Сатурн (планета)

Сатурн, шестая из больших планет по расстоянию от Солнца, вторая по размерам и массе (рис. см. при ст. планеты); среднее расстояние от Солнца 1 426 млн. километров, в 9 ½  раз больше расстояния Земли от Солнца, так что на Сатурне Солнце светит и греет в 90 раз слабее, чем на Земле; время обращения вокруг Солнца 29 лет 167 дней; экваториальный диаметр 118 000 км, полярный 106 000 км; сжатие 1:10, самое большое среди больших планет; масса Сатурна в 3 500 раз меньше массы Солнца; средняя плотность Сатурна 0,13, по отношению к воде — самая малая в солнечной системе (см. таблицу при ст. планеты). Уже по сильному сжатию можно предполагать быстрое вращение Сатурна около оси; однако обычно на его поверхности бледно-желтого цвета не бывает видно выдающихся пятен, по которым можно было бы точно определить это время вращения; обыкновенно видны только слабые светло-серые полосы, опоясывающие шар планеты; только раз в ХVIIІ, раз в XIX и раз в XX столетии были неподолгу видны довольно резко ограниченные пятна, по которым было найдено время обращения соответственно: 10 ч. 16 м, 10 ч. 14 м и 10 ч. 38 м. Несомненно, что видимая поверхность планеты есть поверхность толстого слоя облаков, покрывающего действительную поверхность ее; возможно, что различие чисел, полученных для времени вращения, указывает на различную скорость вращения различных поясов, как это обнаружено у Юпитера и Солнца, но за недостатком наблюдений нельзя вывести определенной закономерности в этом отношении. Вполне возможно, что Сатурн еще не вполне охладился и отвердел, как, можно думать, и Юпитер. Экватор Сатурна наклонен на 27° к плоскости его орбиты вокруг Солнца; поэтому там имеют место, как на Земле, времена года, но т. к. Солнце там светит и греет в 90 раз слабее, чем на Земле, то они не могут иметь там такого значения, как на Земле. От всех прочих планет Сатурн особенно отличается своими кольцами; они тонкие, плоские, расположены приблизительно в плоскости экватора Сатурна; явственно видно три кольца, одно внутри другого: внешнее и среднее более яркие (особенно среднее), по цвету белее, чем шар планеты, внутреннее же гораздо более слабое (иногда называется «темным»). По измерениям Барнарда:

внешний радиус внешнего кольца 139 000 км

внутренний « « « 121 000 «

внешний « среднего « 117 000 «

внутренний « « « 88 000 «

внутренний « слабого « 71 000 «

экваториальный « планеты 61 500 «

толщина колец, вероятно, менее 100 км; между внешним и средним кольцами есть промежуток в виде узкой черной кольцевой щели, т. н. Кассиниево деление; с трудом наблюдаются и другие, более тонкие деления; слабое кольцо примыкает к среднему без явственного промежутка. Так как плоскость кольца наклонена под углом в 28° к плоскости эклиптики, и кольцо видно лишь вследствие освещения его Солнцем, то оно имеет различный вид, смотря по расположению Солнца и Земли относительно его плоскости; когда его плоскость проходит чрез Солнце, то оно не видно, т. к. Солнце освещает его с ребра, и оно слишком тонко, чтобы быть видимым; когда его плоскость проходит чрез Землю, оно не видно, т. к. мы смотрим его с ребра; это бывает, когда гелиоцентричесисая, а во втором случае геоцентрическая долгота Сатурна = 172° или 352°; когда планета продвинется далее, то мы начинаем видеть кольцо все в меньшем ракурсе, сначала в виде двух тонких линий по обе стороны шара планеты, потом в виде все более широкого эллиптического кольца; когда долгота планеты достигает 82° или 262°, то кольца видны наиболее раскрытыми (малая ось эллипса = около половины большой, см. рис.); при подходящих условиях видна тень кольца на планете и тень планеты на кольце; полный цикл совершается в 29 ½  лет, сообразно с временем обращения Сатурна вокруг Солнца. В ХVII веке явление меняющейся формы планеты при тогдашних несовершенных трубах долго представлялось загадочным и непонятным; только Гюйгенс мог в 1656 г. дать верное объяснение этого явления. Равным образом, в XIX веке, после развития небесной механики, большое затруднение представляло решение вопроса о физическом устройстве колец; лишь в конце XIX века почти одновременными наблюдениями Килера в Ликовской обсерватории и Белопольского в Пулкове вопрос был окончательно решен согласно с гипотезой К. Максвелла, что кольца состоят из множества мелких спутников, орбиты которых расположены приблизительно в одной плоскости. Оба наблюдателя по измерению фотографий спектра колец, причем щель спектрографа была направлена по большой оси кольца, обнаружили на основании принципа Допплера-Физо, что внутренние части колец обращаются вокруг планеты быстрее, чем внешние; следовательно, кольцо не может быть сплошным, а состоит из отдельных частей материи, движущихся вокруг планеты по законам Кеплера; полученные из этих фотографий скорости внутреннего и внешнего края кольца вполне согласуются со скоростями отдельных спутников Сатурна; эти мелкие спутники теснее друг к другу в ярких кольцах, но их много меньше в слабом кольце, которое поэтому и представляется нам слабым, хотя и сплошным, т. к. мы не можем видеть этих спутников отдельно друг от друга по их малости, слабости их света и все-таки значительной многочисленности их.  Отдельных спутников у Сатурна найдено до сих пор десять. Самый близкий к Сатурну на расстоянии 181 000 км, обращается вокруг Сатурна в 23 часа, самый дальний на расстоянии 12 340 000 км — в  1 ½  года. Один из них, Япет, имеет ту особенность, что его яркость меняется с тем же периодом, как обращение вокруг планеты: когда он находится на запад от Сатурна, он на 1 ½  звездных величины ярче, чем когда он на восток от Сатурна; это можно объяснить тем, что на его поверхности есть пятна, и что время вращения его около оси таково же, как время обращения вокруг планеты, т. е. что он обращен к Сатурну всегда одной своей стороной, как Луна к Земле.

С. Бл.