Атмосфера Сатурна: склад, структура

Планета Сатурн входить в категорію газових гігантів Сонячної системи. За величиною вона друга після Юпітера, володіє величезною масою і щільним шаром кілець, які її оточують. Атмосфера Сатурна - явище, яке довгі роки було предметом суперечок учених. Але сьогодні достовірно встановлено, що саме гази складають основу всього повітряного тіла, яке не має твердої поверхні.

Історія великого відкриття

Тривалий час вчені вважали, що наша система замикається саме цієї величезної планетою, і за її орбітою вже нічого немає. Її вивченням займалися з далекого 1610, після того як Галілей розглянув Сатурн в телескоп, а також виділив у своїх записах наявність у нього кілець. У ті роки ніхто й подумати не міг, що дане небесне тіло настільки відрізняється від Землі, Венери або Марса: навіть не має поверхні і складається повністю з газів, розігрітих до немислимих температур. Наявність атмосфери Сатурна підтвердилося тільки в ХХ столітті. Більш того, тільки сучасні вчені змогли зробити висновок, що планета - газовий кулю. Її досліджував супутник «Вояджер-1», який зміг випустити зонд в зовнішні шари атмосфери. Були отримані знімки, які вказали на утримання в основному водню в складі хмар Сатурна, а також багатьох інших газів. З тих пір дослідження ведуться лише на основі теорій і розрахунків. І тут справедливо буде зазначити, що однією з найзагадковіших і незвіданих планет аж до теперішнього моменту є саме Сатурн.

Наявність атмосфери, її склад

Ми знаємо, що планети земної групи, які знаходяться в безпосередній близькості до Сонця, не мають атмосфери. Але це тверді тіла, які складаються з каменю і металу, мають певну масу і відповідні їй параметри. З газовими кулями справи йдуть зовсім інакше. Атмосфера Сатурна - це основа його самого. Нескінченні газові пари, тумани і хмари збираються в неймовірній кількості і утворюють форму кулі завдяки магнітному полю ядра. Основу атмосфери планети становить водень: його понад 96 відсотків. В якості домішок присутні інші гази, пропорції яких залежать від глибини. Варто відзначити, що кристалів води, різних модифікацій льоду та інших органічних речовин на Сатурні немає.

Два шари атмосфери та їх склад

Отже, атмосфера Сатурна ділиться на дві частини: зовнішній шар і внутрішній. Перший полягає на 96,3 відсотка з молекулярного водню, на 3 відсотки - з гелію. До цих основних газам наточити такі компоненти, як фосфін, аміак, метан і етан. Тут трапляються сильні поверхневі вітру, швидкість яких досягає 500 м / с. Що стосується нижнього шару атмосфери, то тут переважає металевий водень - близько 91 відсотка, а також гелій. У цьому середовищі перебувають хмари з гидросульфида амонію. Нижній атмосферний шар завжди нагрітий до межі. У міру наближення до ядра температура досягає тисячі кельвінів, тому поки що досліджувати планету за допомогою зондів, виготовлених в земних умовах, неможливо.

Атмосферні явища

Найпоширенішими явищами на цій планеті є вітру і урагани. Більшість потоків дмуть із заходу на схід відносно осьового обертання. В районі екватора спостерігається невелике затишшя, а в міру віддалення від нього виникають західні потоки. Існують на Сатурні і місця, де з постійною періодичністю трапляються певні погодні явища. Наприклад, Великий білий овал виникає в південній півкулі раз у тридцять років. Під час подібних «непогод» атмосфера Сатурна, склад якої ще більше сприяє цьому явищу, вся буквально пронизана блискавками. Розряди виникають переважно в серединних широтах, між екватором і полюсами. Що стосується останніх, то тут головним явищем вважається полярне сяйво. Більш сильні спалахи трапляються на півночі, так як там магнітне поле сильніше, ніж на півдні. Сяйво проступає у вигляді овальних кілець або спіралей.

Тиск і температура

Як з`ясувалося, атмосфера Сатурна робить цю планету досить прохолодною у порівнянні з Юпітером, але, звичайно ж, не такий крижаний, як Уран і Нептун. У верхніх шарах температура становить близько -178 градусів за Цельсієм з урахуванням постійних вітрів і ураганів. Чим ближче ми просуваємося до ядра, тим більше посилюється тиск, отже, піднімається і температура. У середніх шарах вона становить -88 градусів, а тиск - близько тисячі атмосфер. Крайньою точкою, якої досяг зонд, була температурна зона в -3. За розрахунками в районі ядра планети тиск сягає 3 мільйонів атмосфер. При цьому температура дорівнює 11700 градусам Цельсія.

Післямова

Коротко ми розглянули, яка за своєю структурою атмосфера Сатурна. Склад її можна порівняти з юпитерианской, також є подібності з крижаними гігантами - Ураном і Нептуном. Але, як і кожен газова куля, Сатурн унікальний за своєю будовою. Тут дують дуже сильні вітри, тиск досягає неймовірних показників, а температура при цьому залишається прохолодною (за астрономічними мірками).