Если вам предложат прогуляться по Сатурну - знайте, перед вами мошенник! :) Дело в том, что у этой планеты совсем нет твердой поверхности. И жидкой тоже. Только газ. От поверхности до самого ядра.

Автоматическая межпланетная станция Cassini сделала фотографию Сатурна и его колец. Об этом сообщается на сайте НАСА. Снимок получен станцией 4 февраля 2015 года, когда она находилась на расстоянии 2,5 миллиона километров от планеты. Несмотря на то что на изображении Сатурн кажется спокойным, в его атмосфере происходят активные движения газовых потоков. Так, скорость их перемещения на отдельных участках достигает 1,8 тысячи километров в час. Это связано с тем, что планета не имеет твердой поверхности, которая бы ограничивала ее атмосферу и замедляла ветры в ней.

Давайте узнаем подробнее о том, из чего состоит эта гигантская планета и как так получилось...

В верхних слоях атмосферы температурный режим планеты Сатурн оставляет желать лучшего. Здесь правит бал страшный холод. Температура держится на отметках от минус 180 до минус 150 градусов Цельсия.

В атмосфере планеты Сатурн доминирующее положение занимает водород, гелию отведено всего ничего – семь процентов. Примеси метана, аммиака, водяного пара тоже присутствуют, но их ничтожно мало, и никакого решающего значения они естественно не имеют.

На планете дуют сильнейшие ветры: их скорость достигает 500 м/с. Частенько, вконец распоясавшаяся стихия переходит в устойчивые образования. Самым большим из них является гигантских размеров Большой белый овал. Он представляет из себя мощнейший антициклон и систематически появляется на поверхности Сатурна один раз в тридцать лет. Его размеры колеблются в пределах 8×17 тыс. км.

Огромный интерес вызывает Гигантский гексагон. Это атмосферный феномен, который пока никто не может объяснить. Располагается он на северном полюсе планеты Сатурн, а представляет из себя правильную шестиугольную форму тёмного цвета. Скорее всего это головная часть какого-то вихря, основная масса которого находится в глубинах водородной атмосферы. Размеры этого шестиугольника в поперечнике огромны – 25 тысяч километров. Велика вероятность того, что гексагон является солитоном: структурно устойчивой уединённой волной, которая распространяется в нелинейной среде.

С глубиной водород начинает изменять свою структуру с газообразной на жидкую. Это является следствием роста давления и температуры. На глубине свыше тридцати тысяч километров от поверхности, жидкий водород переходит в металлический. Этот процесс начинается при давлении в 3 млн. атмосфер (1 физ. атмосфера = 760 мм рт. столба). Ну а в самом центре находится ядро, диаметр которого приближается к 30 000 тыс. км. Состав его представляет из себя железокремниевое соединение с примесью льдов из аммиака, метана и воды. Температура ядра 20 000К (1К=-272,15С), а давление составляет 25 млн. атмосфер.

В самом ядре, давление ещё более высокое, так же как и температура. В нём и находится источник тепла, согревающий всю планету. Сатурн выделяет больше тепла, чем получает от солнца.

Вот оказывается, почему нельзя наступить на Сатурн :-)

Как образовался Сатурн

Существуют две теории о том, как были образованы планеты в Солнечной системе. Первая и общепринятая теория: последовательная аккреция, хорошо работает с образованием планет земной группы, но имеет проблемы с планетами-гигантами, такие как Сатурн. Вторая теория:  гравитационная неустойчивость, может объяснить образование планет-гигантов.

Базовая модель аккреции

Примерно 4,6 миллиарда лет назад, Солнечная система была облаком пыли и газа, известная как солнечная туманность.  Со временем гравитация поглощала вещество внутрь, образуя Солнце в центре этой туманности.

С рождением Солнца, оставшийся материал начал слипаться. Мелкие частицы сближались, связанные силой тяжести, в более крупные частицы. Более легкие элементы, такие как водород и гелий, были сметены солнечным ветром, оставляя только тяжелые, скалистые материалы для создания наземных миров. Но чем дальше, тем влияние солнечного ветра на более легкие элементы было меньше, что позволило им сливаться в газовые гиганты, такие как Сатурн. Таким же образом были созданы астероиды, кометы, планеты и спутники.

Сатурн почти полностью состоит из водорода, со значительной частью гелия. Также в атмосфере Сатурна существуют следы других элементов. Для того чтобы захватить весь газ, Сатурну необходимо было развиваться очень быстро.  Массивное ядро должно было захватывать легкие элементы до того, как они были бы унесены солнечным ветром.

Модель гравитационной неустойчивости

Однако необходимость в быстром формировании газовых гигантов – одна из проблем модели аккреции. Согласно этой модели, процесс занимает на несколько миллионов лет дольше, чем легкие газы были доступны в ранней Солнечной системе. В то же время, модель аккреции сталкивается лицом с вопросом миграции, как планеты-младенцы стали вращаться по спирали вокруг Солнца в достаточно короткий промежуток времени.

Согласно новой модели гравитационной неустойчивости, скопление пыли и газа были связаны друг с другом еще на ранней стадии жизни Солнечной системы.  Со временем эти скопления медленно сжимались в гигантскую планету. Эти планеты могли образовываться быстрее, чем их конкуренты модели аккреции, иногда всего за тысячу лет, что позволило им улавливать быстро улетучивающийся газ. Эти планеты могли также быстро набрать критическую массу, которая удерживала их на орбите и не позволила быть поглощенной Солнцем.

Ученые продолжают изучать планеты в Солнечной системе, а также вокруг других, что позволит им лучше понять как сформировался Сатурн и его братья и сестры.