Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
плоскости орбиты к эклиптике 2°29,4', ср. скорость движения по орбите 9,64 км/с, а период обращения вокруг Солица (сидерич. период, или сатурииаиский год) 29,458 земных года. Мин. расстояние медаду С. н Землёй составляет 1,2 млрд. км, максимальное— 1,6 млрд. км; соответственно видимые угл. размеры диска изме-* ияются от 20" до 15". Синодич. период обращения равен 378,09 сут. Видимая звёздная величина С. в ср. противостоянии 0,67, абс. планетная величина 8,88. Интегральное сферич. альбедо 0,34 г.
Ср. экваториальный радиус С. (по уровню в атмосфере с давлением 1 бар) Rc — 60246 ± 10 км, масса (Afc) 5,68* 102в кг. Из-за быстрого вращения вокруг оси (период иа экваторе « 10,2 ч) С. обладает большим сжатием (~0,1), вследствие чего его полярный радиус почти иа 6500 км меньше экваториального. Существенно прн этом, что перкод вращения меняется с широтой (скорость вращения экваториальной зокы прибл. на 5% выше полярной). Ср. плотность С.— самая низкая нз всех планет, всего 0,69 г/см3, что прибл. вдвое меньше плотности Солнца. Ускорение силы тяжести на экваторе 10Д5 м/с2, параболич. скорость (скорость убегания) ок. 36 км/с.
Твёрдой поверхности С. не имеет и является газожидким телом, находящимся в состоянии гидростатич. равновесия. Структура его недр в целом подобна структуре Юпитера. Согласно моделям внутр. строения планет (см. Планеты, и спутники,), основанным на представлениях об адиабатич. изменении темп-ры по глубине и многослойной дифференциации вещества недр, внеш. газовая оболочка С. является водородно-гелиевой (при отношении Не/Н, меньшем солнечного, т. е. 0,13 ± ± 0,04 по массе), за ней следует оболочка, состоящая н оси. из жидкого водорода, а с расстояния »0,5 Лс— оболочка из мёталлического водорода. Металлич. водород заполняет слой до уровня 0,3 Rc, где начинается ядро. Давление здесь достигает 10 Мбар. Ядро составляет »25% по массе, что в иеск. раз больше ядра Юпитера. Причина состоит в том, что наряду с веществом скальных пород в его состав, вероятно, входит значит, примесь ледяной компоненты (вода, аммиак, метан). В этом находит отражение тот факт, что С. занимает промежуточное положение между Юпитером, состоящим в осн. из водорода, и Ураном и Нептуном, в составе к-рых преобладает ледяная компонента, а водород составляет относительно небольшую фракцию.
Наличие у С. магн. поля, вероятно, связано с действием гид ро магнитного динамо. Маги, поле на экваторе ж 0,21 Гс. Замечат. особенностью собств. магн. поля планеты является его почти точная аксиальная симметрия, что, видимо, обусловлено сильным дифференц. вращенкем наружных слоёв С. Отклонение оси магн. диполя от оси собств. вращения не превышает 1°.
С. получает от Солнца прибл. в 100 раз меньше тепла, чем Земля. Его эффективная температура составляет 95 К, что заметно выше равновесной (74 К). Это означает, что излучаемая С. в окружающеіе пространство энергия прибл. втрое больше энергии, получаемой от Солнца, и свидетельствует о высокой эффективности внутр. источника тепла. Наиб, вероятной природой этого источника может быть преобразование в тепло гравитац. энергии, высвобождающейся за счёт выпадения капель жидкого гелия (к-рые образуются при низкой темп-ре в жидком водороде) из внеш. оболочек к центру плаиеты.
Под атмосферой С. понимают верх, часть его внеш. газовой оболочки. Хим. состав атмосферы С. существенно отличается от средиесолнвчиого. Кроме водорода и гелня, в состав атмосферы входят метан (CH4), аммиак (NH3), фосфни (PH3), в небольших кол-вах присутствуют углеводороды (C2H0 и C2H2). Относит, содержания CH4, NH3, PH3, C2He и C2H2 составляют соответственно 2*10'а; 2-Ю"4; 3-10-в; 8*10“в н IO"7. Заметна обогащёииость углеродом (входящим в состав соединений): отношение С/Н больше солнечного в 2,3 раза.
27’
САТУРН
САХА
Структура атмосферы, профили темп-ры и давления похожи на юпитериаиские. Темп-ра в тропосфере на уровне с давлением 1 атм составляет ок. 145 К и медленно понижается с высотой (с адиабатич. градиентом 0,85К км"1). В тропопаузе при давлении ок. 0,1 атм немп-ра прибл. 80 К. Ниже неё расположены облака, к-рые, вероятно, состоят нз иеск. слоёв; считается, что верхний видимый слой образован в оси. кристаллами аммиака, хотя этот факт нельзя считать окончательно установленным. Для атмосферы С. характерно наличие ряда динамич. образований (полос типа зои и поясов, пятен), роднящих его с Юпитером. Вместе с тем упорядоченная структура зон и поясов (отражающих систему планетарной циркуляции), а также наблюдаемых крупных пятен — овалов (ассоциируемых с крупными атм. вихрями) на С. выражена менее чётко из-за протяжённого слоя надоблачной мелкодисперсной дымки. Размеры динамич. образований (вихрей и струй) велики по сравнению со шкалой высот (»60 км), но малы по сравнению с Rc и меньше аналогичных образований на Юпитере. В то же время скорости ветра иа экваторе С. в иеск. раз превышают скорости атм. движений в приэкваториальной зоие Юпитера, достигая почти 500 м/с. Возможно, это связано с тем, что в систему циркуляции на С. вовлекаются более глубокие области атмосферы, где интенсивность передачи момента кол-ва движения в область экваториальных широт выше. Заметные различия динамики атмосфер С. и Юпитера определяются различием интенсивностей источников тепла в недрах этих планет, меньшим зиа-чзнием ускорения силы тяжести и большей толщиной наружной непроводящей молекулярной оболочки С. По этой же причине для атмосферы С. характерна меньшая по сравнению с Юпитером роль в передаче кинетич. энергии вихревых движений упорядоченным зональным течениям.
