Сатурн
Сатурн
Из чего состоят кольца Сатурна? Чтобы попытаться узнать это, аппарат Кассини, который вышел на орбиту Сатурна две в июле 2004 года, получил несколько четких изображений области около большого кольца A Сатурна в ультрафиолетовом свете. На этом изображении в более голубой цвет окрашены районы, богатые водяным льдом. Если же область выглядит более красной, то она богаче какой-то горной породой. Это и другие изображения показывают, что внешние кольца содержат больше льда. Как хорошо видно на этом изображении, тонкие кольца в щели Кассини слева содержат больше горной породы по сравнению с внешними частями кольца A Сатурна, которые видны справа. Это изменение соотношения льда и породы может быть очень важным для выяснения природы колец. Тонкая красная полоса в голубом кольце A - это щель Энке. Точный состав горной породы остается неизвестным.
Почему кольца Сатурна имеют подобную структуру? С космического аппарата Кассини начали поступать великолепные изображения системы колец Сатурна, беспрецедентные по своему качеству. Физические причины появления многих деталей в структуре колец остаются непонятными. На рисунке вы видите красивую геометрическую форму, свойственную кольцу А, которая может быть следствием спиральной волны плотности. Такая концентрация волн плотности вызвана тем, что частицы кольца, вращающиеся по соседним орбитам, систематически подвергаются возмущениям со стороны небольшого спутника. Справа на рисунке видна волна изгиба, вертикальная волна, которая также вызвана притяжением ближайшего спутника. Размер области, показанной на рисунке, составляет 220 км. Планируется, что космический аппарат Кассини будет получать и посылать на Землю изображения Сатурна, его колец и спутников в течение ближайших четырех лет.
---------- Добавлено в 12:36 ---------- Предыдущее было в 12:35 ----------
Аппарат Кассини влетел в величественную систему ледяных колец, окружающую удаленную планету, через щель шириной 25 000 км со скоростью 15 км в секунду. На этом снимке, полученном с помощью узкоугольной камеры зонда, видна так называемая щель Энке. Края колец вокруг этой узкой щели (шириной всего 300 км) имеют необычную структуру - для них характерны зазубренные края и волны плотности. Кольца Сатурна, скорее всего, являются остатками разрушения довольно большого ледяного спутника, а щель Энке возникла в результате неоднократного прохождения в ближайшей окрестности крошечного спутника Сатурна. Этот маленький спутник Пан имеет всего лишь 20 км в ширину и был обнаружен камерой Кассини, когда зонд приблизился к Сатурну.
Какого цвета кольца Сатурна? Последние изображения, полученные космическим аппаратом Кассини, вращающимся по орбите вокруг Сатурна, показывают, что разные кольца имеют разные цвета. На этом фото вы видите, что кольца действительно немного отличаются по яркости и цвету. Поскольку кольца светят за счет отраженного солнечного света, их излучение имело бы солнечный спектр, если бы они обладали абсолютной отражательной способностью. Частицы, из которых состоят кольца, в основном содержат водяной лед с небольшой долей примесей более темного цвета. Более тонкие и отдельно расположенные кольца также кажутся темнее. Самая яркая секция на рисунке - это кольцо B.
---------- Добавлено в 12:36 ---------- Предыдущее было в 12:36 ----------
Обычно фотографии колец Сатурна делаются так, что источник света (Солнце) и приемник (спутник или телескоп) находятся по одну сторону от плоскости колец. В апреле 2005 года аппарат Кассини (находящийся на орбите вокруг Сатурна) впервые сделан снимок колец Сатурна, где это условие выполняется наоборот. Мы видим как бы “негативное” изображение колец Сатурна.
Насколько стары кольца Сатурна? Пока никто не может дать точного ответа. Возможно, кольца сформировались сравнительно недавно по сравнению с возрастом Солнечной системы, примерно 100 миллионов лет назад, когда объект размером с Луну разрушился около Сатурна. Это предположение подтверждается анализом стабильности колец и тем, что кольца такие яркие и, следовательно, сравнительно мало подвергались ударам многочисленных маленьких темных метеоров. Однако полученные в последнее время новые данные, наоборот, повышают вероятность гипотезы, что некоторые из колец Сатурна могут иметь возраст в несколько миллиардов лет и быть почти такими же старыми, как и сам Сатурн. Исследование изображений, полученных обращающимся вокруг Сатурна космическим аппаратом Кассини показало, что некоторые из частиц в кольцах Сатурна могут временно собираться в кучи и сталкиваться. Таким образом происходит обновление частиц колец, свежий яркий лед снова выходит на их поверхность. На этой картинке кольца Сатурна показаны в естественных цветах, изображение было получено аппаратом Кассини в конце октября. Перед темным кольцом видна яркая как лед Тефия - спутник Сатурна, который поярчал, вероятно, из-за очистившего его поверхность ледяного дождя с соседнего спутника Энцелада.
---------- Добавлено в 12:36 ---------- Предыдущее было в 12:36 ----------
Картинка, которую Вы видите, составлена из нескольких фотографий (без фильтра, с оранжевым и ультрафиолетовым фильтрами), полученных аппаратом Вояджер-2, когда он находился на расстоянии 8.9 миллионов километров от планеты. На ней хорошо видна внутренняя структура системы. Первоначальное изображение было подвергнуто компьютерной обработке, при которой было усилено еле заметное различие цветов. Видно, что существует некоторая цветовая разница между внутренним кольцом B и внешней областью, а также между ними и кольцом A. Возможно это различие цветов соответствует раз-личному химическому составу колец.
Вы видите Сатурн с двумя его самыми большими спутниками Тефия и Диона, сфотографированный Вояджером 1, когда тот пролетал мимо этой планеты в ноябре 1980 года. На этой картинке видна протяженная система колец Сатурна. Кольца и Тефия оставляют тень на Сатурне. Кольца Сатурна состоят из множества ледяных глыб размерами от гравия до машины. В кольцах имеется несколько больших щелей. Самая большая щель видна на фотографии и называется Щелью Кассини в честь открывателя. Сатурн ярче многих звезд на небе, и его кольца можно разглядеть в небольшой телескоп.
---------- Добавлено в 12:37 ---------- Предыдущее было в 12:36 ----------
Подобное изображение Сатурна нельзя получить с Земли. С Земли невозможно увидеть ночную сторону Сатурна и тень, отброшенную на его кольца. С Земли видна только дневная сторона планеты, поскольку Земля гораздо ближе к Солнцу, чем Сатурн. Это изображение получено автоматическим космическим аппаратом Кассини, который в этом месяце вышел на орбиту вокруг Сатурна. Справа на рисунке можно различить темный западный край Сатурна, а слева вы видите сложную концентрацию отражающих солнечный свет маленьких частиц, из которых состоят кольца. Самое внешнее, загадочное кольцо F содержит таинственные узелки. Слева от кольца виден также маленький спутник Эпиметей, диаметр которого составляет всего 100 км.
Наблюдая мерцание звезды при ее прохождении за кольцами Сатурна, Вояджер-2 заснял интересные кадры. Картинка, которую Вы видите, составлена на основе измерений фотополяриметром Вояджера-2 профилей блеска, полученных при покрытии звезды Скорпиона одним из внешних колец Сатурна. Этот метод наблюдений позволяет изучить детали структуры кольца F размером в сотни метров, что в 1000 раз меньше, чем детали изображения кольца, еще видимые при обычных наблюдениях. Такое возможно потому, что видимый диаметр звезды очень мал. Разрешающая способность приборов Вояджера-2 при обычных наблюдениях может превышать 10 км. Кольцо F выглядит как дорожка, хорошо сглаженная по долготе, с плотным внешним краем и диффузным внутренним. Подробности изменения плотности кольца (например, сгущения и пятна) вдоль дорожки таким методом построения изображения заметить нельзя. С другой стороны, несомненно наличие мелких деталей размером в сотни метров вдоль радиуса.
Такое изображение Сатурна невозможно получить с Земли. С Земли нельзя увидеть ночную сторону Сатурна и тень, которую он отбрасывает на свои кольца. Так как Земля намного ближе к Солнцу, чем Сатурн, с нее всегда видна только дневная сторона планеты. Действительно, это составное изображение было получено в январе 2007 автоматическим космическим аппаратом Кассини (обращающимся вокруг Сатурна). Великолепные кольца Сатурна полностью раскрыты, а около терминатора - границы дня и ночи – видны детали облаков.
В августе 2009 на Сатурне произошло равноденствие, во время которого планету окружили необычные тени и темные кольца. Тогда, в начале августа, плоскость колец Сатурна была обращена точно к Солнцу. На фото Вы видите, как спутник Сатурна Тефия отбрасывает тень у правого края. Широкой черной полосой вправо протянулась тень самого Сатурна. Неосвещенная, ночная, сторона Сатурна светится "пепельным светом" — солнечным светом, отраженным частичками колец обратно к Сатурну. Изображения, которые получены в равноденствие на Сатурне, дают астрономам шанс найти неожиданные тени. В это время Солнце может осветить ранее незамеченные детали сложной системы колец Сатурна. Настоящее изображение было сделано камерами автоматического корабля Кассини, который в сейчас летает вокруг Сатурна. Скорее всего корабль не дождется следующего равноденствия на Сатурне, которое случится через 15 лет.
Предыдущие 15 лет Солнце освещало южное полушарие Сатурна и соответствующую сторону колец. А теперь, после случившегося в августе 2009 равноденствия на Сатурне, другая сторона колец Сатурна напрямую освещена Солнцем. На фото показан кадр, который получили камеры автоматического космического корабля Кассини в прошлом месяце. На картинке запечатлена гигантская планета и ее восхитительные кольца почти сразу после равноденствия. Кадр сделан, когда корабль был чуть-чуть позади Сатурна и спутника Сатурна Тефии, которые получилось запечатлеть в неполной фазе. Как Вы понимаете, фазы Сатурна и его спутников невозможно наблюдать, находясь на Земле. И все же кольца еще пока повернуты почти что ребром к Солнцу, поэтому планету посередине пересекает тонкая тень от колец. При тщательном исследовании колец Сатурна можно обнаружить яркие вкрапления, которые назвали спицы. Считается, что это скопления очень мелких электрически заряженных ледяных частиц. Происхождение и динамика спиц еще не разгадана, поэтому эта тема является предметом исследований.
---------- Добавлено в 12:37 ---------- Предыдущее было в 12:37 ----------
Опоясывающие вторую по величине планету Солнечной системы, кольца – одно из самых захватывающих зрелищ, доступных для земных телескопов. А на этом изображении, полученном при помощи прибора STIS космического телескопа Хаббл, можно увидеть дру-гого рода кольца вокруг Сатурна*- окружающие его полюса кольца ультрафиолетовых полярных сияний. Поднимающиеся более чем на 1000 миль над верхней границей облаков, эти полярные сияния Сатурна во многом подобны земным. Энергичные заряженные частицы солнечного ветра направляются маг-нитным полем планеты в полярные области, где они взаимодействуют с атмосферными газами. Следя за динамикой полярных сияний на Сатурне, исследовате-ли могут дистанционно исследовать атмосферу планеты и ее магнитное поле. На этом фото, выполненном в условных цветах, протяженные красные области полярного сияния соответствуют излучению атомарного водорода, в то время как более компактные белые области связаны с водородными молекулами. В 2004*г. НАСА планирует начать детальное исследование системы Сатурна с использованием межпланетной станции "Кассини".
Похожи ли полярные сияния на Сатурне на земные? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Космический телескоп Хаббла и космический аппарат Кассини одновременно наблюдали за южным полюсом Сатурна во время пролета Кассини около газового гиганта в январе 2004 года. Телескоп Хаббла получал изображения в ультрафиолетовом свете, а Кассини регистрировал радиоизлучение и следил за солнечным ветром. Полярные сияния на Сатурне, как и на Земле, образуют замкнутые или неполные кольца вокруг магнитных полюсов. Однако на Сатурне полярные сияния продолжаются несколько дней, в то время как на Земле они длятся несколько минут. Полярные сияния на Сатурне, несомненно, возникают при вхождении заряженных частиц в атмосферу, однако они гораздо сильнее зависят от интенсивности солнечного ветра, чем полярные сияния на Земле или Юпитере. На этой картинке показаны три изображения Сатурна, полученные телескопом Хаббла с промежутками в два дня.
---------- Добавлено в 12:37 ---------- Предыдущее было в 12:37 ----------
Что вызывает бури на Сатурне? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые дали автоматическому космическому аппарату Кассини, находящемуся на орбите Сатурна, команду исследовать вращающуюся полосу облаков, названную "Аллея бурь". Это кольцо облаков, вращающееся в западном направлении, было необычно активным с начала 2004 года, порождая белые закручивающиеся ураганы и темные бури, окруженные беспорядоно расположенными белыми облаками, последовательно возникающими на газовом гиганте. Удивительно подробные изображения этой выделяющейся полосы и других областей на юге Сатурна были получены в определенном диапазоне инфракрасного излучения, которое почти не поглощается туманом в верхней части атмосферы Сатурна. Изображение было обработано для усиления контраста, что помогло выявить больше деталей облаков, однако привело к появлению ложных деталей, таких как окружающее кольцо. Предположения о природе бурь на Сатурне включают конвективные движения небольших количеств аммиака и воды, смену времен года и влияние тени от огромной системы колец.
Оранжевые облака, закрученные спиралью, представляют собой заметную деталь в южном полушарии Сатурна. Проз-ванные "Ураган Дракона", они хорошо видны на этом фото, полученном в ближней ИК-области (цвета искусственные). Исследуя результаты, полученные космическим аппаратом Кассини в 2004 году, обнаружили, что "Ураган Дракона" является причиной таинственных вспышек в радиодиапазоне. Возможно, мы видим гигантскую грозу на Сатурне, подобную бурям на Земле, когда радиошум возникает из-за высоковольтных разрядов в молниях. Наблюдения аппарата Кассини согласуются с гипотезой о том, что "Ураган Дракона" - устойчивое образование в глубоких слоях атмосферы газового гиганта, активность которого периодически усиливается, что приводит к образованию обширных штормовых областей, наблюдаемых на поверхности.
Как на Сатурне развиваются сильные ураганы? На Земле ураган может существовать несколько недель, а Большое Красное Пятно на Юпитере существует уже более 150 лет. На Сатурне циклоническая система недавно установила новый рекорд долговечности, она наблюдается уже более 3 месяцев. В конце ноября 2007 года были обнаружены электрические сигналы от урагана, а это фото было получено в начале марта 2008 года. Размер циклона ~ равен диаметру Земли. Специалисты по иссле-дованию планет предполагают, что ураган распространяется глубоко в облачном слое Сатурна. Эта картинка получена объединением изображений, сделанных с фильтрами, пропускающими как видимые человеком фиолетовый и зеленый цвета, так и свет в инфракрасном диапазоне, который находится за пределом чувствительности человеческого глаза. Вверху справа видны тени протяженной системы колец Сатурна. При внимательном рассмотрении можно заметить маленький спутник Сатурна Янус прямо под тенью кольца. Понимание процессов в атмосферах других планет помогает метеорологам лучше представлять погоду на Земле. Наблюдения за ураганом на гигантском, опоясанном кольцами мире в нашей Солнечной системе будут продолжаться, чтобы установить, как он развивается и как долго сможет просуществовать.
---------- Добавлено в 12:37 ---------- Предыдущее было в 12:37 ----------
Почему часть Сатурна выглядит голубой? На фото Сатурн выглядит примерно так, как его увидел бы человек, пролетая около Сатурна. Это фото было получено в марте 2006 автоматическим космическим аппаратом Кассини. Величественные кольца Сатурна видны как тонкая вертикальная линия. Сложная структура колец видна по темным теням, которые они отбрасывают на диск планеты слева. Спутник Сатурна Энцелад размером всего в 500 км, на котором были обнаружены водяные "фонтаны", виден как выступ на плоскости колец. Северное полушарие Сатурна частично окрашено в голубой цвет. По той же причине земное небо выглядит голубым - молекулы в безоблачных частях атмосфер обеих планет лучше рассеивают голубой свет, чем красный. Если же луч зрения проходит глубоко в облака Сатурна, преобладает естественный золотистый оттенок этих облаков. Непонятно, почему южное полушарие Сатурна не окрашено в голубой цвет. Одна из гипотез предполагает, что там облака расположены выше. Также пока неизвестно, почему облака Сатурна окрашены в золотистый цвет.
В качестве подарка предлагается это великолепное изображение Сатурна, полученное Mattias Malmer цифровой камерой с высоким разрешением. Оно составлено из многочисленных отдельных изображений и целиком представляет из себя jpeg-файл размером 5 мб. Газовый гигант на этом изображении представлен от одного краешка кольца до другого. Для его компоновки использованы 102 кадра, полученные аппаратурой ISS аппарата Кассини 6 октября 2004 года. Неоткалиброванные изображения в красном, зеленом и синем цветах можно най-ти на сайте Cassini web site. Размер всей панорамы Малмера составляет 8400 3300 пикселей, поэтому здесь вы видите весьма усеченную версию.
Ответить с цитированием