§ 46. Сатурн и его система

Сатурн выделяется среди других планет своими тонкими и широкими кольцами, состоящими, как теперь выяснено, из мелких каменных глыб, покрытых инеем и снегом.

Сам Сатурн по своим основным характеристикам мало отличается от Юпитера. Это тоже планета-гигант. По объему он в 750 раз больше Земли, а по массе в 95 раз превосходит Землю. Из этих чисел следует, что средняя плотность его вещества 0,70 г/см3. Это указывает на то, что его атмосфера гораздо протяженнее атмосферы Юпитера, у которого средняя плотность вещества, как уже было сказано, равна 1,34 г/см³. В глубине планеты скрыто плотное ядро.

Поверхности Сатурна мы не видим, а наблюдаем только внешние слои его облачного покрова. Подобно Юпитеру Сатурн вращается не как одно целое.4 Появляющиеся на Сатурне пятна - светлые облака - показывают, что экваториальная область планеты совершает оборот вокруг оси за 10 ч. 14 м., в то время как области умеренных широт - за 10 ч. 38 м. Осевое вращение планеты привело к значительному полярному сжатию ее фигуры. Диск Сатурна не круговой, а эллипс, со сжатием 1 : 9,6, так что для рисунков Сатурна следует приготовить соответствующий шаблон.

Рис. 104. Карты поверхности спутников Юпитера

Сатурн удален от Солнца в 9,6 раза дальше Земли, и потому интенсивность солнечного излучения, падающего на его поверхность, в 92 раза меньше нашей, что привело к очень низкой температуре облачного слоя Сатурна, которая едва достигает - 150° Ц. Это отразилось и на химическом составе его атмосферы. Многие газы выморожены, так что в спектре планеты наблюдаются главным образом полосы поглощения молекул метана и молекулярного водорода. Только изредка наблюдаются полосы поглощения аммиака, который почти полностью превращен в жидкое и даже твердое состояние и входит в состав облаков Сатурна. При этом оказывается, что мощность метановой атмосферы у Сатурна в два раза выше, чем у Юпитера.

Наибольший интерес представляет кольцо Сатурна, состоящее из трех колец, разделенных темными просветами - щелями. Из них наиболее заметная щель Кассини. Эта щель отделяет внешнее кольцо, обладающее умеренной ярщютью от среднего, наиболее яркого кольца. Внутреннее кольцо, простирающееся почти, до самой поверхности планеты, обладает наименьшей яркостью, и его часто называют «креповым». Вот данные о размерах колец:

диаметр внешнего края внешнего кольца - 275 000 км

 » внутреннего края внешнего кольца - 240 000 
 » внешнего края среднего кольца - 233 000 км; 
 » внутреннего края среднего кольца - 181 000 км; 
 » внутреннего края крепового кольца - 149 400 км 
 экваториальный диаметр Сатурна - 119 800км.

Кольца Сатурна вращаются вокруг планеты в полном соответствии с законами Кеплера, так как состоят из неисчислимого количества мелких частиц. Внутренний край среднего кольца обращается со скоростью 20,5 км/сек, а внешний - со скоростью 16,6 км/сек.

Плоскость колец совпадает с плоскостью экватора планеты и как бы является продолжением последней в окружающем пространстве. Толщина колец Сатурна невелика. Точно она не известна, но ее оценивают в 3 км!

Интересно отметить, что кольца полупрозрачны. Бывают случаи, когда они закрывают от нас звезду; звезда ослабляется, но остается все время видимой. Бывают и такие случаи, когда кольцо отбрасывает тень на диск планеты. В этих случаях мы видим на нем темную полосу.

Плоскость экватора планеты и совпадающая с ней плоскость колец наклонены к плоскости орбиты Сатурйа под углом, равным 27°. Это приводит к очень любопытному явлению - «исчезновению» колец. Оно происходит в те моменты, когда Сатурн перемещается по своей орбите в такое положение, что Земля попадает на сравнительно короткое время в плоскость колец. На рис. 105изображены два вида Сатурна: при наибольшем раскрытии колец и в момент, близкий к их исчезновению. Максимальное «раскрытие» колец произойдет в 1973 и в 1988 гг., а «исчезновение» в 1980 и 1995 гг.

У Сатурна десять спутников Последний из них, ближайший к планете, был открыт французским астрономом Дольфюсом во время исчезновения колец в декабре 1966 г. Один из спутников, Титан, всегда виден как звезда восьмой величины. Остальные спутники светят слабее.

Приводим данные о спутниках Сатурна (табл. VIII).

Таблица VIII. Данные о спутниках Юпитера

Из этой таблицы видно, что Титан как по размерам, так и по массе немного больше Луны. Спектральные наблюдения показали, что у него есть метановоаммиачная атмосфера. Остальные спутники гораздо меньше и конечно, атмосфер у них нет. Кстати, Феба - самый далекий спутник Сатурна - движется в обратную сторону. Возможно, что это захваченный Сатурном астероид.

Рис. 105. Вид кольца Сатурна в наибольшем раскрытии и в момент, близкий к исчезновению

Особенно интересен Япет, который изменяет свой блеск с амплитудой, превышающей две звездные величины, в зависимости от его положения на орбите. Его звездная величина изменяется от 10,^m2 до 12,^m2. Максимума блеска он достигает во время западной элонгации. Япет удаляется от Сатурна на 9'35", так что за ним можно наблюдать без больших помех со стороны яркого света Сатурна. Желательны дальнейшие наблюдения.