Формирование и состав спутников Сатурна
Прежде чем затронуть данную тематику, необходимо отметить, что существуют регулярные (так называемые луны) и нерегулярные. Отличие их состоит в том, что одни из них регулярно вращаются вокруг планеты по определенной орбите, другие же могут менять свой маршрут или вовсе отдаляться, а затем возникать вновь.
Существует теория, согласно которой регулярные луны возникли из околопланетных дисков, а нерегулярные – в результате попадания в мощное гравитационное поле планеты.
Кроме этого, существует ряд других теорий, считающихся альтернативными. Одна из них гласит, что Титан – крупнейший из лун, возник в результате столкновения двух крупных астероидов, в результате чего возник Титан и многочисленное количество малых лун. Данная теория также имеет право на жизнь, учитывая тот факт, что многие луны рассматриваемой планеты имеют пересекающиеся орбиты.
Спутники Сатурна
Водный слой
Русла метановых рек на поверхности Титана (мозаика из трёх снимков посадочного аппарата «Гюйгенс» в момент снижения).
Самое любопытное на Титане – возможное наличие подповерхностного океана. Благодаря этому спутник стал одним из приоритетных объектов для будущих исследований, аналогично Европе, спутнику Юпитера, на которой также имеется подповерхностный океан.
Если он на самом деле есть, то сплошь охватывает весь Титан. По расчетам ученых, вода в океане содержит около 10% аммиака, который служит антифризом и снижает температуру замерзания воды, поэтому она там должна находиться в жидком виде.
Также в воде может содержаться некоторое количество разных солей, как в земной морской воде.
Мнение эксперта
Ханова Ольга Евгеньевна
Исследовательница космоса, астрофизик по образованию
Согласно собранным станцией «Кассини» данным, подповерхностный океан должен существовать на самом деле, но расположен он на глубине около 100 км от поверхности. Есть догадки и расчеты, что в воде содержатся большие количества солей натрия, калия и серы, и вода эта очень соленая.
На Титане существует несколько морей. Площадь каждого превышает 100 000 кв/км. Внутри морей довольно много холмистых и гористых островов, некоторые из них превышают по размеру острова Северной Земли и остров Врангеля.
Синий — озёра и моря; красный — кратеры; лиловый — дюны; жёлтый — холмы; розовый — лабиринты; зеленовато-голубой — равнины.
В северной и южной приполярных областях установлено более 400 озер разного размера. Если площадь одних озер превышают 26 000 кв/км, и они составляют около 70% жидкой поверхности Титана, то другие совсем маленькие. Одни озера дают начало рекам, другие — служат устьями рек.
Вдоль экватора тянется обширная область дюн, которые, как предполагают, состоят из мелких частиц водяного и гидрокарбонатного льда, вероятно, около 250 микрон в диаметре, и образовались под действием господствующих ветров, дующих с запада.
Довольно широко распространенными элементами рельефа в континентальных областях Титана являются линейные горные хребты и впадины протяженностью более 150 км и шириной более 30 км. Это обширные участки, похожие на сильно расчлененные плоскогорья и плато на Земле, вмещающие озера равнины, речные долины разнообразной конфигурации длиной более 200 км, шириной до 5 км и глубиной до 200 м.
Атмосфера Титана с расстояния 435 000 км. «Вояджер-1», 1980 год.
Атмосфера Титана — объяснение для детей
Дети заметили, что луну обволакивает оранжевая дымка, не позволяющая взглянуть на поверхность до прибытия аппарата. Атмосфера занимает около 600 км (выше земной). Из-за такой толщины, спутник казался наибольшим в нашей системе. Только в 1980 году Вояджер развеял этот миф.
Кассини рассматривает туманную атмосферу спутника (снято 25 сентября 2008 года).
Отличается сложным и активным атмосферным слоем, состоящим из азота (95%) и метана (5%). Кроме того, замечены также органические молекулы с содержанием углерода и водорода, которые часто вмещают кислород и прочие элементы, присутствующие в земной атмосфере.
Для самых маленьких понравится, что в спутнике кроется настоящая тайна: так как метан разрушен солнечными лучами, то ученые считают, будто существует еще один источник. Это может быть вулканическая активность, хотя точных данных нет.
Атмосфера способна распространяться в пространство, как и земная. Аппарат заметил полярные ветра, вытягивающие метан и азот (заряженные столкновением со светом) вдоль магнитного поля планеты и из атмосферы. Полагают, что это происходит и на нашей планете.
Инопланетная жизнь
Маловероятно, чтобы на Титане была жизнь. Однако даже если допустить такую возможность, обитатели Титана, скорее всего, не походили бы на земных. Планетологи из США и Германии изучили возможные формы экстремальной инопланетной жизни. Гипотетические обитатели Титана отличались бы медленным метаболизмом и гигантскими размерами.
Цветные карты Титана
Изображение: NASA
По мнению ученых, организмы на Марсе в качестве внутриклеточной жидкости могли бы содержать перекись водорода, а жизнь на Титане возможна только на основе химии углеводородов. «Если вы не рассматриваете различные варианты возможной жизни, вы не поймете, что и как искать», — объяснил один из авторов исследования Дирк Шульце-Макуш из Государственного университета штата Вашингтон. И подчеркнул, что ученые не заявляют о необычных организмах на Титане, однако отмечают, что «их существование соответствует физическим и химическим законам, а также биологии».
Материалы по теме
Если на Марсе организмы могли бы походить на земные, то биохимия обитателей Титана была бы принципиально другой. Роль внутриклеточной жидкости у организмов на объектах типа Титана могут выполнять растворы углеводородов. Из-за холода обмен веществ сильно замедляется, а клетки чрезвычайно увеличиваются в размерах. Старение живых существ в таких условиях происходит гораздо медленнее, чем на Земле.
«Только открытие внеземной жизни и второй биосферы позволит нам проверить эти гипотезы», — отметил Шульце-Макуш. Это, по его словам, было бы «одним из величайших достижений нашего вида». С ним согласились бы и в НАСА, пообещавшем найти инопланетную жизнь к 2025 году. К сожалению, в ближайшие планы ведущих космических агентств мира не входит отправка станций за пределы орбиты Юпитера. Сегодня НАСА и партнеры сосредоточены на Марсе, крупнейшей планете Солнечной системы Юпитере и его спутнике с подледным океаном — Европе.
Детские стихи про космос, астрономию, Луну и Землю
Римма Алдонина
— Всё,- сказал я твёрдо дома, —
Буду только астрономом!
Необыкновенная
Вокруг Земли Вселенная!
***Т. Собакин
Как заманчиво
Стать астрономом,
Со Вселенною близко знакомым!
Это было бы вовсе не дурно:
Наблюдать за орбитой Сатурна,
Любоваться созвездием Лиры,
Обнаруживать чёрные дыры
И трактат сочинить непременно —
«Изучайте глубины Вселенной!»
***Я. Аким
Есть одна планета-сад
В этом космосе холодном.
Только здесь леса шумят,
Птиц скликая перелётных,
Лишь на ней одной цветут
Ландыши в траве зелёной,
И стрекозы только тут
В речку смотрят удивлённо…
Береги свою планету —
Ведь другой, похожей, нету!
***Автор неизвестен
Если месяц буквой «С»,
Значит, старый месяц;
Если палочку в довес
Ты к нему привесишь
И получишь букву «Р»,
Значит, он растущий,
Значит, скоро, верь-не верь,
Станет он толстущий.
***ЛунаРимма Алдонина
Верный спутник, ночей украшенье,
Дополнительное освещенье.
Мы, конечно, признаться должны:
Было б скучно Земле без Луны!
***Ю. Яковлев
— Что там за родственник Луны,
Племянник или внучек
Мелькает между тучек?
— Да это спутник!
— Вот те раз!
— Он спутник каждого из нас
И в целом — всей Земли.
Руками спутник сотворён,
А после на ракете
Доставлен в дали эти.
***Вечернее размышление о Божием величестве при случае великого северного сиянияМихаил Васильевич Ломоносов
Лице свое скрывает день;
Поля покрыла мрачна ночь;
Взошла на горы черна тень;
Лучи от нас склонились прочь;
Открылась бездна звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна.
Песчинка как в морских волнах,
Как мала искра в вечном льде,
Как в сильном вихре тонкий прах,
В свирепом как перо огне,
Так я, в сей бездне углублен,
Теряюсь, мысльми утомлен!
Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов;
Несчетны солнца там горят,
Народы там и круг веков:
Для общей славы божества
Там равна сила естества.
Но где ж, натура, твой закон?
С полночных стран встает заря!
Не солнце ль ставит там свой трон?
Не льдисты ль мещут огнь моря?
Се хладный пламень нас покрыл!
Се в ночь на землю день вступил!
О вы, которых быстрый зрак
Пронзает в книгу вечных прав,
Которым малый вещи знак
Являет естества устав,
Вам путь известен всех планет,-
Скажите, что нас так мятет?
Что зыблет ясный ночью луч?
Что тонкий пламень в твердь разит?
Как молния без грозных туч
Стремится от земли в зенит?
Как может быть, чтоб мерзлый пар
Среди зимы рождал пожар?
Там спорит жирна мгла с водой;
Иль солнечны лучи блестят,
Склонясь сквозь воздух к нам густой;
Иль тучных гор верхи горят;
Иль в море дуть престал зефир,
И гладки волны бьют в эфир.
Сомнений полон ваш ответ
О том, что окрест ближних мест.
Скажите ж, коль пространен свет?
И что малейших дале звезд?
Несведом тварей вам конец?
Скажите ж, коль велик Творец?1743
Общие характеристики
Орбитальные характеристики
Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем составляет 1 433 531 000 километров (9,58 а.е) . Двигаясь со средней скоростью 9,69 км/с, Сатурн обращается вокруг Солнца за 10 759 дней (примерно 29,5 лет). Сатурн и Юпитер находятся почти в точном резонансе 2:5. Поскольку эксцентриситет орбиты Сатурна 0,056, то разность расстояния до Солнца в перигелии и афелии составляет 162 миллиона километров.
Общие сведения
Сатурн относится к типу газовых планет: он состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности.
Экваториальный радиус планеты равен 60 300 км, полярный радиус — 54 000 км; из всех планет Солнечной системы Сатурн обладает наибольшим сжатием. Масса планеты в 95 раз превышает массу Земли, однако средняя плотность Сатурна составляет всего 0,69 г/см³, что делает его единственной планетой Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды.
Один оборот вокруг оси Сатурн совершает за 10 часов, 34 минуты и 13 секунд .
Атмосфера
Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 93 % из водорода (по объёму) и на 7 % — из гелия (по сравнению с 18 % 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 сильные ветра, 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 остаётся 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. В частности, 5 августа 2005 космический аппарат Кассини зафиксировал радиоволны, вызванные молнией.
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 создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов — камня, железа и, предположительно, льда.
Интересные факты о Сатурне
Столь необычная и большая планета, как Сатурн, конечно, обладает некоторыми необычными свойствами. Имея множество спутников и огромные кольца, Сатурн образует миниатюрную Солнечную систему, в которой немало интересного. Вот некоторые интересные факты о Сатурне:
- Сатурн — шестая планета от Солнца, и последняя, известная с древних времен. Следующий за ним Уран был открыт уже с помощью телескопа, а Нептун и вовсе с помощью вычислений.
- Сатурн — вторая по размеру планета в Солнечной системе после Юпитера. Это тоже газовый гигант, не имеющий твердой поверхности.
- Средняя плотность Сатурна меньше плотности воды, притом вдвое. В огромном бассейне он бы плавал почти как пенопласт.
- Планета Сатурн имеет наклон к плоскости орбиты, поэтому на ней меняются времена года, каждое длится 7 лет.
- Сатурн имеет на сегодняшний день 62 спутника, но это количество не окончательное. Возможно, будут открыты и другие. Больше спутников только у Юпитера. Обновление: 7 октября 2019 года было сообщено об открытии еще 20 новых спутников и теперь их у Сатурна стало 82 штуки, на 3 больше, чем у Юпитера. Сатурн — рекордсмен по количеству спутников.
- Спутник Сатурна Титан — второй по размеру в Солнечной системе, после Ганимеда, спутника Юпитера. Он на 50% больше Луны и даже немного больше Меркурия.
- На спутнике Сатурна Энцеладе возможно существование подледного океана. Не исключено, что там могла бы обнаружиться и какая-нибудь органическая жизнь.
- Форма Сатурна не сферическая. Он вращается очень быстро — сутки длятся менее 11 часов, поэтому имеет сплющенную у полюсов форму.
- Планета Сатурн выделяет больше энергии, чем получает от Солнца, как и Юпитер.
- Скорость ветра на Сатурне может достигать 1800 м/с — это больше скорости звука.
- Планета Сатурн не имеет твердой поверхности. С глубиной газ — в основном водород и гелий просто уплотняется, пока не переходит в жидкое, а затем и в металлическое состояние.
- На полюсах Сатурна имеется странное шестиугольное образование.
- На Сатурне имеются полярные сияния.
- Магнитное поле Сатурна — одно из самых мощных в Солнечной системе, распространяется на миллион километров от планеты. Вблизи планеты существуют мощные радиационные пояса, опасные для электроники космических зондов.
- Год на Сатурне длится 29.5 лет. За столько планета совершает оборот вокруг Солнца.
Конечно, это далеко не все интересные факты о Сатурне — слишком разнообразен и сложен этот мир.
3 Каллисто
- Диаметр: 4821 км
- Спутник: Юпитера
- Дата открытия: 7 января 1610 г.
- Период обращения: 16,689 суток
- Масса: 1,075 × 1023 кг
- Ускорение свободного падения: 1,235 м/с2
- Температура поверхности: −193 °C … −108 °C
Каллисто — второй по размеру спутник Юпитера (после Ганимеда), один из четырёх галилеевых спутников и самый удалённый среди них от планеты. Является третьим по величине спутником в Солнечной системе. Был открыт в 1610 году Галилео Галилеем, назван в честь персонажа древнегреческой мифологии — Каллисто, любовницы Зевса.
Благодаря низкому уровню радиационного фона в окрестностях Каллисто и её размерам её часто предлагают для основания станции, которая послужит для дальнейшего освоения системы Юпитера человечеством.В 2003 году НАСА провела концептуальное исследование под названием HOPE — «Надежда», в котором было рассмотрено будущее освоения человечеством внешней Солнечной системы. Одной из детально рассмотренных целей была Каллисто. Было предложено в перспективе построить на спутнике станцию по переработке и производству топлива из окружающих льдов для космических аппаратов, направляющихся для исследования более отдалённых областей Солнечной системы, помимо этого лёд можно было бы использовать и для добычи воды.
Как и в случае Европы и Ганимеда, популярна идея о возможности существования в подповерхностном океане Каллисто внеземной микробной жизни. Однако на Каллисто условия для жизни несколько хуже, чем на Европе или Ганимеде. Основные причины: недостаточность соприкосновения с горными породами и низкий тепловой поток из недр спутника.
Титан – Самый крупный спутник Сатурна.
Дожди на спутнике Сатурна сильно отличаются от земных дождей. У дождя Титана капли в двое больше и их скорость падения на поверхность спутника в 10 раз меньше. После подробного и долгого изучения дождя было установлено, что капли состоят не из воды, а из метана. Но это не значит что там нет воды. Вода была обнаружена, но не сразу, ее не искали в камнях, которыми вода стала из-за низкой температуры. Ведь температура на спутнике Сатурна опускается до -180°C
Взяв во внимание то, что метан – это газ, который вырабатывают бактерии, ученые уже выдвинули предположение, что Титан обитаем. Тут мнения ученых разделились: первая половина ученых считает, что здесь могут существовать максимум микроорганизмы; но вот другие ученые абсолютно противоположного мнения и заявляют, что Титан населяет разумная внеземная цивилизация.Мнения ученых сходятся в одном – эта форма жизни абсолютно не похожа не земную
Но пока никакая жизнь не была обнаружена.
На Титане существует плотная атмосфера, что дает возможность существования жизни. Эта атмосфера очень похожа на земную, есть только небольшое отличие – у Земли 1/3 воздуха это кислород, а 2/3 это азот. У титана воздух состоит почти из чистого азота, для человека это благоприятный газ не опасный для дыхания. Давление воздуха здесь немного больше чем на Земле.
Ученые всего мира работают над программой освоения Титана. На сегодня главная задача- построить космический корабль, для отправления его на спутник Сатурна. В дальнейшем, если это будет нужно, он может стать запасной планетой для людей, но до этого еще далеко. Все что сейчас нам остается это только размышлять на эту тему и изучать спутник Сатурна.
Метановые озера
Предположение о наличии на поверхности Титана метана в жидком состоянии подтвердилось в 2009 г., когда были получены инфракрасные снимки с зонда «Кассини». На спутнике несколько сотен таких резервуаров. Самое крупное скопление находится вблизи Северного полюса. Наибольшие из них:
- море Кракена — имеет длину 1000 км;
- море Лигеи площадью 100 тыс. км².
Ученые предположили, что скопление метановых озер на Северном, а не на Южном полюсе, связано с сезонными изменениями. Год на Титане длится 7,5 года, возможно, пока одна область находится в удалении от Солнца, водоемы пересыхают, а потом опять возобновляются.
Метановые озера на поверхности Титана. Credit: poisknews.ru.
Орбита и вращение спутника Титан
Радиус орбиты спутника Титан составляет 1 221 870 км и находится за пределами колец Сатурна. Титану требуется 15 дней, 22 часа и 41 минуту, чтобы завершить полную орбиту вокруг Сатурна. Титан имеет синхронное вращение относительно своей планеты. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник повёрнут к планете всегда одной и той же стороной. Ему необходимо около 29 лет для прохождения полного оборота вокруг Солнца. Ось вращения Сатурна наклонена как Земля, что приводит к сезонам. Сезоны на Титане значительно длиннее земных и длится более 7 лет.
Море Лигеи
Около северного полюса Титана раскинулись три углеводородных моря (Кракена, Лигеи и Пунги) в окружении многочисленных озер. В южном полушарии пока обнаружено только одно крупное озеро. В 2014 году Cassini провела радарное наблюдение моря Лигеи и обнаружила в нем метан. Планетологам наконец-то удалось при помощи полученных автоматической станцией данных выяснить химический состав моря Лигеи.
Миссия Cassini-Huygens является совместным проектом НАСА, Европейского и Итальянского космических агентств. Оперативное руководство проектом осуществляется Лабораторией реактивного движения в городе Пасадина (Калифорния, США) в интересах НАСА. Основная цель проекта заключается в исследовании Сатурна, его колец, а также Титана. Миссия запущена 15 октября 1997 года с мыса Канаверал во Флориде и 1 июля 2004-го вышла на орбиту Сатурна. 25 декабря 2004 года от спутника Cassini отделился зонд Huygens, который 14 января 2005-го высадился на поверхности Титана.
Второй по величине углеводородный водоем сопоставим по площади с американскими озерами Гурон и Мичиган вместе взятыми. Новое исследование использует данные того же радара Cassini, но работавшего в 2007-2015 годах в другом режиме. Ученые надеялись обнаружить в море Лигеи, кроме метана, еще и этан, но это сделать не удалось. Углеводородный водоем состоит главным образом из метана. Тому есть несколько объяснений.
По одной из версий, метан попадает в море Лигеи с атмосферными осадками, а этан содержится в придонных слоях. Этан может также вымываться (через пролив Тревайза) в соседний водоем — море Кракена. Для уточнения ситуации потребуются дополнительные наблюдения. В ходе последнего исследования ученые также определили максимальную глубину моря Лигеи — 160 метров.
1 / 2
Море Лигеи
Фото: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
2 / 2
Транспорт органических соединений в водоем Титана
Изображение: ESA
Установлено, что дно водоема покрыто слоем разнообразных органических соединений. Эти нерастворимые углеводороды (например, бензол и нитрилы) попали туда с атмосферными осадками и осели на дно под действием силы тяжести. Ученые не заметили разницы между температурами в море и на берегу в разные времена года (аналоги земных зимы и лета). Это позволило предположить, что береговая линия моря Лигеи имеет пористую структуру и богата жидкими углеводородами.
Количество и наименование спутников Сатурна
Сколько спутников у Сатурна? Насчитывается 62 естественных спутника этой планеты. Однако прогресс не стоит на месте, и с появлением современных средств наблюдения за космическим пространством, каждые 5-10 лет открываются новые спутники, учитывая, сколько спутников у Сатурна уже открыто, от этой планеты еще много сюрпризов впереди.
Отличительная особенность системы Сатурна – луны Сатурна имеют схожий состав.
Среди интересных лун: Пандора и Гиперион. Первый предположительно пористое ледяное тело, а второй – ледяное тело с внутренними пустотами. Гиперион имеет странную неправильную форму, образовавшуюся в результате столкновения с космическими объектами. Также, Гиперион своеобразен своим передвижением по орбите – оно хаотично.
Все луны Сатурна вращаются в одном направлении. Единственное исключение – Феба.
Феба вращается в противоположном направлении относительно других космических тел орбиты Сатурна. Не меньший интерес представляют и другие луны: Атлант, Мимас, Янус. Подробнее о них рассказано ниже.
Перечень спутников выглядит следующим образом:
- Титан;
- Рея;
- Мимас;
- Тефия;
- Диона;
- Энцелад;
- Япет;
- Гиперион;
- Янус;
- Феба;
- Эпиметей;
- Елена;
- Калипсо;
- Телесто;
- Пандора;
- Пан;
- Имир;
- Прометей;
- Иджирак;
- Палиак;
- Атлас;
- Тарвос;
- Мундильфари;
- Суттунг;
- Кивиок;
- Сиарнак;
- Скади;
- Эррипо;
- Альбиорикс;
- Полидевк;
- Эгир;
- Дафнис;
- Мефона;
- Паллена;
- Нарви;
- Трюм;
- Гиррокин;
- Форньот;
- Хати;
- Фарбаути;
- Фенрир;
- Бефинд;
- Бестла;
- Бергельмир;
- Титус;
- Таркек;
- Грейп;
- Эгеон;
- Ярнсакса;
- Кари;
- Сурт;
- Анфа;
- Сколл;
- Логи;
- 8 естественных спутников без названий;
- минилуны.
Атмосфера Титана
О возможности существования атмосферы вокруг Титана впервые заговорили в 1903 году. Тогда испанский астроном Хосе Комас Сола заметил, что диск Титана кажется более ярким в своем центре, чем у его краев. Существование атмосферы было подтверждено в 1944 году Джерардом Койпером из Чикагского университета. Он определил присутствие метана в спектре атмосферы Титана.
Дальнейшие наблюдения, сделанные в частности, с помощью зондов Вояджер, которые пролетали в тех краях в 1980 и 1981 годах, а в последующем и зонда Кассини-Гюйгенс показали, что атмосфера Титана состоит на 98,4% из азота и на 1,6% из метана, с небольшим количеством других газов, включая различные углеводороды (такие как этан, диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, ацетилен и пропан), аргон, диоксид углерода, монооксид углерода, цианоген, цианид водород и гелий. Кроме Земли, Титан единственное в Солнечной системе космическое тело, которое обладает плотной атмосферой, богатой азотом.
Считается, что углеводороды образуются в верхних слоях атмосферы Титана из-за реакций, связанных с распадом метана под воздействием ультрафиолетового света Солнца и космических лучей. Эта органическая фотохимия создает оранжевую дымку, наиболее плотную на высоте около 300 километров, которая закрывает от наблюдения поверхность на видимых длинах волн, а также отражает значительное количество инфракрасного излучения в космос, что приводит к «анти-парниковому эффекту».
Запасы и добыча
Основные руды: ильменит (FeTiO3), рутил (TiO2), титанит (CaTiSiO5).
По данным на 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49,7—52,7 млн т. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.
Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %.
Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА».
Ураганы в царстве холода
Толщина газовой оболочки вокруг Нептуна достигает нескольких тысяч километров от пяти до восьми, по разным расчетам. В ее составе 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Метан хорошо рассеивает синие лучи, что придает Нептуну цвет, вполне соответствующий его «морскому» названию синий со слабым зеленоватым оттенком. Динамика атмосферы Нептуна весьма активная, несмотря на то что планета расположена очень далеко от Солнца и получает от светила в 900 раз меньше энергии на единицу площади, чем Земля. Температура на внешней поверхности облаков чрезвычайно низкая всего лишь 214°С. Однако Нептун излучает в пространство энергии в 2,5 раза больше, чем ему достается от Солнца. Это свидетельствует о том, что внутри планеты происходит выделение энергии. О причине такого процесса четкого суждения нет это может быть либо естественный радиоактивный распад в породах каменного ядра Нептуна, либо высвобождение гравитационной энергии, если его недра все еще сжимаются в продолжающемся процессе формирования планеты. В любом случае атмосфера нагревается изнутри и находится в постоянном движении. Ветры дуют с запада на восток, перенося воздух в направлении, параллельном экватору. Вблизи полюсов их скорость намного больше, чем около экватора. Удивительно, что у планеты, атмосфера которой с наружной стороны самая холодная в Солнечной системе, скорости ветров самые большие. Не последнюю роль в этом играют и низкие температуры, уменьшающие вязкость газов, образующих атмосферу, а также быстрое вращение самой планеты. На Нептуне ветры достигают ураганной силы, перемещаясь со скоростью до 2 000 км/ч (560 м/с). На Земле ураганом считается ветер, скорость которого превышает 30 м/с. Такие ветры оказались большим сюрпризом для ученых, предполагавших до полета «Вояджера», что холодная атмосфера Нептуна представляет собой малоподвижное «сонное царство», а вместо этого обнаружился бушующий мир ураганов. Наиболее крупные атмосферные вихри на Нептуне достигают нескольких тысяч километров в поперечнике. На общем светло-синем фоне планеты эти образования имеют вид овалов очень темного, густо-синего цвета, за что получили название «темных пятен». Они возникают в атмосфере на определенное время, иногда достаточно длительное несколько месяцев или даже лет, а затем постепенно рассасываются и исчезают. Самый крупный из наблюдавшихся до сих пор ураганов, названный Большим Темным пятном, располагался в южном полушарии Нептуна в 1989 году, когда около планеты пролетала станция «Вояджер-2». Диаметр этого вихря превышал диаметр нашей Земли. На снимках хорошо видны детали строения громадного урагана темная центральная часть и окаймляющее ее светлое кольцо облаков, постоянно движущихся по кругу с гигантской скоростью. Это был огромный вихрь, в центре которого виднелись глубинные, более темные слои атмосферы Нептуна. Пять лет спустя на снимках, сделанных с околоземной орбиты космическим телескопом «Хаббл», Большого Темного пятна обнаружено не было: этот ураган либо затих, либо оказался закрыт сверху сплошной облачной пеленой. Для всех темных пятен в атмосфере Нептуна характерна яркая белая кайма с приполярной стороны. Это, скорее всего, метановый иней на наиболее холодных участках облаков.
Жидкость и круговорот веществ на Титане
|
Компьютерные модели предсказывают наличие обширного водяного океана на Титане,
На Титане были обнаружены многочисленные озера из жидких углеводородов, и совсем недавно было доказано, На Титане зарегисрированы также впадающие в одно из озёр реки (предположительно метановые).
Также радаром подтверждена теория о круговороте жидкости (метана?) на Титане, Титан является единственной луной в Солнечной системе с активной гидрологической системой, включающей дожди, каналы, озера и моря.
Углеводородные озера на Титане не имеют аналогов в Солнечной системе. |
Атмосфера Титана
О возможности существования атмосферы вокруг Титана впервые заговорили в 1903 году. Тогда испанский астроном Хосе Комас Сола заметил, что диск Титана кажется более ярким в своем центре, чем у его краев. Существование атмосферы было подтверждено в 1944 году Джерардом Койпером в Чикагском университете. Он определил присутствие метана в спектре Титана.
Дальнейшие наблюдения, сделанные в частности, с помощью зондов Вояджер, которые пролетали в тех краях в 1980 и 1981 годах, а в последующем и зонда Кассини-Гюйгенс, показали, что атмосфера Титана состоит на 98,4% из азота и на 1,6% из метана, с небольшим количеством других газов, включая различные углеводороды (такие как этан, диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, ацетилен и пропан), аргон, диоксид углерода, монооксид углерода, цианоген , цианид водород и гелий. Кроме , Титан единственный в Солнечной системе обладает плотной атмосферой, богатой азотом.
Считается, что углеводороды образуются в верхней атмосфере Титана из-за реакций, связанных с распадом метана под воздействием ультрафиолетового света и космических лучей. Эта органическая фотохимия создает оранжевую дымку, наиболее плотную на высоте около 300 километров (200 миль), которая закрывает от наблюдения поверхность на видимых длинах волн, а также отражает значительное количество инфракрасного излучения в космос, что приводит к «анти-парниковому эффекту».