Газовый гигант Wasp-18b вращается вокруг звезды Wasp-18 примерно в 330 световых годах от Земли. Он находится так близко к звезде (2,2 млн км), что календарный год там составляет 0,94 земных суток, а на солнечной стороне температура достигает 2400°K.

К настоящему времени астрофизики открыли в космосе около 370 экзопланет, в основном такого же типа «горячий юпитер». Wasp-18b — вторая по близости к звезде и единственная, существование которой учёные объяснить толком не могут. Согласно принятым теориям, при таком приближении к звезде планета неизбежно будет поглощена светилом максимум за миллион лет. В то же время возраст Wasp-18b составляет около миллиарда, а все окружающие планеты примерно того же возраста.

Астрофизики уже предложили два возможных объяснения, но ни одно из них не выглядит достаточно убедительно. Поскольку механику Кеплера опровергать глупо, то, как один из вариантов, сама звезда Wasp-18 обладает примерно в 1000 раз меньшей энергией, чем ожидается. Значит, что-то неверно в наших знаниях об эволюции звёзд земного типа. Второй вариант — что сама планета находится на своей текущей орбите совсем недавно, то есть она была сбита со своей предыдущей орбиты кем-то (какой-то другой планетой), а сейчас падает на звезду. Но вероятность этого события на самом деле близка к нулю, это уже фантастика какая-то, а не наука. Других вариантов у учёных пока нет, так что они продолжают наблюдения.

Так или иначе, по существующей теории планета должна сейчас очень быстро замедляться и падать. Настолько быстро, что уже через пять лет период её обращения уменьшится на 14 секунд.

Равнина получила имя Chusuk Planitia, в честь планеты Chusuk (Чусук), четвертой планеты в системе Тау Шалиша, которая была знаменита своими музыкальными инструментами. В частности, именно там производились струнные балистеты – одни из самых известных инструментов мира “Дюны”.

Кроме этого, ученые определили, что “Дюна” станет основной темой для названий подобных геологических объектов на Титане. Таким образом, в ближайшее время можно ожидать появляения большого количества аналогичных названий.

Темные равнины, о которых идет речь, представляют собой, предположительно, богатые углеводородами почвы, которые располагаются в окрестности экватора спутника. Их открытие было сделано при помощи автоматического аппарата “Кассини” (Cassini).

Ранее благодаря этому же зонду ученым удалось обнаружить на Титане озера из жидких углеводородов, которые представляют для астрогеологов значительный интерес. В частности, одно из них получило имя Ontario Lacus.

Общий обзор

Солнце принадлежит к первому типу звёздного населения. Одна из распространённых теорий возникновения Солнечной системы предполагает, что её формирование было вызвано взрывами одной (или нескольких) сверхновых звёзд. Это предположение основано, в частности, на том, что в веществе Солнечной системы содержатся аномально большая доля золота и урана, которые могли бы быть результатом эндотермических реакций, вызванных этим взрывом, или ядерного превращения элементов путём поглощения нейтронов веществом масcивной звезды второго поколения.
Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — количеством энергии, проходящей через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам. На расстоянии в одну астрономическую единицу (то есть на орбите Земли) эта постоянная равна приблизительно 1370 Вт/м2 (ватт на квадратный метр).
Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м2, и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м2 (при ясной погоде и когда Солнце находится в зените). Эта энергия может использоваться в различных естественных и искуcственных процессах. Так, растения с помощью фотосинтеза перерабатывают её в химическую форму (кислород и органический соединения). Прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии с помощью фотоэлементов может быть использовано для производства электроэнергии (солнечными электростанциями) или выполнения другой полезной работы. Путём фотосинтеза была в далёком прошлом получена и энергия, запасённая в нефти и других видах ископаемого топлива.
Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, позволяющие использовать его для дезинфекции воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты — например, стимулирует производство в организме витамина D. Воздействие ультрафиолетовой части солнечного спектра сильно ослабляется озоновым слоем в земной атмосфере, поэтому интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности Земли сильно меняется с широтой. Угол, под которым Солнце стоит над горизонтом в полдень, влияет на многие типы биологической адаптации — например, от него зависит цвет кожи человека в различных регионах земного шара.
Наблюдаемый с Земли путь Солнца по небесной сфере изменяется в течении года. Путь, описываемый в течении года той точкой, которую занимает Солнце на небе в определённое заданное время, называется аналеммой и имеет форму цифры 8, вытянутой вдоль оси север-юг. Самая заметная вариация в видимом положения Солнца на небе — его колебание вдоль направления север-юг с амплитудой 47° (вызванное наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, равным 23,5°). Существует также другая компонента этой вариации, направленная вдоль оси восток-запад и вызванная ускорением скорости орбитального движения Земли при её приближении к перигелию и уменьшением — при приближении к афелию. Первое из этих движений (север-юг) являтся причиной смены времён года.
Солнце — магнитно активная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем, и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывает разнообразные эффекты, совокупность которых называется солнечной активностью и включает в себя такие явления как солнечные пятна, солнечные вспышки, вариации солнечного ветра и т. д., а на Земле вызывает полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи. средств передачи электроэнергии, а также, по некоторым данным, угнетающе воздействует на процессы в живых организма. Предполагается, что солнечная активность играет большую роль в формировании и развитии Солнечной системы. Она также оказывает влияние на структуру земной внешней атмосферы. Жизненый цикл

Текущий возраст Солнца (точнее — время его существования на главной последовательности), оцененный с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 миллиарда лет.
Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 миллиарда лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения типа Тау Тельца.
Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 миллиардов лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 миллионов тонн материи превращается в энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.
Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. Вместо этого, через 4—5 миллиардов лет оно превратиться в звезду типа красный гигант. По мере того, как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 миллиардов лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 миллионов градусов, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. Во время этой фазы развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом современные исследования показывают, что ещё до этого момента потеря Солнцем массы приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы. Несмотря на это, вся вода на Земле перейдёт в газообразное состояние, а большая часть её атмосферы рассеется в космическое пространство. Увеличение температуры Солнца в этот период таково, что в течение следующих 500—700 миллионов лет поверхность Земли будет слишком горяча для того, чтобы на ней могла существовать жизнь в её современном понимании.
После того, как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана и из неё сформируется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированная из очень горячего ядра Солнца звезда типа белый карлик, которая в течение многих миллиардов лет будет постепенно остывать и угасать.
Описанный выше сценарий эволюции Солнца типичен для звёзд малой и средней массы.

Структура

Внутреннее строение Солнца

Ядро
Центральная часть Солнца называется его ядром. Радиус ядра составляет примерно пятую часть от радиуса Солнца. Границы ядра определяются границами центральной зоны Солнца, в которой происходят питающие солнечное излучение термоядерные реакции.

Зона лучистого переноса
Над ядром, на расстояниях около 0,2?0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса, в которой энергия переносится с помощью переизлучения фотонов.

Конвективная зона
Ближе к поверхности Солнца возникает вихревое перемешивание вещества, и перенос энергии совершается преимущественно самим веществом. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а подповерхностный слой Солнца, где она происходит — конвективной зоной. По предположениям исследователей Солнца, её роль в физике солнечных процессов исключительно велика, так как именно в ней зарождаются разнообразные движения солнечного вещества и магнитные поля.

Атмосфера Солнца

Фотосфера

Фотосфера (слой, излучающий свет) достигает толщины ~320 км и образует видимую поверхность Солнца. Из фотосферы исходит основная часть оптического (видимого) излучения Солнца, излучение же из более глубоких слоёв до неё уже не доходит. Температура в фотосфере достигает в среднем 5800 К. Здесь средняя плотность газа составляет менее 1/1000 плотности земного воздуха, а температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается до 4800 К. Водород при таких условиях сохраняется почти полностью в нейтральном состоянии. Фотосфера образует видимую поверхность Солнца, от которой определяются размеры Солнца, расстояние от поверхности Солнца и т. д.

Хромосфера

Хромосфера достигает высоты 7 000 км, её температура изменяется от 4000 К (нижняя хромосфера) до 100 000 K (верхняя хромосфера).
Можно увидеть во время полного солнечного затмения в виде узкого желто-красного кольца. Толщина хромосферы – 12-15 тыс. км.
Солнечная хромосфера весьма неоднородна: в ней присутствуют продолговатые, похожие на языки пламени образования, так называемые спикулы.

Корона

Корона плавно переходит в межпланетную среду, её форма и интенсивность излучения сильно зависит от фазы цикла солнечной активности. Температура короны доходит до 1,8 х 106 K.

Солнечный ветер

Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном водородной и гелиевой плазмы), имеющий скорость 300–1200 км/с и распространяющийся, с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы.

Многие природные явления на Земле связаны с солнечным ветром, в том числе геомагнитные бури и полярные сияния.

Солнечная активность и солнечный цикл

Солнечной активностью называют комплекс явлений, связанных с генерацией в глубине Солнца и всплыванием к его поверхности сильных магнитных полей. Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как солнечные вспышки, генерацию потоков ускоренных частиц, изменения в уровнях электромагнитного излучения Солнца в различных диапазонах, корональные извержения массы, вариации скорости солнечного ветра и т.д.
С солнечной активностью связаны также вариации геомагнитной активности, которые являются следствием достигающих Земли возмущений межпланетной среды, вызыванных, в свою очередь, активными явлениями на Солнце.
Одним из наиболее распространённых показателей уровня солнечной активности являтся число Вольфа, связанное с количеством солнечных пятен на видимой полусфере Солнца. Общий уровень солнечной активности меняется с характерным периодом, примерно равным 11 годам (так называемый «цикл солнечной активности» или «одиннадцатилетний цикл»). Этот период выдерживается неточно и в 20 веке был ближе к 10 годам, а за последние 300 лет варьировался примерно от 7 до 17 лет. Циклам солнечной активности принято приписывать последовательные номера, начиная от условно выбранного первого цикла, максимум которого был в 1761 году. В 2000 году наблюдался максимум 23-го цикла солнечной активности.
Существуют также вариации солнечной активности большей длительности. Так, во второй половине 17 века солнечная активность и, в частности, её одиннадцатилетний цикл были сильно ослаблены (минимум Маундера). В эту же эпоху в Европе отмечалось снижение среднегодовых температур (т.н. Малый Ледниковый Период), что, возможно, вызвано воздействием солнечной активности на климат Земли. Существует также точка зрения, что глобальное потепление до некоторой степени вызвано повышением глобального уровня солнечной активности во второй половине 20 века. Тем не менее, механизмы такого воздействия пока ещё недостаточно ясны.

Ночью 23 сентября 1846 Иоганн Галле (Johann Gottfried Galle) и Гейнрих д’Арре (Heinrich Louis d’Arrest), проводя наблюдения на обсерватории в Берлине, обнаружили планету всего в одном градусе от положения, рассчитанного в 1846 году французским астрономом Урбеном Леверье на основании данных о небольших возмущениях в движении Урана. Немного менее точное предсказание английского астронома Джона Адамса (John Couch Adams), сделанное на год раньше, встретило в Англии необоснованный скептицизм, и было опубликовано только после открытия планеты. Несмотря на это, англичане развернули ожесточенные споры о национальном приоритете, и о том, как следует назвать планету. В конечном итоге, планета получила название Нептун по имени бога моря римской мифологии, которое предложил Леверье сразу же после открытия. Интересно, что рассчитанная Леверье и Адамсом орбита Нептуна очень быстро отклонялась от действительной орбиты планеты, и если бы поиски затянулись на несколько лет, то по этим вычислениям найти планету уже было бы нельзя.

Изучение

На самых лучших фотографиях, сделанных с Земли, можно различить отдельные яркие облака и яркую дымку над южным полюсом планеты. Космический аппарат «Вояджер-2» подтвердил эти наблюдения, когда прошёл всего в 5000 км над верхушками облаков планеты 25 августа 1989. Кроме того, он обнаружил много новых деталей, в том числе обширную циклоническую систему в южном полушарии — Большое тёмное пятно. К 1994 г. эта система распалась, а космический телескоп им. Хаббла обнаружил новое Большое тёмное пятно в северном полушарии.
«Вояджер-2» также обнаружил меньшую циклоническую систему с ярким ядром из перистых облаков, хорошо различимую систему полос, и многочисленные тонкие перистые облака. Также было обнаружено маленькое яркое облачко неправильной формы, совершающее один оборот за 16 часов. Оно получило название «Скутер», и может быть верхушкой выброса из нижних слоев атмосферы. Некоторые из этих деталей отбрасывают тени на более глубокие слои облаков, что дало первые данные о вертикальном расслоении атмосферы Нептуна. Высокие облака, находящиеся на 50—100 км выше основного слоя, вероятно, состоят из кристаллов метана, а более низкий и непрерывный уровень образован кристаллами аммиака или сульфида водорода. Перистые облака быстро изменяются, часто образуясь и исчезая всего за несколько часов. Таким образом, погода на Нептуне динамична и изменчива, как и на Земле.

Астрономические данные

Орбита Нептуна — одна из наиболее близких к окружности в Солнечной системе. Её большая полуось равна 4504,3 млн км при эксцентриситете всего 0,0086. Расстояние Нептуна до Солнца меняется в пределах 29,8—30,4 а. е. Наклонение орбиты к плоскости эклиптики равно 1°46′. Период обращения планеты вокруг Солнца равен 164,79 лет.
Максимальная звёздная величина Нептуна на земном небе равна 7,8, т. е. он примерно в пять раз слабее самых слабых звёзд, видимых невооружённым глазом. В большие телескопы он выглядит как маленький голубоватый диск диаметром 2,3 угловых секунды.

Физические характеристики

У Нептуна, как и у других планет-гигантов, нет твердой поверхности, поэтому за уровень отсчета при измерении размеров планеты принимается уровень атмосферы, на котором давление составляет 1 бар. Экваториальный диаметр Нептуна равен 49528 км, полярный — 48680 км; его масса — 1.02?1026 кг — превосходит земную в 17,14 раз. Таким образом, эта планета немного меньше и тяжелее Урана. Средняя плотность Нептуна — 1,76 г/см?. Уровень солнечной энергии в окрестностях Нептуна очень мал и составляет около 8 Вт/м?.
Атмосфера Нептуна на 98 % состоит из водорода и гелия. В ней содержится также 2,5—3 % метана. Перистые облака в атмосфере Нептуна, скорее всего, состоят из кристаллов замёрзшего метана. Сильные линии поглощения метана, доминирующие в спектре планеты, придают Нептуну интенсивный синий цвет. В спектре обнаружены также следы молекулярного водорода и этана. В микроволновом диапазоне обнаруживается присутствие небольших количеств аммиака.
Температура в атмосфере Нептуна меняется с глубиной. На уровне 0,1 бар температура минимальна — 50 К. Выше температура растет, достигая 750 К на высоте 2000 км (при давлении 10—11 бар), и далее остается постоянной. Также температура растет к центру планеты, где ожидаются значения температуры в 7000 К и давление в 5?106 бар. На уровне 1 бар температура атмосферы равна 74 К. Учитывая расстояние планеты до Солнца, ожидалось, что эффективная температура Нептуна составляет около 45 К, но оказалось, что она равна 59,3 К. Таким образом, на Нептуне часть тепла поступает из внутренних источников.
Ось вращения Нептуна наклонена к плоскости орбиты на 29°34′. Период вращения магнитного поля Нептуна, который, как полагают, связан с вращением ядра планеты, был определен «Вояджером-2» и составляет 16,11 часов (16 часов 07 минут). Большинство облаков вращаются с другими периодами, составляющими от 12 часов вблизи от южного полюса до 18 часов возле экватора. Это означает, что на Нептуне дуют ветры со скоростями до 2400 км/час, направленные против вращения планеты. Это самые сильные ветры в Солнечной системе.
«Вояджер-2» обнаружил, что ось магнитного поля Нептуна наклонена на 46° к оси вращения планеты, и смещена от центра планеты на расстояние в 0,55 радиуса планеты. В результате, напряженность магнитного поля сильно варьирует по поверхности планеты — от 0,1 гаусс в северном полушарии до 1 гаусс в южном. Полагают, что магнитное поле Нептуна порождается не ядром планеты, а мантией, богатой аммиаком. Сильный наклон оси магнитного поля приводит к тому, что траектории движения заряженных частиц в магнитосфере планеты пересекают траектории движения спутников и колец; в результате многие заряженные частицы поглощаются спутниками и кольцами, и их концентрация в магнитосфере уменьшается. Кроме того, «Вояджер» обнаружил на Нептуне полярные сияния, хотя и гораздо более слабые, чем на Земле. Они имеют сложный характер и распространяются на больших участках планеты, не только вокруг магнитных полюсов.
Полагают, что Нептун имеет ядро из расплавленных скальных пород, окружённое внешним ядром из частично расплавленной смеси аммиака, воды и метана, не разделённой на слои.
По данным на июнь 2005 г., у Нептуна 13 спутников.

Кольца

До пролёта «Вояджера-2» наличие у Нептуна колец было предметом оживленной дискуссии. Некоторые наземные наблюдения позволяли предположить, что вокруг планеты расположены неправильные дуги. Снимки «Вояджера» показали, что вокруг планеты существуют пять колец: два ярких и узких и три более слабых. Некоторые сектора внешнего яркого кольца значительно ярче, чем другие, и именно они были открыты при наблюдениях с Земли. Протяжённость таких дуг составляет от 1000 до 10000 км. Три самых ярких из них получили названия Свобода, Равенство и Братство. Яркие кольца (1989N2R, Леверье и 1989N1R, Адамс) расположены на расстояниях 53 тыс. км и 63 тыс. км. Внутреннее яркое кольцо имеет ширину всего 15 км. Спутники Галатея и Деспина движутся как раз по внутреннему краю 1989N1R и 1989N2R соответственно, и, возможно, участвуют в их формировании. Одно из широких колец расположено на расстоянии 42 тыс. км (1989N3R, Галле), другое — между яркими кольцами (1989N4R Лассель, Араго), и третье, по-видимому, заполняет пространство между внутренним широким кольцом и планетой. Кольца не отражают радиоволн, что указывает на отсутствие в них частиц размером крупнее сантиметра. То, что кольца лучше видны, если Солнце подсвечивает их сзади, указывает на преобладание пылевидных частиц. Возможно, кольца состоят из метанового льда, потемневшего под действием излучения Солнца.

Интересные факты

Галилей, при наблюдениях спутников Юпитера 28 декабря 1612 г. и 28 января 1613 г., обнаружил изменение относительного положения двух звёзд. Только через 366 лет, в 1979 г. выяснилось, что одной из этих «звёзд» был Нептун.

Содержание водорода составляет 83%, гелия — 15%, метана — 1,99%. Также обнаружены следы аммиака, этана и ацетилена. Уран и Нептун во многом похожи на ядро Юпитера или Сатурна без массивной оболочки из жидкого металлического водорода. Судя по всему, у Урана нет чётко выраженного ядра, и его вещество распределено более или менее равномерно. Голубой цвет планеты объясняется поглощением красного света атмосферным метаном.

Наклон оси

Одной из отличительных особенностей Урана является наклон его оси, составляющий почти 90°. Поэтому, на протяжении части орбиты, один из полюсов Урана направлен почти точно на Солнце, а другой — наоборот, от Солнца. В противоположной части орбиты ориентация полюсов по отношению к Солнцу меняется на обратную, а на участках между этими экстремумами, Солнце «вращается» вокруг экватора планеты, как на других планетах.
Когда «Вояджер-2» пролетал мимо планеты в 1986 г., её южный полюс как раз был направлен почти точно на Солнце. Правда, названия «южный» и «северный» для Урана не очевидны. Про него можно сказать, что наклон его оси немного превышает 90°, или что наклон чуть меньше 90°, а Уран вращается в обратном, по отношению к другим планетам, направлении. Эти два описания эквивалентны с физической точки зрения, но дают разную ориентацию полюсов: полюс, являющийся северным по одному из описаний, становится южным по другому, и наоборот.
Одним из результатов необычного наклона оси является то, что полярные районы Урана получают больше солнечной энергии, чем экваториальные. Правда, по неизвестным причинам, температура в области экватора Урана всё равно выше, чем у полюсов. Почему наклон оси столь велик, также неизвестно. Возможно, когда Уран ещё только формировался, он столкнулся с другой планетой, также находящейся в стадии формирования.
Похоже, что большой наклон оси вращения также вызывает огромные сезонные изменения в погоде. Во время пролёта «Вояджера-2» полосы облачности были очень тусклыми, практически незаметными. Недавние наблюдения с помощью Орбитального телескопа Хаббла показали гораздо более выраженную «полосатость» Урана, что, вероятно, связано с тем, что Солнце на небосклоне Урана находилось почти над экватором. В 2007 году Солнце будет точно над экватором Урана.

Магнитное поле

Магнитное поле Урана интересно тем, что его центр не совпадает с центром планеты, а его ось повёрнута почти на 60° по отношению к оси вращения. По-видимому, оно генерируется движением заряженных частиц на сравнительно небольшой глубине. Магнитное поле Нептуна обладает сходным смещением относительно геометрического центра планеты, так что это вряд ли связано с большим наклоном оси вращения. Источник магнитного поля Урана неизвестен. Ранее предполагалось, что между центром и атмосферой Урана существует сверхплотный водно-аммиачный океан, хорошо проводящий электричество, но, судя по всему, это неверно.

Открытие и исследование Урана

Уран — первая планета, открытая уже в Новое время. До своего открытия она неоднократно наблюдалась различными астрономами, но каждый раз её считали просто ещё одной звездой. Самое раннее документированное наблюдение относится к 1690 г., когда Джон Флемстид занёс Уран в свой каталог в качестве звезды 34 Тельца.
В качестве планеты Уран был открыт сэром Вильямом Гершелем в 1781 г. Гершель дал планете название Georgium Sidus («звезда Георга») в честь Георга III, короля Англии. Это название не прижилось за пределами Англии. Французский астроном Ж. Лаланд называл планету Гершель, а немец Иоганн Боде предложил современное название, Уран, в честь древнегреческого бога.
Судя по первым изданиям «Ежемесячных записок Королевского астрономического сообщества» от 1827 г., название «Уран» уже тогда было наиболее распространённым даже в Англии. Первое название, Georgium Sidus продолжало изредка использоваться англичанами и впоследствии.
«Вояджер-2», запущенный в 1977 г. NASA, — пока единственный космический аппарат, побывавший вблизи Урана. 24 января 1986 г. «Вояджер» был на минимальном для себя расстоянии от Урана. Затем он продолжил полёт в направлении Нептуна.

Спутники Урана

Всего известно 27 спутников Урана. Четыре крупнейших из них — это Титания, Оберон, Ариэль и Умбриэль.

Кольца Урана

Уран обладает слабыми, почти незаметными, планетарными кольцами, состоящими из несветящихся частиц материи до 10 м в диаметре. Первые кольца Урана были обнаружены в марте 1977 Джеймсом Эллиотом, Эдвардом Данхэмом и Дугласом Минком. Имеется также мнение, что честь открытия колец принадлежит сэру Вильяму Гершелю, который наблюдал их ещё в 1789 году.
На данный момент известны 13 его колец, что является неким «рекордом» в Солнечной системе.

Общие сведения

Сатурн состоит, в основном, из газа (водород и гелий) и не имеет привычной нам твёрдой поверхности. Относится к типу газовых планет.
Экваториальный радиус планеты равен 60300 км, полярный радиус — 54000 км; Сатурн — наиболее сплющенная планета Солнечной системы. Масса планеты в 95 раз превышает массу Земли, однако средняя плотность Сатурна составляет всего 0,69 г/см?, что делает её самой разреженной планетой Солнечной системы и единственной планетой, чья средняя плотность меньше воды.
Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов и 39 минут.

Атмосфера

Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 93 % из водорода (по объёму) и на 7 % — из гелия (по сравнению с 11 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, водяного пара, аммиака и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских.
По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют самые сильные ветры в Солнечной системе, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют, в основном, в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения. Ряд данных указывают, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 тыс. км. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.
В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (см. Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне). Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году (менее крупные ураганы образуются чаще).
Не до конца понятным на сегодняшний день остается такой атмосферный феномен Сатурна, как «Гигантский гексагон». Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна.
В атмосфере обнаружены мощные грозовые разряды, полярные сияния, ультрафиолетовое излучение водорода.

Внутреннее строение

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура и водород постепенно переходит в жидкое состояние. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (а давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создает магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро из тяжёлых материалов. См. схему внутреннего строения Сатурна.

Исследования Сатурна

Сатурн — одна из пяти планет Солнечной системы, легко видимых невооруженным глазом с Земли. В максимуме блеск Сатурна превышает первую звёздную величину.
Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил спутников.
В 1659 году Гюйгенс, с помощью более мощного телескопа, выяснил, что «компаньоны» — это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся её. Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. Начиная с 1675 года изучением планеты занимался Кассини. Он заметил, что кольцо состоит их двух колец, разделённых чётко видимым зазором — щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна.
В 1979 году космический аппарат «Пионер-11» впервые пролетел вблизи Сатурна, а в 1980 и 1981 годах за ним последовали аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти аппараты впервые обнаружили магнитное поле Сатурна и исследовали его магнитосферу, наблюдали штормы в атмосфере Сатурна, получили детальные снимки структуры колец и выяснили их состав.
В 1990-х годах Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом Хаббл. Долговременные наблюдения дали немало новой информации, которая была недоступна для «Пионера-11» и «Вояджеров» при их однократном пролёте мимо планеты.
В 1997 году к Сатурну был запущен аппарат Кассини-Гюйгенс и, после семи лет полёта, 1 июля 2004 года он достиг системы Сатурна и вышел на орбиту вокруг планеты. Основными задачами этой миссии, рассчитанной минимум на 4 года, является изучение структуры и динамики колец и спутников, а также изучение динамики атмосферы и магнитосферы Сатурна. Кроме того, специальный зонд «Гюйгенс» отделился от аппарата и на парашюте спустился на поверхность спутника Сатурна Титана.

Спутники

На июль 2007 г. известно 60 спутников Сатурна. 12 из них открыты при помощи космических аппаратов: Вояджер-1 (1980), Вояджер-2 (1990), Кассини (2004—2007).
В течение 2006 г. команда ученых под руководством Дэвида Джуитта из Гавайского университета, работающих на японском телескопе Субару на Гавайях, объявляло об открытии 9 спутников Сатурна.
Все они относятся к так называемым иррегулярным спутникам, которые отличаются вытянутыми эллиптическими орбитами, и, как полагают, не сформировались вместе с планетами, а захвачены их гравитационным полем.
Всего с 2004 года команда Джуитта обнаружила 21 спутник Сатурна.

Крупнейший из спутников — Титан. Ученые предполагают, что условия на этой планете схожи с теми, которые существовали на нашей планете 4 миллиарда лет назад, когда на Земле только зарождалась жизнь.

Кольца

Сатурн обладает самой мощной системой колец в Солнечной системе. Края кольцевой системы находятся на расстоянии 6,6 тыс. и 121 тыс. км от экватора планеты. Кольца состоят из частиц размером от нескольких микрон до десятков метров, в состав которых входит лёд, каменные породы, оксид железа. Существует множество колец, разделённых щелями, крупнейшая из которых — щель Кассини.