СПУТНИКИ САТУРНА (ЭНЦЕЛАД, ТЕФИЯ, ДИОНА)

Спутники: Сатурна;
Количество: 62;
Диаметр  более 2000 км: Титан; 
Диаметр   1000-2000 км: Рея, Япет, Диона, Тефия;
Диаметр   100-1000 км: Энцелад, Мимас, Гиперион, Феба, Янус, Эпиметей, Прометей;
Диаметр  менее 100 км: Пандора, Атлас, Елена и др.;

    Наиболее крупные спутники Сатурна были открыты Гейгенсом и Кассини в 1659-1675 годах (Титан, Япет, Тифея, Диона, Рея). Через столетие в 1785 году Гершель открыл еще два спутника: Мимас и Энцелад. К 1995 г. у Сатурна уже было известно 22 луны. А с начала  ХХI в. до  настоящего времени, ученые и космические аппараты обнаружили еще около 40 спутников. В основном это мелкие каменные тела неправильной формы, больше похожи на астероиды. Самый крупный из них Сиарнак имеет диаметр 40 км, был открыт в 2000 году.Он обращается вокруг планеты за 896 дней. А в 2008 году, аппарат Кассини-Гейгенс на расстоянии 167 500 км от планеты,  обнаружил самую маленькую луну Сатурна - Эгеон. Его диаметр всего 500 м. Большинство лун Сатурна состоят преимущественно из водяного льда. У наиболее крупных формируется внутреннее каменное ядро. Все спутники, за исключением Гипериона и Фебы, имеют синхронное вращение - они повернуты всегда одной стороной к Сатурну, как Луна к Земле. Орбита самого дальнего спутника Сатурна - Форньот, находится на расстоянии 25,1 млн. км. Ему требуется более 4 земных лет, чтобы совершить полный оборот вокруг планеты. Самой крупной луной Сатурна является Титан, диаметр которого составляет 5152 км. К Титану также относится титул, как Второй по размерам Спутник Солнечной Системы. Ниже будут детально описаны 7 крупнейших спутников Сатурна: Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Япет, Феба и Титан.

Энцелад

Название спутника: Энцилад;

Диаметр: 499 км;

Площадь пов-ти: 782 000  км²;

Объем: 6,54×10⁷ км³ ;

Масса: 1,08×10²⁰ кг ;

Плотность: 1610  кг/ м³;

Период вращения: 1,37 суток;

Период обращения: 1,37 суток;

Расстояние от Сатурна: 177 000 км;

Орбитальная скорость: 9,4 км/ с;

Длина по экватору: 1 567 км;

Наклон орбиты: 0,02°;

Ускор. свободного падения: 0,11 м/с²;

Спутник: Сатурна

      Энцелад  находится на расстоянии 177 000 км от внешних слоев атмосферы Сатурна и является четырнадцатым спутником по отдаленности от планеты, а также шестым по размерам и массе. Энцелад - имеет форму сплющенного трехосного эллипсоида. За счет приливных сил и вращения вокруг Сатурна полярный диаметр - 497 км, на 6 км меньше экваториального - 503 км. Энцелад обращается вокруг Сатурна за 32,9 часа. В настоящее время Энцелад находится в орбитальном резонансе 2:1 с Дионой. Т.е за время одного оборота Энцелада вокруг Сатурна, Диона успеет обернуться 2 раза. Энцелад, как и множество других крупных спутников, был открыт в конце ХVIII века в 1789 году английским астрономом Уильям Гершелем. Слабая оптика того времени и большое расстояние от Земли, не позволяли долгое время обнаружить спутник. Однако в  период, когда Земля находится в плоскости колец Сатурна, яркость их сокращаются и Энцелад легче заметить. Именно тогда Гершель заметил довольно яркую точку, которая почти сливалась с яркостью Колец Сатурна. До периода космических исследований знания об Энцеладе не менялись и оставались такими же, как и  в эпоху Гершеля. В начале 80-х годов ХХ века, когда космическая станция "Вояджер-1", а позднее и "Вояджер-2", впервые пролетела мимо Энцелада, было получено множество снимков поверхности и атмосферы спутника. Все же сближение составляло 220 000 км и поэтому снимки были недостаточно качественными. Но даже, с их помощью, ученые сделали следующий шаг в изучении четырнадцатой луны Сатурна. Уже тогда было установлено наличия у Энцелада большой отражательной способности поверхности, а малое количество кратеров указывало на её молодой возраст и на существование современной или недавней геологической активности. А с 2004 года по настоящее время спутник продолжает изучать аппарат "Кассини". Данные, полученные от "Кассини" уже в 2005 году позволили американским учёным обнаружить существование на Энцеладе химических веществ, которые характерны для присутствия органической материи в недрах спутника. Это может свидетельствовать о возможности зарождения органической жизни в подлёдных слоях Энцелада. Кроме того, был открыт водяной пар и сложные летучие углеводороды из геологически активной южной полярной области.

      Энцелад - не слишком крупный и не слишком тяжелый спутник Солнечной системе, тем не менее он имеет некоторые существенные отличия от других лун. Во первых  наружный слой  Энцелада полностью состоит из водяного льда и имеет самую чистую в Солнечной системе ледяную поверхность, поэтому его поверхность почти белая. Толстая ледяная кора  отражает свыше 99 % падающего на неё солнечного света, делая Энцелад чемпионом Солнечной системе по отражательной способности. Если бы спутник находился вдалеке от Колец Сатурна, то яркость Энцелада, позволила бы наблюдать его на ночном небе без специальной увеличивающей оптики. Во вторых, как и на спутнике Юпитера Ио, в недрах Энцелада происходит невероятно активная геологическая деятельность. Какой-то мощный источник тепла находится в центральных частях спутника, который время от времени вырывается наружу и поднимает на несколько сотен километров фонтаны ледяной воды. Извергающаяся из недр Энцелада вода формирует "след", обращающийся уже вокруг самого Сатурна в виде кольца. Пока не вполне понятно, что является источником энергии, который поддерживал бы этот беспрецедентно высокий, для столь малого спутника, уровень вулканической активности. В 2010 г. учёные выяснили, что фонтанирование на поверхности спутника Сатурна происходит из-за колебания Энцелада при движении по орбите. Им могла бы стать энергия, выделяющаяся в ходе радиоактивного распада, однако в водяном фонтане были обнаружены пылевые частицы и небольшие льдинки. Для того, чтобы забросить их на сотни километров вверх, требуется слишком много энергии. Возможно, недра Энцелада разогревают приливные волны, образующиеся за счет гравитационных воздействий Сатурна и близлежащих спутников.

 Извержение водяного льда в южном полушарии Энцелада. Такие ледяные фонтаны могут

подниматься на несколько сотен километров от поверхности. Некоторые частицы 

покидают барьер силы притяжения Энцелада, и остаются в окололунном пространстве.

А некоторые, за счет огромной силы в недрах Энцелада, покидают спутник и служат

материалом для формирования и пополнения колец Сатурна. 

Энцелад в сравнении с Землей. В нашу планету могло бы вместиться 16 660 Энцеладов

      Энцелад имеет тонкую атмосферу - в основном это пыль и водяной пар. Атмосфера на 65 % состоит из водяного пара, 20 % приходятся на молекулярный водород, а остальные 15 % — это углекислый газ, молекулярный азот и оксид углерода (СО). Небольшой Энцелад не может удерживать воздушную оболочку собственным притяжением, следовательно, имеется постоянный источник её пополнения. Наличие атмосферы, участков с более высокой температурой, молодость поверхности говорят о наличии какого-то внутреннего источника энергии, поддерживающего геологические процессы на спутнике. Средняя температура — минус 200 градусов по Цельсию. Имеются области с аномально высокой температурой (на 20—30 градусов выше). Ученые более чем уверены, в том что Энцелад является одним из внеземным местом для живых обитателей в Солнечной системе. Как и остальные спутники Сатурна, Энцелад в основном состоит из воды. Лишь в центре планеты расположено ядро, а вокруг ее мантия. Наружный слой - заледенелая навеки водяная кора. От внешних источников энергии, т.е от солнечного тепла,  этот лед  никогда не растает. Слишком большое расположение от Солнца говорит само за себя. Однако внутренний источник энергии, который вероятно образуются в мантии или ядре при распаде радиоактивных веществ (алюминий-26 и железо-60), вполне может вырабатывать достаточную энергию для расставания замерших ледяных подземных айсбергов в жидкую воду ближе к центре планеты. Если пробурить и пройти сквозь многокилометровый слой льда, то постепенно температура будет расти, пока плотность воды не станет такой, при которой нарушится плотная структура молекул, и она перейдет в жидкую фазу с плотностью 1000 кг/м³. Поэтому ученые и исследователи уверенно утверждают о наличии живых организмов в таких подземных океанах. Возможно эти организмы - не только микроскопические бактерии, но и довольно крупные морские обитатели. Так же при изучении "Кассини" ледяных извержений на поверхности Энцелада, было обнаружены следы такого химического элемента как соль. А значит океан, а недрах спутника, помимо того, что он жидкий может быть, как и на Земле, - соленым. Эти причины, побудили космическую корпорацию НАСА создать проект под названием "Titan Saturn System Mission" (TSSM), в задачи которого будет входить изучение Сатурна, его спутников, а также конкретно поиск внеземных обитателей на Энцеладе.

 Круговорот воды в недрах Энцелада. Ледяная кора, толщиной около 50-ти км, по мере спуска

нагревается, а когда ее температура равна 273 К (0 °C) переходит в жидкость. Горячие породы, 

за счет большой радиоактивной энергии выталкивают слои жидкой воды, по мере подъема

температура падает и вода переходит в твердое состояние, вырываясь наружу в виде

фонтанов из ледяных частиц в высоту на сотни километров. Эти же частицы

падают на поверхность и процессы вновь повторяются.   

Внутренняя структура Энцелада на основе последних данных "Кассини". Внутренняя 

структура силикатного ядра имеет коричневый цвет, в то время как внешняя структура

и лёд имеет белый цвет. Жёлтым обозначена мантия, а красным — ядро

Поверхность Энцелада является самой яркой в Солнечной системе. 

Она отражает 99 % солнечного света, а наблюдать ее с Земли очень трудно, 

поскольку внешняя оболочка спутника сливается с яркими Кольцами Сатурна

Тефия

Название спутника: Тефия;

Диаметр: 1060 км;

Площадь пов-ти: 3 528 000  км²;

Объем: 6,23×10⁸ км³ ;

Масса: 6,17×10²⁰ кг ;

Плотность: 984  кг/ м³;

Период вращения: 1,89 суток;

Период обращения: 1,89 суток;

Расстояние от Юпитера: 235 000 км;

Орбитальная скорость: 11,35  км/ с;

Длина по экватору: 3 328 км;

Наклон орбиты: 1,12°;

Ускор. свободного падения: 0,145 м/с²;

Спутник:Сатурна

      Тефия - ближайшая из крупнейших лун Сатурна, была открыта итальянским и французским астрономом Джованни Кассини в 1684 году. А в 1847 году Гершель дал окончательное название спутника, по имени титана (брата Кроноса) в греческой мифологии. Тефия считается 16-ым по размерам спутником в Солнечной системе и имеет радиус 530 км. Орбита расположена на расстоянии 295 000 км от центра планеты и 235 000 км от внешних ее облаков. Как и большинство спутников Солнечной системы обращение Тефии вокруг Сатурна синхронизировано с вращением вокруг своей оси, т.е спутник повернут всегда одной стороной к планете. Спутник находится глубоко внутри магнитного поля Сатурна и поэтому часто подвергается бомбардировкой энергичных частиц (электронов и ионов). 

     Спутник, по праву считается одним из самых ярких мест в Солнечной системе. Его поверхность состоит из почти чистого водяного льда с небольшим количеством тёмного материала. Местность выглядит местами в виде холмов и кратеров, а местами - равнины. Одной из особенностью спутника, является наличие в западной части полушария большого ударного кратера Одиссей, диаметром 445 км (0,4 диаметра спутника). Вторая основная структура на Тефии - огромная долина, называемая каньоном Итака. Её ширина около 100 км и глубина до 3 километров. Протяжённость каньона более чем 2000 км в длину, что составляет примерно 3/4 длины вокруг окружности Тефии. Каньон Итака занимает около 10% поверхности спутника.

      Между учеными ведется множество споров по поводу внутреннего строения Тефии. Одни утверждают, что Тефия имеет  ядро радиусом 150 км, и ледяную мантию. Другие же выдвигают версию, что вместо плотной мантии под толщей льда, как и на Европе, скрывается океан из жидкой воды. Как и наш спутник - Луна, Тефия не имеет собственной воздушной оболочки - атмосферы. Поэтому небо над поверхность не задерживает солнечный свет и тепло. Днем и ночью на спутнике темно, а температура почти стабильная  −187 °C (86 К).

Почти половину поверхности Тифея покрывает ударный

  кратер Одиссей, диаметр которого 445 км.

  Диона

Название спутника: Диона;

Диаметр: 1123 км;

Площадь пов-ти: 3 960 000  км²;

Объем: 7,31×10⁸ км³ ;

Масса: 1,21×10²¹ кг ;

Плотность: 1476  кг/ м³;

Период вращения: 2,77 суток;

Период обращения: 2,77 суток;

Расстояние от Сатурна: 317 000 км;

Орбитальная скорость: 4,95  км/ с;

Длина по экватору: 3 526 км;

Наклон орбиты: 0,019°;

Ускор. свободного падения: 0,23 м/с²;

Спутник: Сатурна

    Диона - 19 по отдаленности спутник Сатурна. Был открыт астрономом Джованни Кассини в 1684 году. Спутник расположен за орбитой Тефии на расстоянии 377 400 км от центра Сатурна. Диона очень похожа на своего соседа. Это такой же спутник по внешнему и внутреннему строению.  Радиус Дионы лишь на 31 км больше радиуса Тефии. Диона имеет два коорбитальных спутника - Елену и Полидевк (это означает, что орбиты этих трех лун почти совпадают друг с другом). Они буквально вращаются в 4-5 км от Дионы. Диона состоит преимущественно из водяного льда со значительной примесью каменных пород во внутренних слоях. Ведущее полушарие спутника сильно кратерировано и однородно по яркости. Заднее полушарие содержит тёмные участки, а также паутину тонких светлых полосок, являющихся ледяными хребтами и обрывами. Согласно данным аппарата “Кассини”, некоторые из них поднимаются в высоту на несколько сотен метров.

 Снимок поверхности Дионы