Планеты гиганты

предположение, что  в атмосфере взвешена ослабляющая  контраст дымка из

мельчайших твердых частиц. Но наблюдения  "Вояджера-2" опровергают это:

темные полосы на поверхности планеты оставались резкими и ясными до самого

края диска Сатурна, тогда как при наличии дымки  они бы к краям замутнялись

из-за большого  количества частиц перед ними. Вопрос, таким образом, не может

считаться решенным и требует дальнейшего  расследования.

Данные,  полученные с "Вояджера-1", помогли с большой  точностью

определить экваториальный радиус Сатурна. На уровне вершины  облачного

покрова  экваториальный радиус составляет 60330 км. или в 9,46 раза больше

земного. Уточнен  также период обращения  Сатурна  вокруг оси:  один оборот он

совершает за 10 ч. 39,4 мин - в 2,25 раза быстрее Земли. Столь  быстрое

вращение привело  к тому, что сжатие Сатурна значительно  больше, чем у Земли.

Экваториальный  радиус Сатурна на 10% больше полярного (у Земли - только на

0,3%).

               МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА САТУРНА.                          

До тех пор, пока первые космические аппараты не достигли Сатурна,

наблюдательных  данных о его магнитном поле не было вообще. но из

наземных  радиоастрономических наблюдений явствовало, что Юпитер обладает

мощным магнитным  полем. Об этом свидетельствовало тепловое

радиоизлучение  на дециметровых волнах, источник которого оказался     больше

видимого диска планеты, причем он вытянут вдоль экватора Юпитера симметрично

по отношению  к диску. Такая геометрия, а также  поляризованность  излучения

свидетельствовали  о том, что наблюдаемое      излучение магнитно-тормозное и

источник его - электроны, захваченные магнитным полем Юпитера и населяющие

его радиационные пояса,  аналогичные  радиационным  поясам Земли. Полеты к

Юпитеры подтвердили  эти выводы. Поскольку Сатурн весьма сходен с Юпитером по

своим  физическим  свойствам, астрономы предположили, что достаточно заметное

магнитное поле  есть  и  у  него. Отсутствие же у Сатурна наблюдаемого с

Земли магнитно-тормозного радиоизлучения объясняли влиянием колец. Эти

предложения подтвердились. Еще при подлете  "Пионера-11"  к Сатурну  его

приборы зарегистрировали в около планетном пространстве образования, типичные

для планеты, обладающей ярко выраженным магнитным полем: головную ударную

волну, границу  магнитосферы (магнитопаузу), радиационные пояса (Земля и

Вселенная, 1980,  N2,  с.22-25  - Ред.).  В целом магнитосфера Сатурна весьма

сходна с земной, но, конечно, значительно больше по размерам. Внешний  радиус

магнитосферы Сатурна  в  подсолнечной  точке составляет 23 экваториальных

радиуса планеты, а расстояние до ударной волны - 26 радиусов. Для  сравнения

можно напомнить, что внешний радиус земной магнитосферы в подсолнечной  точке

- около 10 земных  радиусов. Так что даже по относительным  размерам

магнитосфера Сатурна  превосходит земную  более  чем  вдвое. Радиационные

пояса  Сатурна  настолько  обширны,  что охватывают не только кольца, но и

орбиты некоторых  внутренних  спутников  планеты. Как  и  ожидалось,  во

внутренней части  радиационных поясов, которая "перегорожена" кольцами

Сатурна, концентрация заряженных частиц значительно меньше. Причину этого

легко понять, если вспомнить,  что  в радиационных поясах частицы совершают

колебательные движения примерно  в меридиональном направлении, каждый раз

пересекая экватор. Но у Сатурна в плоскости экватора  располагаются  кольца:

они  поглощают  почти все частицы, стремящиеся пройти сквозь них. В результате

внутренняя часть  радиационных поясов, которая в отсутствие колец была бы в

системе  Сатурна  наиболее интенсивным источником радиоизлучения,

оказывается ослабленной. Тем не менее "Вояджер-1",  приблизившись  к Сатурну,

все же обнаружил  нетепловое радиоизлучение его радиационных поясов.

В  отличие  от Юпитера Сатурн излучает в километровом диапазоне     длин

волн. Заметив, что  интенсивность излучения модулирована с периодом 10ч. 39,4

мин., предположили, что это  и  есть  период  осевого      вращения

радиационных поясов, или, другими словами, период вращения      магнитного

поля Сатурна. Но тогда это и период вращения  Сатурна.  В      самом  деле,

магнитное поле Сатурна  порождается электрическими токами      в недрах

планеты, - по-видимому, в слое, где под влиянием колоссальных давлений

водород перешел  в металлическое состояние. При  вращении     этого  слоя  с

той  угловой  скоростью вращается и магнитное  поле.      Вследствие большой

вязкости вещества внутренних частиц  планеты  все      они  вращаются с

одинаковым периодом. Таким образом, период вращения      магнитного поля -

это в то же время  период  вращения  большей  части      массы Сатурна (кроме

атмосферы, которая  вращается не как твердое тело).

                             СПУТНИКИ                                   

Если  до  полетов  космических аппаратов к Сатурну  было известно 10 спутников

планеты, то сейчас мы  знаем  22, названные, в основном, в честь героев

античных мифов  о титанах и гигантах . Новые  спутники весьма малы, но тем не

менее некоторые  из них оказывают серьезное  влияние  на  динамику системы

Сатурна.  Таков,  например, маленький спутник, движущийся у внешнего края

кольца А; он не дает частицам кольца выходить за  пределы  этого края. Это

Атлас. Титан является вторым по величине спутником в Солнечной  Системе.  Его

радиус равен 2575 километров. Его масса составляет 1,346 х 10 грамм (0,022

массы Земли), а  средняя плотность 1,881 г/см. Это единственный спутник,

обладающий значительной атмосферой, причем его атмосфера плотнее, чем у любой

из планет земной группы, исключая Венеру.  Титан подобен  Венере еще и тем, что

у него имеются  глобальная дымка и даже небольшой  тепличный подогрев у

поверхности. В  его  атмосфере,  вероятно, имеются  метановые облака, но это

твердо не установлено. Хотя в инфракрасном спектре преобладают  метан  и

другие углеводороды,  основным компонентом атмосферы  является азот, который

проявляется в  сильных УФ-эмиссиях. Верхняя атмосфера  весьма близка к

изотермическому состоянию на всем пути от стратосферы до  экзосферы, а

температура на поверхности  с точностью до нескольких градусов одинакова  по

всей сфере и  равна 94 К. Радиусы темно-оранжевых  или коричневых частиц

стратосферного  аэрозоля в основном не превышают  0,1 мкм, а на больших глубинах

могут существовать более крупные частицы. Предполагается,  что  аэрозоли

являются конечным продуктом фотохимических превращений  метана и что они

аккумулируются  на  поверхности (или  растворяются в жидком метане или этане).

Наблюдаемые углеводороды и органические молекулы могут возникать при

естественных  фотохимических процессах. Удивительным  свойством  верхней

атмосферы являются УФ-эмиссии, приуроченные к дневной  стороне, но слишком

яркие,  чтобы  их  могла возбудить поступающая  солнечная энергия. Водород

быстро диссипирует, пополняя наблюдаемый тор, вместе с  некоторым количеством

азота, выбиваемого  при диссоциации N₂ электронными ударами. На

основе наблюдаемого расщепления  температуры  можно  построить глобальную

систему ветров. Глобальный состав Титана, по-видимому, определяется тем набором

конденсируемых  веществ, которые образовались в  плотном газовом диске вокруг

прото-Сатурна. Существуют три возможных сценария  происхождения: холодная

аккреция (означающая, что повышение температуры в  ходе образования

пренебрежимо  мало), горячая  аккреция  при отсутствии плотной газовой фазы и

горячая аккреция в присутствии плотной  газовой  фазы.  На  рис.  показано, как

могут выглядеть  в разряде недра Титана. Вероятно наличие горячего

дегидротированного  силикатного ядра, а также расплавленного слоя NH -H O,

однако детальное  расположение ледяных слоев в  настоящее время достоверно

неизвестно. Конвекция  преобладает повсюду, кроме внешней  оболочки. Япете.

Возможно, что самый  таинственный из спутников Сатурна, Япете, является

единственным по интервалу альбедо его поверхности - от 0,5 (типичное значение

для ледяных тел) до  0,05 в центральных частях его  ведущего по ходу обращения

полушария. "Вояджером - 1" были получены изображения с  максимальным разрешением

50 км/пара линий,   показывающие  в основном  полушарие, обращенное к Сатурну,

и границу между  ведущей (темной) и ведомой (светлой) сторонами. Было

зарегистрировано  огромное  темное экваториальное кольцо диаметром около 300

км с долготой центра около 300. Вояджеровские наблюдения,  полученные  с

наибольшим  разрешением, показывают, что светлая сторона (и особенно область

северного полюса) сильно кратеризована: поверхностная  плотность составляет

205+16 кратеров (D>30 км) на 10 км. Экстраполяция до диаметров  10 км

приводит к плотности  более 2000 кратеров (D>10 км) на 10 км. Такая  плотность

сравнима с плотностями  на других сильно кратеризованных телах, таких, как

Меркурий и Каллисто, или с плотностью кратеров на лунных континентах.

Характерной  чертой границы между темной и светлой областями на Япете является

существование многочисленных кратеров с темным дном на  светлом  веществе  и

отсутствие  на темном веществе кратеров со светлым  дном или кратеров с гало

(или других  белых пятен). Плотность  Япета,  равная  1,16+0,09  г/см  характерна

для ледяных Спутников  Сатурна и согласуется с моделями, в которых водяной лед

является главной  составляющей.  Белл считает, что  темное вещество является

основным компонентом  исходного конденсата, из которого образовался Япет.

Рея – почти двойник Япета по размерам, но без его темного вещества, Рея может

представлять собой  относительно простой прототип  ледяного спутника внешних

областей Солнечной  системы. Диаметр Реи 1530 км, а плотность 1,24+0,05 г/см .

Ее геометрическое альбедо равно 0,6 и оказывается подобным альбедо полюсов и