2015-07-04
496
Диаметр Каллисто 4800 км. В отличие от Ио, Европы и Ганимеда, он почти сплошь усеян кратерами, по-видимому, от ударов с небесными телами; собственного вулканизма или тектонической активности там, похоже, нет. Яркие пятна на темной поверхности - метеоритные кратеры, при образовании которых более светлый материал был выброшен на поверхность. Кратеры на Каллисто имеют слабо выраженный вал и небольшую глубину.
Температура поверхности на экваторе в полдень достигает 150° К. Возраст поверхности оценивается в 3,5 млрд. лет. На ней нет протяженных равнин или систем борозд
Исходя из средней плотности Каллисто-1,839 г/см3 и спектрографических исследований предполагается, что водяной лед составляет 60% его массы. Толщина ледяной коры, как и у Ганимеда, оценивается в 75 км. Есть свидетельства присутствия на Каллисто и таких веществ, как CO, SO2, H2CO3. По всей видимости, у Каллисто есть атмосфера, хотя и очень разреженная. Она состоит из CO2, вероятно, поступающего в результате преобразования органики, приносимой метеоритами; давление такой атмосферы на поверхность — лишь 10–6 Па.
Отличительной формой рельефа на Каллисто является многокольцевая структура диаметром 2600 км, состоящая из 10 концентрических колец. У спутника обнаружено собственное дипольное магнитное поле. Однако электропроводность льда, для его создания слишком мала, а гипотетическое металлическое ядро запрятано слишком глубоко. Должной проводимостью мог бы обладать внутренний океан глубиной 10 км, при условии, что его воды не менее солены, чем в земных океанах. Впрочем, если он действительно существует, придется изменить представление о вязкости льдов на Каллисто или же предположить, что в океане растворен некий антифриз. Лучшим кандидатом в последнем случае был бы аммиак, снижающий температуру замерзания воды примерно на 100 К.
В результате изучения галилеевых спутников высказана интересная гипотеза о том, что на ранних стадиях эволюции планеты-гиганты излучали в космос огромные потоки тепла, которое могло плавить льды на поверхности трех ближайших спутников. На Каллисто это не могло проявиться, поскольку он удален от Юпитера на 2 млн. км.
САТУРН
| Среднее расстояние от Солнца(9.54ае) | 1426.98 млн км |
| Экваториальный диаметр | 120536 км |
| Период вращения (на экваторе) | 10.23 ч. |
| Период обращения | 29.46 лет |
| Скорость движения по орбите | 9.65 км/сек |
| Температура видимой поверхности | -1700 C |
| Масса (Земля=1) | 95.2 |
| Средняя плотность вещества (вода=1) | 0,69 |
| Сила тяжести на поверхн. (Земля=1) | |
| Кол-во спутников |
Подобно Юпитеру Сатурн, вторая по размеру планета Солнечной системы, представляет собой огромный быстро вращающийся (с периодом 10,23 часа) шар, состоящий преимущественно из жидкого водорода и гелия, окутанный мощным слоем атмосферы. Экваториальный диаметр по верхней границе облачного слоя составляет 120536 км, а полярный на несколько сотен километров меньше. В атмосфере Сатурна содержится 94% водорода и 6% гелия (по объему).
В отличие от Юпитера полосы на Сатурне доходят до очень высоких широт - 78 градусов. Гигантское овальное образование размером с Землю, расположенное недалеко от северного полюса, названо Большим Коричневым Пятном, так же обнаружены несколько коричневых пятен меньшего размера. Из-за большей, чем на Юпитере скорости потоков, эти ураганные вихри быстро затухают и перемешиваются с полосами. Скорости зональных ветров в районе экватора достигают 400 - 500 м/с, а на широте 30 градусов - около 100 м/с. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна связана с тем, что из-за низких температур в надоблачной атмосфере Сатурна, где пары аммиака вымораживаются, образуется плотный слой тумана, скрывающего структуру поясов и зон, поэтому на Сатурне они не так четко видны, как на Юпитере.
Визитной карточкой Сатурна являются его знаменитые кольца, опоясывающие планету вокруг экватора и состоящие из множества ледяных частиц с размерами от долей миллиметра до нескольких метров. Ось вращения Сатурна наклонена к плоскости его орбиты на 260 44', поэтому при его движении по орбите кольца меняет свою ориентацию по отношению к Земле. Когда плоскость кольца пересекает Землю, даже в средние телескопы рассмотреть его не получается: так как их толщина всего несколько десятков метров, хотя ширина кольца достигает 137 000 км. Кольца вращаются вокруг Сатурна. Причём, согласно законам Кеплера, скорость вращения внутренних частей кольца, больше чем наружных.
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 являются остатками того протопланетного облака, которое породило все тела Солнечной системы. На тех расстояниях от планеты, на которых вращается большая доля частиц кольца, возникновение спутников невозможно из-за гравитационного воздействия самой планеты, разрушающей все более или менее крупные тела. Частицы колец многократно сталкиваются, разрушаются и слипаются вновь. Они настолько хрупки, что уступают в этом самому рыхлому снегу, который Вы можете себе вообразить
Поток солнечной энергии, достигающий Сатурна в 91 раз меньше, чем у Земли. Температура на нижней границе облаков Сатурна составляет 150°К. Однако, тепловой поток от Сатурна в два раза превышает поток энергии, получаемой от Солнца. Источником этой внутренней энергии может быть, согласно гипотезе, энергия, выделяемая за счет гравитационной дифференциации вещества, когда более тяжелый гелий медленно погружается в недра планеты.
"Вояджеры" обнаружили ультрафиолетовое излучение водорода в атмосфере средних широт и полярные сияния на широтах выше 65 градусов. Подобная активность может привести к образованию сложных углеводородных молекул. Полярные сияния средних широт, которые происходят только в освещенных Солнцем областях, возникают по тем же причинам, что и полярные сияния на Земле. Разница лишь в том, что на нашей планете это явление присуще исключительно более высоким широтам.
Магнитное поле Сатурна имеет уникальный характер. Ось диполя совпадает с осью вращения планеты в отличие от Земли, Меркурия и Юпитера. Магнитосфера Сатурна имеет симметричный вид. 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
Сатурн имеет, по крайней мере, 28 спутников (ранее было известно 18) и 12 из них - больше 100 км в диаметре. Все спутники, кроме Гипериона и Фебы, повернуты к Сатурну одной стороной
Последние 10 спутников Сатурна были найдены в течении 6 недель. Сообщение об открытии последних четырёх (от S/2000 S 7 до S/2000 S 10) было опубликовано в начале декабря 2000 г в циркуляре Международного Астрономического союза. Они были обнаружены интернациональной группой астрономов, возглавляемой Бреттом Глэдманом (Brett Gladman) из Франции и Дж. Дж. Кавелаарсом (JJ Kavelaars) из Канады.
Впервые спутники были замечены в ночь с 23 на 24 сентября телескопом на горе Мауна-Ки (Гавайи). Затем существование этих спутников было подтверждено новыми наблюдениями, проведенными в ноябре этого года с помощью одного из четырех 8-метровых телескопов, входящих в состав большого телескопа Very Large Telescope в Чили, 2,2-метрового телескопа также из Европейской Южной обсерватории в Чили и 5-метрового телескопа из Паломарской обсерватории в Калифорнии.
Ограниченное число наблюдений не позволило астрономам получить подробную информацию о них и даже точно рассчитать их орбиты. Предполагается, что эти спутники представляют собой небольшие ледяные космические тела, которые были в свое время захвачены гравитационным полем Сатурна. Поэтому я дам информацию только о ранее известных спутниках Сатурна.
| Спутник | Расстояние от Сатурна(тыс. км) | Радиус или размеры(км) | Масса (1020кг) | Год открытия | Кто открыл |
| Пан | 133,6 | ? | ? | М. Шоуолтер | |
| Атлас | 137,64 | 20 х 15 | ? | Р. Террил | |
| Прометей | 139,35 | 70 х 40 | ? | С. Коллинз и др | |
| Пандора | 147,7 | 55 х 35 | ? | С. Коллинз и др | |
| Эпиметий | 151,42 | 70 х 50 | ? | Р. Уолкер | |
| Янус | 151,47 | 110 х 80 | ? | О. Дольфюс | |
| Мимас | 185,52 | 0,38 | В. Гершель | ||
| Энцелад | 238,02 | 0,84 | В. Гершель | ||
| Тефия | 294,66 | 7,55 | Дж. Кассини | ||
| Телесто | 294,66 | 12(?) | ? | Б. Смит и др | |
| Калипсо | 294,66 | 15 х 10 | ? | Б. Смит и др | |
| Диона | 377,40 | 10,5 | Дж. Кассини | ||
| Елена | 377,40 | 18 х 15 | ? | П. Лак и др | |
| Рея | 527,04 | 24,9 | Дж. Кассини | ||
| Титан | 1 221,85 | 1 350 | Х. Гюйгенс | ||
| Гиперион | 1 481,0 | 175 х 100 | ? | Дж.Бонд,У.Бонд, В. Лассель | |
| Япет | 3 561,3 | 18,8 | Дж. Кассини | ||
| Феба | 12 952,0 | ? | В. Пиккер |
Орбита внутренний спутников, Пан и Атлас, лежит около внешнего края кольца А. Следующий спутник, Прометей, отвечает за щель, примыкающую к внутреннему краю кольца F. Затем - Пандора, виновная в образовании другой границы кольца F. Они обнаружен на снимках космических аппаратов. Следующие два спутника - Эпиметий и Янус - обнаружены с Земли, они делят общую орбиту. Разница в удалении от Сатурна составляет лишь 30-50 километров.
Мимас необычен тем, что на нем обнаружили один огромный кратер, который имеет размер с треть спутника. Он покрыт трещинами, что, вероятно, вызвано приливным влиянием Сатурна:
Мимас - ближайший к планете из крупных спутников. На фото можно увидеть тот самый огромный метеоритный кратер, названный Гершелем. Его размер - 130 километров. Гершель углублен в поверхность на 10 километров, с центральной горкой, почти такой же высокой, как и Эверест
Энцелад имеет наиболее активную поверхность из всех спутников в системе (за возможным исключением Титана, чья поверхность не фотографировалась). На нём 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 увидены там повсюду, недостаток их в некоторых областях подразумевает небольшой возраст этих областей в несколько сотен миллионов лет. Это должно означать, что части поверхности на Энцеладе по-прежнему подвержены изменениям. Считается что активность его кроется в воздействии приливных сил Сатурна, разогревающих Энцелад.
Тефия знаменита своей огромной трещиной-разломом, протяженностью 2000 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. К сожалению, на представленном снимке эти детали плохо различимы. 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.
Следующие два спутника Калипсо и Телесто были 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. Эти 60 градусов неслучайны. Расчеты показывают, что в случае обращения двух тел вокруг третьего, такая система устойчива, когда все три тела расположены в углах равностороннего треугольника, угол которого и равен 60-ти градусам. Например, один из таких треугольников составляют Сатурн, Диона и Елена. Оба спутника обнаружены с Земли в 1980-м году, причем отыскали их на снимках несколько месяцев спустя, после самих наблюдений.
Один из новых спутников, Елена, обнаружена на наземных фотографиях, также движется на 60 градусов впереди своего большего соседа по орбите - Дионы. На поверхности Дионы видны следы выброса светлого материала в виде инея, множество кратеров и извилистая долина.
Есть ещё три неподтвержденных открытия спутников. Один из них близок к орбите Дионы, второй располагаться между орбитами Тефии и Дионы, и третий - между Дионой и Реей. Все три были обнаружены на фотографиях <Вояджера 2>, но пока нигде больше.
Рея -имеет старую, сплошь усыпанную кратерами, поверхность. На ней, как и у Дионы, выделяются яркие тонкие полосы. Эти образования - предположительно, состоят изо льда, заполняющего разломы в коре спутников
Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, и Рея приблизительно сферические по форме и, скорее всего, состоят, по большей части, из водяного льда. Энцелад отражает почти 100 процентов солнечного света, что подтверждает такое предположение.Мимас, Тефия, Диона, и Рея полностью покрыты кратерами.
Титан, диаметр которого 5150 км - один из наиболее интересных спутников Сатурна. Считается, что состав и процессы, происходящие в атмосфере этого спутника схожи с теми, что миллиарды лет назад можно было бы обнаружить в Земной атмосфере. Его поверхность 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 составляющих. 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 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.
Гиперион - никак не подтверждает свою внутреннюю деятельность. 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 старейшим в системе Сатурна.
Рис. Гиперион
Рис. Япет
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 своем движении спутник <подметает> пыль и мелкие частицы, также вращающиеся вокруг Сатурна. С другой стороны, может быть, это темное вещество порождено недрами спутника.
Феба вращается вокруг планеты в направлении, обратном направлению вращения всех других спутников и Сатурна вокруг оси. Она имеет, в общих чертах, сферическую форму и отражает около 6 процентов солнечного света. Кроме Гипериона, это единственный спутник, не повернутый к Сатурну вечно одной стороной. Все эти особенности весьма обосновано позволяют сказать, что Феба - захваченный в гравитационные сети астероид.
УРАН
| Среднее расстояние от Солнца (19.19а.е.) | 2,871 млн км |
| Экваториальный диаметр | 51118 км |
| Период вращения | 17,24 ч. |
| Период обращения | 84,01 лет |
| Скорость движения по орбите | 6,81 км/сек |
| Температура видимой поверхности | -2200 C |
| Масса (Земля=1) | 14,53 |
| Средняя плотность вещества (вода=1) | 1,29 |
| Сила тяжести на поверхности (Земля=1) | |
| Количество спутников |
Как и у других планет-гигантов, в атмосфере Урана обнаружены вихри, струйные течения, пятна, но их гораздо меньше чем у других. Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом, который сформировался из первоначальных твердых тел и различных углеводородных льдов) состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана. Зарегистрировано свечение атмосферы Урана в ультрафиолетовой области спектра, простирающееся на 50000 км от планеты и фотохимический смог около освещённого солнцем полюса.
Циркуляция атмосферы происходит в высоких широтах с большей скоростью, чем у экватора. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду.
Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Кольцевая система была обнаружена в 1977-м году во время покрытия Ураном звезды. Наблюдалось, что звезда 5 раз ослабляла на краткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и навело на мысль о кольцах. Последующие наблюдения c Земли показали, что действительно есть девять колец. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон. Вояждер-2 обнаружили несколько дополнительных колец, и также показали, что девять основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неярки, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много довольно больших частиц, размеры их колеблются от 10 метров в диаметре до мелкой пыли. Приборы Вояджер-2 указывали на наличие многих узких колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50 метров шириной.
Наблюдения показали, что кольца Урана заметно отличаются от родственных им систем Юпитера и Сатурна. Неполные кольца с различным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались, похоже, позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами. Отдельные частицы в кольцах обнаруживали низкую отражательную способность. Например, самое яркое кольцо, Эпсилон, серого цвета. Ключом к разгадке структуры колец Урана может быть и открытие того, что два небольших спутника - Корделия и Офелия - находятся внутри кольца Эпсилон. Это объясняет неравномерное распределение частиц в кольце: спутники удерживают вещество вокруг себя. Так, используя эту теорию, предположено, что в этом кольце можно отыскать еще 16 спутников.
У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причины "лежачего" обращения Урана точно неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из полюсов Урана - северный. Разговор этот отнюдь не подобен спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же на самом деле сложилась такая ситуация с вращением Урана, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы. Почти все гипотезы подразумевают вращение планет в одну сторону. Если Уран образовался, лежа на боку, то это сильно не состыкуется с догадками о происхождении нашей планетной системы. Правда, сейчас все больше полагают, что такое положение Урана - результат столкновения с большим небесным телом, возможно крупным астероидом, на ранних стадиях формирования планеты. Подобная же проблема связана и с Венерой, которая хоть и не лежит на боку, но так же вращается в обратную сторону
Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля и в отличии от других планет-гигантов излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он холоден внутри. Кроме того, оказывается, что Уран не имеет твердого ядра, и вещество более или менее единообразно распространено по всему объему планеты.
Уран, как многие планеты имеет магнитосферу. Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60 градусов к оси вращения (у Земли этот угол составляет 12 градусов). Вероятно, магнитное поле вокруг планеты генерируется движениями в сравнительно поверхностных областях Урана, а не в его ядре. Источник поля - неизвестен; гипотетический электропроводящий океан воды и аммиака не подтвержден исследованиями. Как на Земле, так и на других планетах, источником магнитного поля считают течения в расправленных породах, расположенных недалеко от ядра. Интенсивность поля на поверхности Урана в общих чертах сравнима с Земной, хотя оно и сильнее изменяется в разных точках поверхности из-за большого смещения оси симметрии поля от центра Урана
Уран имеет 17 известных спутников (из них 5 больших.). Все они имеют почти круговые орбиты в плоскости экватора Уран. Имена всех спутников Урана были позаимствованы у героев Шекспира.
| Спутник | Расстояние от Урана (тыс.км) | Радиус (км) | Масса (кг) | Год открытия | Кто открыл |
| Корделия | ? | "Вояджер-2" | |||
| Офелия | ? | "Вояджер-2" | |||
| Бьянка | ? | "Вояджер-2" | |||
| Кресcидия | ? | "Вояджер-2" | |||
| Дездемона | ? | "Вояджер-2" | |||
| Джульетта | ? | "Вояджер-2" | |||
| Портия | ? | "Вояджер-2" | |||
| Росалинда | ? | "Вояджер-2" | |||
| Белинда | ? | "Вояджер-2" | |||
| Пак | ? | "Вояджер-2" | |||
| Миранда | 6,30.1019 | Койпер | |||
| Ариель | 1,27.1021 | Лассель | |||
| Умбриэль | 1,27.1021 | Лассель | |||
| Титания | 3,49.1021 | Гершель | |||
| Оберон | 3,03.1021 | Гершель | |||
| Калибан (?) | 7 200 (?) | 60 (?) | ? | Глэдмен и ko | |
| Сикоракс (?) | 12 200 (?) | 120 (?) | ? | Глэдмен и ko |
Предварительный анализ показывает, что пять больших спутников - совокупность ледяных глыб. Большие спутники Урана на 50 процентов состоят из водяного льда, на 20 процентов - из углеродных и азотных соединений, на 30 процентов - из разных соединений кремния - силикатов. Их поверхности, почти монотонно темно-серые, носят следы геологической истории.
