Trong hệ mặt trời của chúng ta có một khối các vật thể không gian đáng kinh ngạc, sự quan tâm không hề suy yếu. Một trong những vật thể này là Sao Thổ - hành tinh thứ sáu của hệ mặt trời, thiên thể kỳ lạ và bất thường nhất nằm trong không gian gần nhất với chúng ta. Kích thước khổng lồ, sự hiện diện của những chiếc nhẫn kỳ diệu, những sự thật và đặc điểm thú vị khác mà hành tinh thứ sáu có được, khiến nó trở thành đối tượng chú ý của các nhà vật lý thiên văn.
Khám phá hành tinh nhẫn
Sao Thổ, giống như người hàng xóm của nó, Sao Mộc khổng lồ, là một trong những vật thể lớn nhất trong hệ mặt trời. Thông tin đầu tiên về một người đàn ông hành tinh xinh đẹp bắt đầu thu thập trong kỷ nguyên của các nền văn minh cổ đại. Người Ai Cập, Ba Tư và Hy Lạp cổ đại đã nhân cách hóa Sao Thổ với vị thần tối cao, truyền đạt một ngôi sao màu vàng trên bầu trời đêm với sức mạnh thần bí. Người xưa rất coi trọng hành tinh này, tạo ra và định hình những cuốn lịch đầu tiên trên đó.
Trong kỷ nguyên của La Mã cổ đại, việc thờ cúng Saturn đã đạt đến đỉnh cao, đánh dấu sự khởi đầu của Saturnalia - lễ hội của nông nghiệp. Theo thời gian, việc thờ cúng Sao Thổ trở thành một hướng đi hoàn toàn trong văn hóa của người La Mã cổ đại.
Những sự thật khoa học đầu tiên về hành tinh Sao Thổ rơi vào cuối thế kỷ XVI. Đó là công đức to lớn của Galileo Galilei. Chính anh ta, lần đầu tiên với sự trợ giúp của kính viễn vọng không hoàn hảo của mình, đã đặt Sao Thổ trong số các vật thể của hệ mặt trời của chúng ta. Điều duy nhất thất bại trong việc tôn vinh nhà thiên văn học, vì vậy đó là phát hiện những chiếc nhẫn quyến rũ của hành tinh. Việc trang trí hành tinh dưới dạng những chiếc nhẫn khổng lồ, với đường kính bằng ba, bốn lần đường kính của hành tinh, được phát hiện vào năm 1610 bởi nhà vật lý thiên văn người Hà Lan Christian Huygens.
Chỉ trong thời kỳ hiện đại, khi các kính viễn vọng trên mặt đất mạnh hơn xuất hiện, cộng đồng khoa học mới có thể kiểm tra đầy đủ các vành đai tuyệt vời và khám phá những sự thật thú vị khác về hành tinh Sao Thổ.
Một chuyến tham quan ngắn vào lịch sử của hành tinh
Hành tinh thứ sáu của hệ mặt trời nằm trong số những người khổng lồ khí như Sao Mộc, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Không giống như các hành tinh trên mặt đất của Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa, đây là những người khổng lồ thực sự, các thiên thể có kích thước khổng lồ của cấu trúc khí. Không phải không có lý do, các nhà khoa học coi Sao Thổ và Sao Mộc là những hành tinh có liên quan, với bầu khí quyển và các thông số vật lý tương tự.
Do môi trường của nó, được đại diện bởi một nhóm các vệ tinh lớn và nhỏ, các vòng lớn và sáng, hành tinh này được coi là dễ nhận biết nhất trong hệ mặt trời. Tuy nhiên, mặc dù vậy, hành tinh này là ít nghiên cứu nhất. Mô tả về hành tinh ngày nay đi vào dữ liệu tĩnh thông thường và trung bình, bao gồm kích thước, khối lượng và mật độ của một thiên thể. Không ít thông tin ít ỏi về thành phần của bầu khí quyển hành tinh và trường địa từ của nó. Bề mặt của Sao Thổ, bị che khuất bởi những đám mây khí dày đặc, thường được coi là một điểm tối đối với các nhà vật lý thiên văn trong khoa học.
Chúng ta biết gì về sao Thổ ngày nay? Trên bầu trời đêm, hành tinh này xuất hiện khá thường xuyên và là một ngôi sao sáng có màu vàng nhạt. Trong các cuộc đối đầu, thiên thể này trông giống như một ngôi sao với độ sáng 0,2-0,3 m.
Độ sáng tương đối cao của hành tinh rất có thể là do kích thước lớn của hành tinh. Sao Thổ có đường kính 116.464 nghìn km, gấp 9,5 lần so với các thông số của Trái đất. Một người khổng lồ có vòng trông giống như một quả trứng trải dài ở hai cực và dẹt ở vùng xích đạo. Bán kính trung bình của hành tinh chỉ hơn 58 nghìn km. Cùng với các vành đai, đường kính của Sao Thổ là 270 nghìn km. Khối lượng là 568.360.000 nghìn tỷ kg.
Sao Thổ nặng gấp 95 lần Trái đất và là vật thể không gian lớn thứ hai trong hệ mặt trời sau Sao Mộc. Đồng thời, mật độ của quái vật này chỉ là 0,687 g / cm3. Để so sánh, mật độ của hành tinh xanh của chúng ta là 5,51 g / cm. Nói cách khác, một hành tinh khí khổng lồ nhẹ hơn nước và nếu bạn đặt Sao Thổ vào một vũng nước khổng lồ, nó sẽ vẫn còn trên bề mặt.
Sao Thổ có diện tích hơn 42 tỷ mét vuông. km, vượt quá diện tích bề mặt 87 lần. Khối lượng của khí khổng lồ là 827,13 nghìn tỷ đồng. km khối.
Dữ liệu tò mò về vị trí quỹ đạo của hành tinh. Sao Thổ cách Mặt trời 10 lần so với hành tinh của chúng ta. Ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt của một hành tinh có vành đai trong 1 giờ 20 phút. Quỹ đạo có độ lệch tâm lớn thứ ba, chỉ đứng sau Sao Thủy và Sao Hỏa trong chỉ số này. Quỹ đạo của hành tinh được phân biệt bởi một sự khác biệt nhỏ giữa aphelion và perihelion, là 1,54 x 108 km. Sao Thổ tối đa được đưa ra khỏi Mặt trời ở khoảng cách 1513 783 km. Khoảng cách tối thiểu của Sao Thổ từ Mặt trời là 1353600 km.
Các đặc điểm vật lý thiên văn của hành tinh so với các thiên thể khác của hệ mặt trời là khá thú vị. Tốc độ quỹ đạo của hành tinh là 9,6 km / s. Một cuộc cách mạng hoàn chỉnh xung quanh ngôi sao sáng trung tâm của chúng ta mất Sao Thổ chưa đầy 30 năm. Tốc độ quay của hành tinh quanh trục của nó cao hơn đáng kể so với Trái đất. Doanh thu của Sao Thổ quanh trục của chính nó có thể là 10 giờ 33 phút, so với 24 giờ đối với thế giới của chúng ta. Nói cách khác, ngày Sao Thổ ngắn hơn nhiều so với ngày ở trần gian, nhưng một năm trên một hành tinh có vành đai sẽ kéo dài tới 24.491 ngày Trái đất. Các hành tinh gần nhất với Sao Thổ - Sao Mộc và Sao Thiên Vương - quay quanh trục của chúng chậm hơn nhiều.
Một đặc điểm đặc trưng của vị trí của hành tinh và tốc độ quay quanh trục của chính nó là sự hiện diện của sự thay đổi của các mùa. Trục quay của người khổng lồ có vành được nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo cùng góc với Trái đất. Các mùa cũng có mặt trên Sao Thổ, chỉ có điều chúng tồn tại lâu hơn nhiều: mùa xuân, mùa hè, mùa thu và mùa đông kéo dài trên Sao Thổ trong gần 7 năm.
Người khổng lồ nằm trên Trái đất với khoảng cách trung bình 1,28 tỷ km. Trong thời gian đối đầu, Sao Thổ gần nhất với thế giới của chúng ta ở khoảng cách 1,20 tỷ km.
Với khoảng cách khổng lồ như vậy, sẽ mất nhiều thời gian để bay đến gã khổng lồ khí có vòng tròn với khả năng kỹ thuật hiện tại. Tàu thăm dò tự động đầu tiên "Pioneer-11" đã bay tới Sao Thổ trong hơn 6 năm. Một kẻ lang thang không gian khác, tàu thăm dò Voyager-1, đã du hành tới người khổng lồ khí trong hơn 3 năm. Tàu vũ trụ nổi tiếng nhất "Cassini" đã bay tới Sao Thổ trong 7 năm. Thành tựu mới nhất của loài người trong nghiên cứu và thám hiểm không gian bên ngoài khu vực Sao Thổ là chuyến bay của tàu thăm dò tự động Thời gian mới Horizons. Đơn vị này đã đạt đến khu vực của các vòng sau 2 năm và 4 tháng kể từ ngày ra mắt tại trang web ra mắt Cape Canaveral.
Đặc điểm và thành phần của bầu khí quyển của hành tinh
Theo cấu trúc của nó, hành tinh lớn thứ hai của hệ mặt trời rất giống với Sao Mộc. Người khổng lồ khí bao gồm ba lớp. Lớp đầu tiên, trong cùng là một lõi lớn dày đặc bao gồm silicat và kim loại. Về khối lượng, lõi của Sao Thổ nặng gấp 20 lần hành tinh của chúng ta. Nhiệt độ ở trung tâm của lõi đạt 10-11 nghìn độ C. Điều này là do áp lực rất lớn ở các khu vực bên trong hành tinh, đạt tới 3 triệu bầu khí quyển. Sự kết hợp của nhiệt độ cao và áp suất khổng lồ dẫn đến thực tế rằng chính hành tinh này có khả năng tỏa năng lượng vào không gian xung quanh. Sao Thổ cung cấp năng lượng gấp 2,5 lần so với nhận được từ ngôi sao của chúng ta.
Các nhà khoa học tin rằng đường kính của lõi là 25 nghìn km. Nếu bạn leo lên cao hơn, sau khi lõi bắt đầu một lớp hydro kim loại. Độ dày của nó thay đổi trong khoảng từ 30 đến 40 nghìn km. Đằng sau lớp hydro kim loại bắt đầu lớp trên cùng, bề mặt được gọi là hành tinh, chứa đầy hydro và heli ở trạng thái bán lỏng. Lớp hydro phân tử trên Sao Thổ chỉ 12 nghìn km. Giống như các hành tinh khí khác trong hệ mặt trời, Sao Thổ không có ranh giới rõ ràng giữa bầu khí quyển và bề mặt hành tinh. Một lượng lớn hydro tạo ra sự lưu thông mạnh mẽ của các dòng điện, cùng với trục từ của hành tinh, tạo thành từ trường của Sao Thổ. Cần lưu ý rằng lớp vỏ từ tính của Sao Thổ kém hơn về sức mạnh so với từ trường của Sao Mộc.
Theo thành phần của khí quyển, hành tinh thứ sáu của hệ mặt trời có 96% cấu tạo từ hydro. Chỉ 4% đến từ helium. Độ dày của lớp khí quyển trên Sao Thổ chỉ là 60 km, nhưng đặc điểm chính của bầu khí quyển Sao Thổ là khác nhau. Tốc độ quay cao của hành tinh quanh trục của chính nó và sự hiện diện trong bầu khí quyển của một lượng hydro khổng lồ gây ra sự phân tách của lớp vỏ khí thành các sọc. Đám mây cũng chủ yếu bao gồm hydro phân tử được pha loãng với metan và helium. Tốc độ quay cao của hành tinh góp phần hình thành các sọc trông mỏng hơn ở các vùng cực và mở rộng đáng kể, tiếp cận đường xích đạo của hành tinh.
Các nhà khoa học tin rằng sự hiện diện của các dải trong bầu khí quyển Saturn cho thấy tốc độ di chuyển của khối khí cao. Trên hành tinh này những cơn gió mạnh nhất thổi vào toàn bộ hệ mặt trời. Theo dữ liệu thu được từ hội đồng quản trị của "Cassini", tốc độ gió trong bầu khí quyển của Sao Thổ đạt tới 1800 km / h.
Các vành đai Sao Thổ và các vệ tinh của nó
Đối tượng đáng chú ý nhất trong việc nghiên cứu hành tinh thứ sáu của hệ mặt trời là các vành đai của nó. Mặt trăng của sao Thổ không kém phần quan tâm vì kích thước khổng lồ của chúng và sự hiện diện của một bề mặt rắn.
Các vành đai của người khổng lồ khí là một cụm các mảnh vụn không gian khổng lồ tích tụ tại các khu vực của Sao Thổ trong nhiều tỷ năm. Các mảnh băng và đá của vật chất vũ trụ tạo thành 7 vòng lớn có chiều rộng khác nhau, cách nhau bởi 4 khe. Tất cả các vành đai của Sao Thổ được chỉ định bằng các chữ cái Latinh: A, B, C, D, E, F và G. Các khe có các tên sau:
- Vết nứt của Maxwell;
- che chở Cassini;
- Khe Enkea;
- Kẻ giết người.
Do sự hiện diện trong cấu trúc của các vòng của một lượng băng vũ trụ khổng lồ, những thành tạo này có thể nhìn thấy rõ trong một kính viễn vọng mạnh mẽ. Được trang bị kính viễn vọng Go-To từ trái đất, bạn chỉ có thể quan sát hai vành đai Sao Thổ lớn nhất.
Đối với các vệ tinh của Sao Thổ, thì người khổng lồ khí này không có đối thủ trong số các thiên thể hiện được biết đến. Chính thức, hành tinh này có 62 vệ tinh, trong đó các vật thể lớn nhất nổi bật. Vệ tinh tự nhiên lớn thứ hai trong Hệ Mặt trời, Titan, lớn hơn hành tinh Sao Thủy, có đường kính 5150 km. và vượt quá kích thước của nó Sao Thủy. Không giống như chủ sở hữu của nó, Titan có một bầu không khí nitơ dày đặc.
Tuy nhiên, nó không phải là Titan mà các nhà khoa học quan tâm ngày nay. Vệ tinh Enceladus lớn thứ sáu của Saturn hóa ra là một thiên thể, trên bề mặt tìm thấy dấu vết của nước. Sự thật này lần đầu tiên được phát hiện bởi hình ảnh Hubble và được xác nhận bằng chuyến bay của tàu thăm dò không gian Cassini. Trên mạch nước phun Enceladus đã được phát hiện, các mảng bề mặt rộng được phủ một lớp băng. Sự hiện diện của nước trong cấu trúc địa chất của vệ tinh này khiến các nhà khoa học tin rằng hệ mặt trời có thể có các dạng sống khác.
