Следующая за Юпитером планета тоже относится к газовым гигантам и состоит по большей части из водорода и гелия. По объему Сатурн превосходит Землю в 800 раз, а по массе в 95. Вокруг Солнца он обращается с периодом 29,5 лет. Он находится почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает от него на единицу площади в 92 раза меньше энергии, чем наша планета. На Сатурне очень холодно — на границе облачного слоя температура равна минус 160 градусам Цельсия.
Во многом Сатурн похож на Юпитер, но значительно уступает ему в размерах. Структура его облачных слоев тоже схожа с юпитерианской, но цветные пояса облаков на Сатурне значительно менее контрастны. Причина тому — пары аммиака, поднимающиеся из глубин планеты и образующие туманную дымку в верхних слоях его атмосферы. Из-за этого диск Сатурна выглядит в целом невзрачнее, чем у Юпитера.
Но у Сатурна есть потрясающая, выделяющая его среди всех других планет особенность — его система колец. Именно они придают наблюдениям Сатурна «изюминку», неповторимое своеобразие.
Когда наблюдать Сатурн?
Как и у всех внешних планет, лучшие условия для наблюдения Сатурна приходятся на его противостояния, которые повторяются у Сатурна ежегодно со смещением в две недели вперед (противостояние каждый год происходит на две недели позже, чем в прошлом году).
От противостояния к противостоянию блеск Сатурна меняется немного сильнее, чем у Юпитера. Это вызвано тем, что на яркость планеты влияют и ее кольца, которые видны с Земли под разными углами, и блеск планеты с широко раскрытыми кольцами больше, чем с теми же кольцами в виде узенькой полоски.
А вот противостояние Сатурна в точке его перигелия (Великое противостояние) не оказывает на условия его видимости такого влияния, как у Марса и Юпитера. Слишком велико расстояние до Сатурна и слишком мала разница в максимальном и минимальном расстоянии до Земли. Происходят великие противостояния Сатурна редко — раз в 59 лет.
Противостояния Сатурна до 2038 г.
Детали поверхности Сатурна
Рекомендации по выбору инструментов для наблюдений Сатурна в принципе не отличаются от таковых для Юпитера. Простейшие наблюдения можно провести уже в мощный бинокль — внимательному наблюдателю с хорошим зрением он покажет кольца Сатурна в виде небольших «отростков» по краям диска. В телескоп с увеличением примерно 30 крат кольца видны уже отчетливо.
Тень планеты на кольцах, щель Кассини, разделяющая два основных кольца, видны уже в телескоп с апертурой 60–70 мм. Но для наблюдения облачных поясов на диске Сатурна нужна апертура 100–150 мм, а лучше 200 мм.
В целом строение облачных поясов и зон Сатурна похоже на аналогичное у Юпитера. Названия у них совпадают:
Классификация зон и поясов Сатурна
ЮПШ — Южная полярная шапка
СПШ — Северная полярная шапка
ЮЮУП — Юго-южный умеренный пояс
ЮУП — Южный умеренный пояс
ЮЭП — Южный экваториальный пояс
ЭП — Экваториальная полоса
СЭП — Северный экваториальный пояс
СУП — Северный умеренный пояс
ССУП — Северо-северный умеренный пояс
ЮЮУЗ — Юго-южная умеренная зона
ЮУЗ — Южная умеренная зона
ЮТЗ — Южная тропическая зона
ЭЗ — Экваториальная зона
СТЗ — Северная тропическая зона
СУЗ — Северная умеренная зона
ССУЗ — Северо-северная умеренная зона
Основные цвета облачных поясов и зон — серый, желтовато-серый, желтовато-белый. Даже с большим увеличением в хороший инструмент вы, скорее всего, начнете различать их не сразу, а после некоторого периода привыкания глаз. Наиболее заметны, как и у Юпитера, северный и южный экваториальные пояса, заметен также южный умеренный пояс. Среди прочих облачных поясов большинство малоконтрастны и видны лишь с апертурами порядка 250–300 мм.
Сатурн. Снимок «Кассини»
Большое Белое Пятно на Сатурне в 2011 г. Снимок «Кассини»
Наиболее интересные явления происходят в экваториальной зоне Сатурна. Здесь периодически появляются яркие белые пятна, которые, как и на Юпитере, являются гигантскими штормами в атмосфере. Их возникновение связано с выделением тепла из глубин планеты. Вместе с ним пары аммиака (NH3) поднимаются в холодные внешние слои атмосферы и конденсируются там в яркие ледяные облака.
Например, большая группа пятен, появившаяся в 1990 г., была настолько яркой, что уверенно наблюдалась даже в небольшие телескопы. Этот шторм жил несколько недель, в течение которых он постепенно вытягивался, превратившись, наконец, в узкую полосу вдоль всего экватора Сатурна, а затем исчез.
Отслеживание развития каждого такого образования дает дополнительные научные данные и позволяет изучить процессы, протекающие в недрах планеты.
Кольца Сатурна
Системы колец, состоящих из мелких частиц вещества, обнаружены у всех планет-гигантов в Солнечной системе. Но лишь у Сатурна они настолько ярки и эффектны. Даже у человека, далекого от астрономии, их вид в телескоп вызывает неподдельный интерес. И конечно, именно кольца в первую очередь интересуют любителей астрономии.
В настоящее время благодаря космическим аппаратам известно, что кольца состоят из сотен тонких колечек, но для любительских инструментов все они сливаются в три основных кольца, которые обозначаются буквами A, B и C.
Внутреннее кольцо C — самое близкое к планете, полупрозрачное. Оно видно в относительно небольшие телескопы (от 80 мм). На фоне темного неба имеет темно-серый цвет, а на фоне диска Сатурна — темно-желтый.
Среднее кольцо В — самое яркое, причем оно выглядит светлее, чем диск планеты. Внешняя часть этого кольца окрашена в белый цвет, а внутренняя чуть темнее, ее цвет — желтовато-белый.
Кольца Сатурна. Снимок «Кассини»
Внешнее кольцо А — желтовато-белое. От кольца В его отделяет темный, кажущийся пустым промежуток — щель Кассини (на самом деле, тонкие темные кольца есть и там, что доказали космические исследования). Щель Кассини тоже видна в небольшие инструменты, начиная от 60 мм. А в крупные инструменты порядка 200 мм на внешнем краю кольца А видна еще одна узкая щель — Деление Энке.
До и после противостояния Сатурна (начиная примерно через месяц после противостояния и заканчивая за месяц до следующего) можно наблюдать тень Сатурна, падающую на кольца. В момент противостояния тень не видна, так как Солнце освещает Сатурн «в лоб», и тень прячется за диском планеты. Можно наблюдать и тень колец на диске Сатурна.
Дважды за сатурнианский год можно наблюдать интереснейшее явление — «исчезновение» колец Сатурна. В это время они повернуты к нам ребром и превращаются сначала в очень узкую полоску, а затем и вовсе исчезают, после чего начинают раскрываться другой стороной.
Спутники Сатурна
На настоящий момент известно 62 естественных спутника Сатурна. В любительские инструменты видны семь из них: Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет, в крупные любительские инструменты виден Гиперион.
8 самых ярких спутников Сатурна
Самый крупный и яркий спутник Сатурна — Титан, его можно разглядеть в самые небольшие инструменты, например в бинокль 7×50 или 60-мм телескоп.
Спутник Япет меняет свой блеск. Это происходит потому, что, вращаясь, он поворачивается к нам разными сторонами, одна из которых покрыта большим количеством льда, который лучше отражает солнечный свет. Другая сторона также покрыта льдом, но с большой примесью углерода, что и делает ее намного темнее противоположной стороны.
Ссылки:
http://saturn.jpl.nasa.gov/ — все о Сатурне от миссии NASA «Кассини».
9. Уран, Нептун, Плутон
За Сатурном располагаются Уран и Нептун — две планеты-гиганта, открытые после изобретения телескопа. По размеру они почти одинаковы и занимают промежуточное положение между Юпитером, Сатурном и Землей. По радиусу они примерно в 4 раза больше Земли, а по массе — в 14 и 17 раз.
Уран обнаружил в 1781 году Вильям Гершель. Его орбита удалена от Солнца на 3 млрд км. Оборот вокруг Солнца Уран завершает за 84 земных года. Отличает его от других планет то, что Уран вращается вокруг своей оси «лежа на боку» — плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты на 98 градусов. В настоящий момент известно 27 спутников Урана.
Нептун открыт в 1846 г., и он стал первой планетой, обнаруженной в результате точных математических расчетов. Он удален от Солнца на 4,5 млрд км, совершает оборот вокруг него за 165 земных лет и обладает 14 спутниками.
Последней, девятой планетой Солнечной системы до 2006 года считался Плутон, открытый в 1930 году Клайдом Томбо. Плутон меньше нашей Луны, и совершает один оборот вокруг Солнца за 245 лет. В настоящее время Плутон лишен статуса планеты и считается карликовой планетой. Однако для любителей астрономии он интересен как первый представитель такого класса объектов.
Наблюдения — общие рекомендации
Дальние тела Солнечной системы не столь интересны для любителей, как Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Простейшие наблюдения Урана и Нептуна (обнаружение их на небе в виде звезды) можно провести с биноклем или небольшим телескопом. Однако хоть какие-то детали на них можно увидеть лишь с апертурой от 300 мм. В отличие от Юпитера, Сатурна и Марса, в случае с ними бесполезны цветные светофильтры, так как они только ухудшают видимость и без того тусклых планет, отсекая часть света.
Для обнаружения Плутона нужен телескоп с диаметром объектива порядка 300 мм и чистое темное загородное небо.
Уран
Блеск Урана колеблется в пределах 5,5–6,0 зв. величины. Планету можно увидеть невооруженным глазом на пределе его возможностей — на темном загородном небе. Но для уверенного обнаружения необходим бинокль. В него, как и в небольшой телескоп, она будет выглядеть просто голубоватой звездочкой, неотличимой от остальных. Уран неоднократно наблюдали в телескоп и до его открытия Гершелем, но каждый раз принимали за звезду и вносили в звездные каталоги под разными именами.
В телескоп с апертурой от 80 мм виден крошечный голубоватый диск Урана. Его диаметр не превышает 4 угловых секунд. Некоторые детали на диске планеты различимы лишь в очень крупные по любительским меркам инструменты — 350–450 мм. В частности, можно попытаться различить два темных пояса и светлые пятна.
Спутники Урана видны лишь в телескопы с большими апертурами. Самые яркие — Титанию и Оберон — при условии темного и прозрачного неба можно пытаться найти с 250-мм телескопом, с 350-мм — Ариель, и с 400-мм — Умбриэль.
Противостояния Урана происходят ежегодно, со смещением примерно в 4 дня от прошлогодней даты. Понятно, что Уран очень медленно движется среди созвездий, и условия его видимости в противостояние (высота над горизонтом) изменяются тоже медленно. В ближайшие 20 лет его противостояния происходят осенью и зимой, и планета постепенно набирает высоту над горизонтом, поднимаясь на широте Москвы от 45 до 58 градусов.
Уран. Снимок «Вояджера-2»
Противостояния Урана до 2038 г.
Нептун
Блеск Нептуна не бывает ярче 7,7 зв. величины, а это значит, что планета абсолютно недоступна для невооруженного глаза. Найти ее, как и Уран, можно с помощью бинокля или небольшого телескопа. Однако с наблюдением диска Нептуна трудностей куда больше. Его размер не превышает 2 угловых секунд, и различить его можно в телескопы от 200 мм с увеличением не ниже 200 крат. Никаких существенных деталей не видно и с большей апертурой.
Единственный спутник Нептуна, который можно наблюдать в любительские телескопы — Тритон. Его блеск равен 13,5 зв. величины, а максимальное угловое расстояние 17’’. На сегодня есть сведения об успешных наблюдениях спутника в телескопы 200–250 мм, хотя желательны более крупные инструменты.
Нептун. Снимок «Вояджера-2»
Противостояния Нептуна происходят ежегодно со смещением примерно в 2 дня. В ближайшие 20 лет, как и Уран, Нептун поднимается вверх по эклиптике, улучшая свои условия видимости. Его максимальная высота над горизонтом на широте Москвы увеличивается от 30 до почти 50 градусов.
Противостояния Нептуна
Плутон
Увидеть Плутон — очень сложная задача, особенно с учетом того, что сейчас он находится в южных зодиакальных созвездиях (в ближайшие 20 лет — в Стрельце и Козероге) и не поднимается высоко над горизонтом на большей части территории России. Кроме того, после прохождения перигелия 5 сентября 1989 года Плутон удаляется от Солнца, а следовательно, снижает блеск, который в ближайшие 20 лет упадет с 14 звездной величины почти до 15.Блеск карликовой планеты продолжит падать и дальше.
Плутон. Снимок аппарата «Новые горизонты»
Впрочем, если у вас имеется в наличии телескоп с апертурой порядка 300 мм и выше, подробный звездный атлас или мощная программа-планетарий и место с идеальными условиями для наблюдений — темным и прозрачным небом — вы можете попытать счастья. Если вам удастся разглядеть эту тусклейшую «звездочку», выделив ее среди тысяч остальных, а потом уложить в голове тот факт, что это ЕЕ подробнейшие снимки передал на Землю в 2015 г. космический аппарат «Новые горизонты» — перед вашим разумом тоже раскроются новые горизонты, и ваш мир никогда не будет прежним!