они движутся по очень близким с Дионой орбитам, но на приличном расстоянии от нее. У Дионы, как и у Япета, одна сторона испещрена кратерами сильнее, чем другая. Фото с сайта: http://ispacechronicles.ru/
Эта фотография Дионы была сделана аппаратом "Кассини" с расстояния 2500 км от Дионы. На ней различимы детали размером 15 м. Скорее всего, поверхность Дионы ледяная. Кратеры на поверхности явно ударные. Однако на поверхности есть и разломы, возникшие, скорее всего, из-за пульсации объема Дионы. Фото с сайта: http://www.popmech.ru/
Приведу радиусы спутников Сатурна: Титан – 2575 км, Рея – 765 км, Япет – 720 км, Диона – 560 км, Тефия – 525 км, Энцелад – 250 км, Мимас – 195 км, Янус – 110х80? км, Феба – 110 км, Эпиметий – 70х50 км, Прометей – 70х40 км, Пандора – 55х35 км, Атлас – 20х15 км, Елена – 18х15 км, Гиперон – 17х10 км, Каллипсо – 15х10 км, Телесто –12х10 км. Замечу, что близкую к шарообразной форму имеют только спутники радиусом больше 110 км. Формы спутника явно зависит от мощности его гравитации.
Спутники Сатурна Каллипсо и Телесто прозваны Троянскими по аналогии с астероидами троянцами, двигающимися вокруг Солнца по одной орбите с Юпитером. Один из этих двух спутников отстает от Тефии, а другой опережает Тефию на 60 градусов.
Один из недавно обнаруженных спутников Сатурна – Елена – также движется на 60 градусов впереди своего большего соседа Дионы, практически по одной с ней орбите. На поверхности Дионы видны следы выброса светлого материала в виде инея, а также множество кратеров и извилистая долина.
Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, и Рея – приблизительно сферические по форме и, скорее всего, имеют тяжелые ядра и кору, которая состоит, по большей части, из водяного льда. Энцелад отражает почти 100% солнечного света, что подтверждает такое предположение. Мимас, Тефия, Диона, и Рея полностью покрыты кратерами.
Тетис, или Тефия
Тетис (или Тефия) – один из самых близких к Сатурну спутников – был открыт Джованни Кассини в 1684 г. Тетис имеет диаметр 1062 км и вращается вокруг своей планеты на расстоянии 294 000 километров. На спутнике находится кратер Одиссей, имеющий размер около 400 км в диаметре. Учитывая, что диаметр Тетис всего 1062 километра, кратер кажется очень большим. Такой мощный удар, образовавший кратер Одиссей, должен был разрушить Тетис, однако она не распалась. Почему? Да все потому, что ядро этого спутника состоит из очень тяжелого вещества. Раскалываться при ударах могут астероиды, а это планетоид, а планетоиды от столновения разлетаются в стороны, как бильярдные шары. Ядра их очень плотные и потому упругие. А вот шрамы от ударов остаются надолго, если не навсегда. Думаю, что такие шрамы Тетису могли нанести, когда он был в облаке Койпера, в систему Сатурна это тело было включено уже с этими огромными шрамами. Если бы такой удар был нанесен по нему, когда он стал спутником Сатурна, то это наверняка выбило бы его с устойчивой круговой орбиты. Но при таком ударе из коры Тетиса наверняка были выбиты обломки, которые не упали назад на Тетис, а стали свободными телами Солнечной системы. Возможно, некоторые из них являются малыми спутниками Сатурна или Юпитера, а может быть, до сих пор носятся по вытянутым орбитам вокруг Солнца где-то в Поясе Астероидов.
Поверхность спутника Сатурна Тетиса (Тефии). Видны покрытые кратерами ледяные горы. Фото с сайта: http://nature.web.ru/
Спутник Сатурна Тетис (Тефия) – четвертый по величине после Титана. Поверхность его усеяна кратерами, но имеются и борозды. Фото с сайта: http://nature.web.ru/
Огромная долина Итака длиной более 2000 км и глубиной 3–5 км занимает 3/4 окружности спутника Тетис. На одной из переданных на Землю фотографий хорошо виден объект, форма которого чем-то напоминает копье. Длина этого объекта, по предварительным оценкам, около 50 километров (New Scientist SPACE). Разрешение некоторых фотографий Тетиса позволяет рассмотреть объекты размером до 20 метров.
Спутник Сатурна Тетис, или Тефия. Видна часть кратера Одиссей, а также след в виде гигантской канавы, возможно, от скользящего удара другого астероида(?). Фото NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute. Фото с сайта: http://x.net.ru/
Спутник Сатурна Тетис, или Тефия более крупным планом. Да, бурное прошлое было у этого космического планетоида. Кто и когда нанес ему такое количество шрамов? Фото с сайта: http://x.net.ru/
О происхождении долины на Тефии существуют несколько гипотез. Предполагают, что в истории Тефии был период, когда она была жидкой, а при замерзании могла образоваться эта расщелина. Но гипотеза эта, мягко говоря, не внушает большого доверия. Ведь при замерзании океана (если такое можно представить), трещин должно было образоваться великое множество. Температура поверхности Тефии около 86° К – здесь очень холодно, и водяной лед имеет особую форму кристаллизации, которая делает его при этой температуре очень прочной горной породой.
Титан
Самый большой спутник Сатурна Титан, диаметр которого 5150 км, движется по орбите с периодом около 16 дней. При этом гравитационное поле Сатурна сильно деформирует спутник во время этого движения. Используя данные наблюдений с зонда «Кассини», смогли определить параметры этой деформации. Обработка полученной информации показала, что Титан ведет себя как небесное тело с довольно легко деформируемой внутренней частью. По мнению авторов новой работы о Титане, наиболее вероятным объяснением таких его свойств является наличие глубоко под поверхностью (на глубине порядка 100 километров) гигантского океана. Предварительные расчеты показывают, что это, скорее всего, вода.
Спутник Сатурна Титан. Фото с сайта: http://kosmos-x.net.ru
По мнению астрофизиков, под поверхностью Титана находится океан жидкой воды. Таким образом, Титан похож на другие спутники планет гигантов, на которых под толстым слоем льда находятся океаны воды. Такими спутниками являются Энцелад и Европа. Но вот откуда у него столько метана? И как при такой скорости обращения вокруг Сатурна он удерживает столь мощную атмосферу? Может статься, что тепловой поток из недр этого спутника недооценивается планетологами. Не могу исключить и того, что Солнце когда-то захватило из галактического пространства не одинокий Сатурн, а систему Сатурна с его крупными спутниками. При этом в значительной части эта система сохранилась, войдя в состав Солнечной системы, Сатурн стал планетой Солнечной системы с "приданым" из своих спутников. При этом часть из них он потерял, но часть, в том числе и Титан, смог сохранить. Не исключаю, что все планеты земной группы в Солнечную систему попали как спутники планет гигантов, но гравитационные возмущения, которые претерпели системы планет гигантов при захвате их Солнцем, оторвали у них Меркурий, Венеру, Землю, Луну и Марс и сделали их спутниками Солнца. Только Земля смогла своей гравитацией захватить Луну (и до сих пор ее удерживает).
Поверхность Титана неразличима сквозь плотную атмосферу, состоящую на 85% из азота, около 12% аргона и менее 3% метана. Также наблюдается небольшое количество этана, пропана, ацетилена, этилена, водорода, кислорода и других компонентов. Давление у поверхности Титана 1,6 атмосферы. Температура верхних слоев атмосферы этого спутника близка к 150°К, а поверхности 94°К. Поверхность Титана состоит изо льда с примесью силикатных пород. Средняя плотность вещества, слагающего этот спутник – 1,9 г/см3. Предполагается, что у Титана может быть океан из этана, метана и азота глубиной до 1 км, ниже которого находится слой ацетилена толщиной до 300 м. Метан на Титане под действием света превращается в этан, ацетилен, этилен, и (в соединении с азотом) в соли цианистой кислоты. Последние – особенно интересные молекулы: это строительные кирпичики для аминокислот. Низкая температура, безусловно, тормозит образование более сложных органических веществ. У Титана нет магнитного поля, однако он взаимодействует с полем Сатурна, которое создаёт за ним магнитный хвост.
Солнце с Титана видно как очень яркая звезда.
Титан – это самый крупный спутник Сатурна, он больше планеты Меркурий. На нем есть вода в замерзшем состоянии и мощная для столь небольшого тела атмосфера, которая состоит из азота с примесью метана. Атмосферное давление на Титане немного больше, чем на Земле, но температура на его поверхности очень низкая –180° С. При такой температуре при ее незначительных колебаниях метан может быть газом, жидкостью и даже твердым телом – в зависимости от колебаний температуры и давления атмосферы. На Титане могут идти метановые дожди и метановые снегопады, в метановые моря текут с гор метановые реки. Рисунок с сайта: http://kosmos-x.net.ru
Примерно так выглядят ландшафты на спутнике Сатурна Титане. Рисунок сделан на основе фотографий, полученых НАСА при помощи аппарата Кассини, совершившего посадку на поверхность этого спутника. Это не вода, а жидкий метан. Вероятно, на Титане есть и более тяжелые углеводороды, в том числе и циклические. Непонятно, откуда на Титане столько азота. Это явно не первичная атмосфера, а вторичная, скорее всего, – результат длительного функционирования какой-то хемосинтетической биосферы. Кстати, азот в атмосфере Земли тоже явление аномальное – продукт некоей древнейшей биосферы. Рисунок с сайта: http://sdnnet.ru/image/3485/
Вообще Титан является очень загадочным телом. Он меньше Земли, но при меньшей гравитации удерживает более мощную атмосферу, чем Земля. Луна больше Титана, но атмосферы у нее нет. Марс больше Титана, но атмосфера у него очень жиденькая. Вторая загадка – в том, что атмосфера Титана состоит в основном из азота, чем напоминает атмосферу Земли. Ведь в земной атмосфере азота гораздо больше, чем кислорода и чем всех остальных газов вместе взятых. Откуда и как образовался азот в атмосфере Титана? Молчит наука. А ведь Титан теряет свою атмосферу, – за ним тянется по его орбите шлейф газа. Значит, атмосфера его пополняется газами (особенно азотом). Если бы она не пополнялась им, то свою атмосферу Титан давно бы растерял.
Скорее всего, все планеты и планетоиды, прежде чем попасть в гравитационные ловушки звезд, были свободными жителями Галактики и своей гравитацией собирали вещество из галактических облаков, формируя свои атмосферы, океаны и кору, которые наращивались на тяжелые ядра сверхплотного вещества, некогда выброщенного из чёрных дыр. У более тяжелых приобретенные оболочки получались более мощные, у легких – значительно тоньше. Большие планетоиды захватывали своей гравитацией малые и "сдирали" с них атмосферы, оголяя их до коры, а иногда и до мантии. Сатурн "сорвал" атмосферы со всех своих спутников, кроме Титана: чтобы сорвать с Титана, гравитация Сатурна оказалась слабовата. Но Сатурн до сих пор продолжает его "раздевать". И если бы не дегазация изнутри Титана, то его атмосфера давно бы иссякла.
У Юпитера гравитация значительно мощнее, чем у Сатурна, поэтому он "раздел" от атмосфер все свои спутники. Планеты земной группы с трудом удерживают свои атмосферы. С Меркурия гравитация Солнца "сорвала" всю его былую атмосферу и почти всю гидросферу. С Луны атмосферу, скорее всего, "позаимствовала" Земля. Но и Земля теряет атмосферу с приличной скоростью – за ней по орбите тоже тянется шлейф газа. Теряет атмосферу и Венера, но у нее она интенсивно пополняется за счет дегазации недр.
Энцелад
На Энцеладе видны следы потоков, разрушивших прежний рельеф, поэтому предполагается, что недра этого спутника могут быть активными и в настоящее время. Кроме того, хотя кратеры могут быть и там, небольшое их количество говорит о небольшом возрасте его поверхности, значит, периодически происходит ее обновление. Это значит, что поток эндогенного тепла к поверхности на Энцеладе весьма высок и поддерживает воду под многокилометровым слоем льда в жидкой фазе. Считается, что причиной разогрева недр этого спутника является постоянная деформация его тела в гравитационном поле Сатурна. Возникающие приливные силы разогревают Энцелад.
А вот атмосферу былую он, вероятно, потерял. Скорее всего, она пополнила атмосферу Сатурна.
Спутник Сатурна Энцелад
На спутнике Сатурна Энцеллад аппарат «Кассини» сфотографировал гейзер, который с огромной силой бил из под толстого слоя льда, покрывающего океан жидкой воды. На фото видны глубокие разломы в ледяной коре. Это говорит о том, что поверхность этого спутника периодически растягивается, что и является причиной таких разломов ледяной толщи. Фото с сайта: http://coool.net.ru/
Поверхность Энцелада буквально испещрена длинными и глубокими разломами – трещинами. Судя по более темному голубому цвету наиболее свежих разломов, из них относительно недавно на поверхность поднималась жидкая вода, которая, застывая, образовала свежий лед такого цвета. На поверхности Энцелада нет кратеров и кольцевых структур. Вообще его поверхность напоминает поверхность спутников Юпитера Европы и Ганимеда.
Поверхность Энцелада крупным планом. Видны глубокие разломы в ледяной коре. Этими разломами поверхность иссечена настолько, что похожа на горы. Одна сторона Энцелада гладкая, а другая – с осьпинами кратеров. Скорее всего, это связано с тем, что с одной стороны ледяная кора толще, и ее поверхность обновляется значительно чаще. Фото с сайта: http://coool.net.ru/forum/topic/1345-vnezemnie-krasoti/
РеяРея – второй по величине спутник Сатурна после Титана, является самым большим небесным телом без атмосферы в Солнечной системе. Поверхность Реи состоит в основном из льда, но имеется и относительно тяжелое гравитируюшее ядро. Периоды вращения Реи вокруг оси и период обращения ее вокруг Сатурна совпадают, поэтому одной стороной этот спутник всегда обращен к Сатурну. "Видимая" внешняя сторона Реи отличается от "невидимой" внутренней, в частности тем, что она гораздо более сильно изрезана кратерами. Рея имеет старую внешнюю сплошь усыпанную кратерами поверхность. На ней, как и у Дионы, выделяются яркие тонкие полосы. Эти образования, предположительно, расположены среди льда, он вскрывается этими разломами.
Спутник Сатурна Рея
Рея – второй по величине спутник Сатурна. Фото с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Рея была открыта Джованни Кассини в 1672 г. Название предложил Джон Гершель в 1847 г., а до этого она значилась под номером. Гершиль предложил назвать 7 известных тогда спутников Сатурна по именам титанов – братьев и сестер Кроноса (аналог Сатурна в греческой мифологии)
Орбита Реи близка к круговой, она удалена от Сатурна на 527100 км, период обращения 4,5 земных суток. К экватору Сатурна плоскость орбиты Реи наклонена очень слабо (0,345°). Диаметр этого спутника 1528,6 км, плотность 1,2333 г/см3, масса 2,31 миллиарда тонн. Температура поверхности максимальная –174°C, минимальная –220°C. Атмосфера Реи на 70% состоит из кислорода и на 30% из углекислого газа.
Поверхность Реи испещрена кратерами. Фото с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Считается, что Рея – это в основном ледяное тело со средней плотностью, равной 1,233 г/см3. Каменные породы ядра и мантии составляют менее трети массы этого спутника, а более двух третей приходится на водяной лёд. Ускорение свободного падения на поверхности реи составляет 0,264 м/сек за секунду. Размеры спутника 1532,4х1525,6х1524,4 км, форма практически шарообразная. На Рее есть разреженная тонкая кислородная атмосфера.
Рея по составу и геологической истории похожа на Диону. Оба спутника имеют различающиеся ведущее (переднее) и ведомое (заднее) полушария. Ведущее полушарие всегда направлено в сторону движения спутника по орбите, так как осевое и орбитальное вращения у этих спутников синхронизированы.
Ведущее полушарие Реи сильно кратерировано и однородно светлое. Заднее полушарие содержит тёмные участки и сеть ярких тонких полосок. Первоначально полагали, что полоски образовались при выбросе воды или льда на поверхностьв результате криовулканизма. Однако данные «Кассини» показали, что схожие, но более четко выраженные, образования на Дионе – это не выбросы вещества, а ледяные хребты и обрывы. Фотографии Реи, сделанные «Кассини» в январе 2006 г., окончательно подтвердили гипотезу об обрывах. Таким образом, белые полосы и линии на поверхности – это разломы в ледяной коре спутников, образовавшиеся в результате пульсации их объема – своего рода зоны спрединга поверхности.
Разные участки Реи имеют разную степень кратерированности: в одних регионах есть кратеры диаметром свыше 40 км, а в других нет. Это говорит о том, что поверхность спутника существенно переформировывалась на ряде участков после периода интенсивных метеоритных бомбардировок этого планетоида. Рельеф кратеров сглаженный, так как лед постепенно оплывает в течение геологически значимых промежутков времени.
По-моему, нельзя исключить и то, что большие кратеры образованы криовулканами, которые периодически извергают фонтаны жидкой воды.
Разогревается Рея исключительно эндогенным теплом. Какова интенсивность этого потока тепла на поверхности, неизвестно. А от этого зависит, на какой глубине может находиться под слоем льда жидкая вода. Происхождение кислорода в атмосфере Реи тоже непонятно. Если это результат диссоциации молекул воды на водород и кислород, то необходимо объяснить, откуда на ее поверхности столь мощное жесткое излучение. Ведь солнечный ветер на таком расстоянии сильно ослабевает.
ФебаФеба вращается вокруг планеты в направлении, обратном направлению вращения всех других спутников и вращению Сатурна вокруг оси. Она имеет, в общих чертах, сферическую форму и отражает около 6% солнечного света. Кроме Гипериона, это единственный спутник, не повернутый к Сатурну вечно одной стороной. Все эти особенности позволяют весьма обосновано сказать, что Феба – относительно поздно захваченный в гравитационные сети Сатурна астероид.
Поверхность спутника Сатурна Фебы. Фото с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/.
Феба – это один из удаленных спутников Сатурна, открытый У. Пикерингом в 1899 г. по снимкам, полученным в Арекипской обсерватории (Перу). Названа в честь титаниды Фебы из древнегреческой мифологии.
Феба вращается в обратном направлении по довольно вытянутой, наклонной орбите. Параметры спутника: радиус (большая полуось) орбиты – 12,96 млн км.; размеры – 230х220х210 км; масса – 8,289 триллионов тонн; плотность (по данным НАСА) – 1,6 г/см3; температура поверхности – около –198°C. По данным «Кассини», максимальная температура поверхности 110° K.
Феба была относительно недавно (в астрономических масштабах времени конечно!) захвачена притяжением Сатурна из пояса Койпера, и это предположение позволяет объяснить обратное направление движения спутника по орбите вокруг Сатурна.
Спутник Сатурна Феба. Фото с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Как заметил доктор Альфред Макэвен, «пейзажи Фебы сильно отличаются от снимков обычных астероидов. Они скорее напоминают ландшафты Тритона и других тел, которые сформировались более 4 миллиардов лет назад во внешних пределах Солнечной системы».
Феба является очень тёмным телом, но внутренность некоторых кратеров состоит из более светлого материала, предположительно льда.
ГиперионГиперион имеет неправильную форму астероида. Каждый раз, когда гигантский Титан и Гиперион сближаются, Титан гравитационными силами меняет ориентацию Гипериона, что видно по изменяющемуся блеску Гиперона. Неправильная форма Гипериона и следы давней бомбардировки его метеоритами позволяют считать его телом, относительно недавно попавшим в систему Сатурна.
Спутник Сатурна Гиперион. Фото с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Гиперион – седьмой спутник Сатурна, открытый в 1848 г. почти одновременно Бондом в Кембридже и Ласселем в Ливерпуле. Отстоит от центра Сатурна на 25 радиусов этой планеты и обращается вокруг нее за 21 сутки и 7 часов по эллиптической орбите, плоскость которой почти совпадает с плоскостью экватора Сатурна.
Считается, что продолжительность суток на Гиперионе не постоянна из-за того, что спутник обращается вокруг Сатурна по сильно вытянутой эллиптической орбите, а также от того, что обладает весьма несферической формой. Кроме того, Гиперион находится в орбитальном резонансе с Титаном: отношение периодов обращения этих спутников вокруг Сатурна равно 4:3. В результате продолжительность суток может различаться на десятки процентов в течение нескольких недель.
Вот что происходит при столкновении двух "полновесных" шарообразных космических тел. С их поверхности слетает кора, частично оплавляется и образуются шрамы – ударные кратеры огромного размера. Но ядра и мантия этих тел обладают упругостью, поэтому ударившиеся шары отскакивают друг от друга, деля количество кинетической энергии между собой. Меньшее и более легкое тело отскакивает дальше. Но часть кинетической энергии затрачивается на деформации тел, их нагревание и частичное оплавление в месте соударения. В результате суммарная кинетическая энергия двух тел до соударения больше, чем при соударении. Соудареня космических тел снижают скорости их движения и меняют направления движения.
Поверхность Гипериона покрыта кратерами с зазубренными краями. Считается, что это следы катастрофических столкновений Гиперона с другими телами. Небольшие различия цвета поверхности, по-видимому, отражают различия в составе. На дне большинства кратеров находится тёмное вещество. Возможно, это осевшая на поверхность после соударений пыль и обломки. На поверхности есть и яркие детали. Скорее всего, толщина слоя темного вещества – всего несколько десятков метров, а под ним находится лед. Плотность Гипериона очень мала, он, вероятно, на 60 % состоит из обычного водяного льда с небольшой примесью камней. Считается, что в теле Гиперона много пустот – до 40% его обьема или даже больше.
Гиперион вокруг Сатурна обращается практически по той же орбите, что и Титан. Вполне возможно, что в прошлом он был спутником Титана. А вообще форма этого спутника весьма загадочна. Такие ячейки с крутыми стенками могут возникать в результате быстрой возгонки льда. На дне кратера скапливается темное вещество, оно интенсивно поглощает свет и нагревается, передавая тепло льду, отчего лед в безвоздушном пространстве, не переходя в жидкую фазу, испаряется.
Пандора и ЕленаОдин из новых спутников Сатурна – Елена – недавно обнаружена с помощью телескопов на фотографиях. Она движется на 60 градусов впереди своего большего соседа по орбите – Дионы. На поверхности Елены на общем светлом фоне аидны серые полосы. Как правило, это вершины и крутые склоны. Похоже, что Елена покрыта слоем снега, который скапливается в ложбинах и на дне ям, но сносится с вершин и гребней.
Есть и ещё небольшие спутники Сатурна, вращающиеся по очень низким орбитам. Один из них близок к орбите Дионы, второй располагается между орбитами Тефии и Дионы, и третий – между Дионой и Реей. Все три были обнаружены на фотографиях «Вояджера-2», но наблюдениями в телескопы их существование пока не подтверждено.
Спутник Сатурна Пандора. Фото с сайта: http://galspace.spb.ru/foto.php?foto_page=29
Пандора была обнаружена в 1980 г. Стюардом Колинзом на фотографиях с "Вояджер 1". В 1985 г. названа в честь персонажа греческой мифологии. Размеры ее 110х88х62 км, форма неправильная. Плотность 0,6 г/см3 – меньше, чем плотность воды. На пандоре очень холодно – всего 78° К. Она совершает полный оборот вокруг Сатурна за 15 часов и 5 минут на расстоянии 141 700 км от поверхности планеты (точнее, от внешнего края его атмосферы). Своей гравитацией Пандора вызывает возмущения в кольцах Сатурна, особо заметные во внешнем кольце F. Скорее всего, Пандора – это огромная глыба льда.
Спутник сатурна Елена. На фотографии Елены четко различаются овраги. Происхождение их остается загадкой. Скорее всего, они образовались, когда Елена была частью более крупного космического тела. Фото с сайта: http://www.sql.ru/
Спутник Сатурна Елена была открыта в 1980 г. астрономами Пьером Лаке и Жаном Лекашо. Линейные размеры ее 36х32х30 км. В общем, это большая многокилометровая глыба льда, образовавшаяся в результате столкновения планетоидов в поясе Койпера. Елена относится к категории троянских спутников, она делит орбиту с более крупным спутником Дионой. Относительно гравитационной системы "Сатурн-Диона" Елена находится в окрестности точки Лагранжа L4.
Вот и закончилось наше путешествие на Сатурн и его спутники. Мы увидели много нового и пока необъяснимого в этом далеком холодном мире Бога Времени. Усомнились в некоторых догмах современной планетологии, попытались понять ход формирования гравитационной системы Сатурна иначе, чем это делается астрономами и астрофизиками, находящимися в плену гипотезы формирования Солнечной системы из газо-пылевого облака в результате таинственной конденсации быстро вращающегося облака в диск, а затем его сказочного расслоения. Мир, в котором мы побывали, – очень негостеприимный, жить там невозможно. Но этот мир есть, и он влияет на нас. Это бездна, перед которой теряется даже наш разум. Уютно в этом мире Космоса могут чувствовать себя только роботы и автоматы, если конечно, они когда-нибудь смогут чувствовать.
При написании данной странички была также использована информация с сайтов:
1. Википедия. Адрес доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/
2. Сайт "Лента Ру". Адрес доступа: Lenta.ru\NASA\Cassini
3. Сайт: "Космос". Адрес доступа: http://kosmos-x.net.ru/news/pod_poverkhnostju_titana_ est_okean/2012-07-01-1684
4. Словарь Брокгауза и Ефрона. Адрес доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_ efron/
