Каждая планета в Солнечной системе занимает определенное количество времени, чтобы завершить одну орбиту вокруг Солнца. Здесь, на Земле, этот период длится 365,25 дней - период, который мы называем год. Когда речь идет о других планетах, мы используем это измерение для характеристики их периодов обращения. И мы обнаружили, что на многих из этих планет, в зависимости от их расстояния от Солнца, год может длиться очень долго!
Рассмотрим Сатурн, который вращается вокруг Солнца на расстоянии около 9,5 а.е., то есть в девять с половиной раз больше расстояния между Землей и Солнцем. Из-за этого скорость, с которой он вращается вокруг Солнца, также значительно ниже. В результате один год на Сатурне длится в среднем около двадцати девяти с половиной лет. И за это время происходят некоторые интересные изменения в погодных системах планеты.
Орбитальный период:
Сатурн вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии (большая полуось) 1,429 млрд. Км (8,879 млн. Миль; 9,5549 а.е.). Поскольку его орбита эллиптическая, с эксцентриситетом 0,05555, расстояние от Солнца составляет от 1,35 млрд. Км (8,388 млн. Миль; 9,024 а.е.) в его ближайшем (перигелии) до 1,509 млрд. Км (миль; 10,086 а.е.) в самом дальнем ( афелий).
При средней орбитальной скорости 9,69 км / с Сатурну требуется 29,457 земных лет (или 10,759 земных дней), чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Другими словами, год на Сатурне длится около 29,5 лет на Земле. Однако Сатурну также требуется чуть более 10 с половиной часов (10 часов 33 минуты), чтобы один раз повернуть вокруг своей оси. Это означает, что один год на Сатурне длится около 24 491 солнечных дней Сатурна.
Именно из-за этого то, что мы видим от колец Сатурна с Земли, со временем меняется. Для части его орбиты кольца Сатурна видны в самом широком месте. Но когда он продолжает вращаться вокруг Солнца, угол колец Сатурна уменьшается до тех пор, пока они полностью не исчезнут с нашей точки зрения. Это потому, что мы видим их на грани. Еще через несколько лет наш угол улучшается, и мы снова можем видеть красивую систему колец.
Орбитальный наклон и осевой наклон:
Еще одна интересная вещь о Сатурне - тот факт, что его ось отклонена от плоскости эклиптики. По существу, его орбита наклонена на 2,48 ° относительно плоскости орбиты Земли. Его ось также наклонена на 26,73 ° относительно эклиптики Солнца, что аналогично наклону Земли на 23,5 °. Результатом этого является то, что, подобно Земле, Сатурн проходит сезонные изменения в течение своего орбитального периода.
Сезонные изменения:
На половине своей орбиты северное полушарие Сатурна получает больше солнечного излучения, чем южное полушарие. Для другой половины его орбиты ситуация обратная: южное полушарие получает больше солнечного света, чем северное полушарие. Это создает штормовые системы, которые резко меняются в зависимости от того, в какой части его орбиты находится Сатурн.
Что касается статеров, то ветер в верхних слоях атмосферы может достигать скорости до 5 метров в секунду (1600 футов в секунду) вокруг экваториальной области. Иногда в атмосфере Сатурна присутствуют долгоживущие овалы, подобные тем, что обычно наблюдаются на Юпитере. В то время как у Юпитера есть Большое Красное Пятно, у Сатурна периодически есть то, что известно как Большое Белое Пятно (иначе. Большой Белый Овал).
Это уникальное, но недолговечное явление происходит один раз в год в Сатурне, во время летнего солнцестояния в северном полушарии. Эти пятна могут иметь ширину в несколько тысяч километров и неоднократно наблюдались в прошлом - в 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 годах.
С 2010 года наблюдается большая полоса белых облаков, называемая Северным электростатическим нарушением, которая была замечена Кассини Космический зонд. Учитывая периодический характер этих штормов, ожидается, что в 2020 году произойдет еще один, что совпадает со следующим летом Сатурна в северном полушарии.
Точно так же сезонные изменения влияют на очень большие погодные условия, которые существуют вокруг северной и южной полярных областей Сатурна. На северном полюсе Сатурн испытывает гексагональную волновую картину, которая измеряет около 30 000 км (20 000 миль) в диаметре, в то время как каждая из шести сторон имеет длину около 13 800 км (8600 миль). Этот постоянный шторм может развивать скорость около 322 км в час (200 миль в час).
Благодаря снимкам, сделанным зондом Кассини в период между 2012 и 2016 годами, шторм, похоже, претерпевает изменения в цвете (от голубоватого тумана до золотисто-коричневого оттенка), которые совпадают с приближением летнего солнцестояния. Это было связано с увеличением производства фотохимических дымок в атмосфере, что связано с повышенным воздействием солнечного света.
Точно так же в южном полушарии изображения, полученные космическим телескопом Хаббла, указывают на существование большого струйного потока. Этот шторм напоминает ураган с орбиты, имеет четко очерченную перемычку и может развивать скорость до 550 км / ч (~ 342 миль в час). И так же, как северный шестиугольный шторм, южный реактивный поток претерпевает изменения в результате увеличения воздействия солнечного света.
Кассини удалось сделать снимки южной полярной области в 2007 году, что совпало с поздним падением в южном полушарии. В то время полярный регион становился все более и более «туманным», в то время как северный полярный регион становился все более ясным. Утверждалось, что причиной этого было то, что уменьшение солнечного света привело к образованию метановых аэрозолей и образованию облачного покрова.
Исходя из этого, было сделано предположение, что полярные регионы становятся все более и более затененными метановыми облаками по мере приближения их соответствующего полушария к их зимнему солнцестоянию и более ясными по мере приближения к их летнему солнцестоянию. И средние широты, безусловно, показывают свою долю изменений благодаря увеличению / уменьшению воздействия солнечного излучения.
Как и продолжительность одного года, то, что мы знаем о Сатурне, во многом связано с его значительным удалением от Солнца. Короче говоря, немногим миссиям удалось углубленно изучить его, а продолжительность одного года означает, что исследователю трудно засвидетельствовать все сезонные изменения, через которые проходит планета. Тем не менее, то, что мы узнали, было значительным, а также весьма впечатляющим!
Мы написали много статей о годах на других планетах здесь, в журнале Space. Вот Орбита Планет. Сколько длится год на других планетах ?, Орбита Земли. Сколько длится год на Земле ?, Орбита Меркурия. Сколько длится год на Меркурии ?, Орбита Венеры. Сколько длится год на Венере ?, Орбита Марса. Сколько длится год на Марсе ?, Орбита Юпитера. Сколько длится год на Юпитере ?, Орбита Урана. Сколько длится год на Уране ?, Орбита Нептуна. Сколько длится год на Нептуне ?, Орбита Плутона. Сколько длится год на Плутоне?
Если вам нужна дополнительная информация о Сатурне, ознакомьтесь с новостными выпусками Hubblesite о Сатурне. А вот ссылка на домашнюю страницу космического корабля НАСА Кассини, который вращается вокруг Сатурна.
Мы также записали целый эпизод «Астрономического каста», посвященный Сатурну. Послушайте, Эпизод 59: Сатурн.
Источники:
- НАСА: исследование Солнечной системы - Сатурн
- Википедия - Сатурн
- Космические факты - Сатурн
