Сатурн:

- похожа на Юпитер. Такой же природы как у Юпитера – магнитное поле;

- радиоизлучение небольшое, так радиационные пояса слабее, чем у Юпитера.

Рисунок 71. Радиационные пояса Сатурна

- ось магнитосферы совпадает с осью вращения;

- наличие кольца, состоящего из нескольких широких концентрических полос. Кольца не сплошные, состоят из множества твердых частиц различных размеров.

- из 17 спутников только один, Титан, виден в небольшие телескопы.

Уран, Нептун, Плутон

- далекие от Солнца, слабо освещаются Солнцем, поэтому плохо изучены;

- Уран и Нептун по физическим свойствам похожи друг на друга. На 80% состоят из железа, 20% - водород, гелий.

- В 1978г фотоэлектрическими наблюдениями покрытий слабых звезд Ураном, у него обнаружены 9 темных колец.

- О физической природе Плутона мало известно. Сведения о нем противоречивы.

3. Лекция 19. Малые тела Солнечной системы

В группе малых тел Солнечной системы входят:

- астероиды – малые планеты;

- кометы;

- метеоры и метеоритные потоки;

- метеориты и болиды.

1. Астероиды - «звездоподобные» малые планеты диаметром от 1 до 1000 км, образующиеся вокруг Солнца. Орбиты астероидов преимущественно расположены между орбитами Марса и Юпитера.

Догадка о том, что между Марсом и Юпитером должна быть планета высказал Кеплер в 1596г. Почти 2 века спустя в 1772г немецкий ученый И.Тициус предположил эмпирическую формулу для больших полуосей орбит планет

а_п = 0,4 + 0,3 * 2 ⁿ(а.е) – Закон Тициуса – Боде.

n = 0 для Венеры

n= - ∞ для Меркурия

n=1- для Земли и далее по порядку.

При n=3 расстоянии 2,8 а.е. от Солнца должна быть планета. На Конгрессе астрономов в 1796г был принят проект ее поиска. Спустя 4 года был открыт первый астероид Церера (Дж.Пиацци, Италия), затем второй – Паллада (Г.Ольберс, Герм), затем открыты Юнона и Веста. К 1984 году надежно установлены около 3000 астероидов. Установлены их орбиты. Открытию многих астероидов способствовало применение фотографического метода при двухчасовой или трехчасовой выдержке. Вновь открытым астероидом присваиваются номера. Когда – то им присваивались женские имена из греческой мифологии, потом обычные женские имена, названия цветов, стран, городов, обсерваторий, затем выдающихся ученых, деятелей культуры не обязательно с окончанием женского рода. Например в честь Бредихина (857) и Глазенапия (852), Владилена – в честь Ленина. Но есть: Гагарин, Руднева, Северный, Харадзе, Масевич.

Малым планетам, орбиты которых выделяются какими – либо особенностями, присваивают мужские имена: Адонис, Аполлон, Гермес.

Около 98% астероидов двигаются на среднем расстоянии от солнца от 2,06 до 4,30 а.е. (между Марсом и Юпитером). С периодом обращения от 2, 96 до 8,92 года. Эта зона называется поясом или кольцом астероидов. Наклон орбиты у большинства не превышает 25º, но у некоторых до 50º. Эксцентриситет от 0,10 до 0,20. но есть астероиды с уникальными орбитами.

Таблица 13. Характеристики некоторых астероидов

В таблице: i – наклонение орбиты и плоскости эклиптики;

q- перигельное расстояние ,Q- афелийное расстояние.

В 1977г обнаруженХирон, не принадлежащий к поясу астероидов. Эксцентриситет e=0,379, a=13,7 а.е. Но в перигелии подходит к Солнцу на 1а.е.ближе, чем Сатурн.

Крупные астероиды:

- Церера (1000км);

- Паллада(610км);

- Веста (540км);

- Гигея (450км).

Только у 14 астероидов поперечник более 250км, у Гермеса - 1 км.

У таких малых тел не может быть сферической формы.

Массы астероидов:

Церера: (1,2-1,4)*10²¹ кг., т.е. в 4,4 тыс. раз меньше массы Земли.

Гермес: 10 ¹² кг.

Прямые измерения масс астероидов по их взаимным возмущениям при сближении имеются только у трех астероидов: Церера (1,2*10²¹ кг), Паллада (2,2 * 10²⁰ кг.), Веста (2,8*10²⁰ кг).

непосредственные измерения диаметров проводят во время покрытия звезд – для крупных астероидов размеры остальных оценивают по блеску (абсолютной звездной величине).

Плотность: от 2000 кг/м³ (каменные) до (7000-8000) кг/м³ (железно-никелевые).

Осевое вращение обнаружено у многих астероидов: Антигона, Эрос, Гидальго и др.

Орбиты большинства астероидов подвержены возмущением от гравитационного воздействия больших планет, главным образом Юпитера. Но есть 2 группы астероидов «греки» и «троянцы». Они движутся на угловом расстоянии 60º от Юпитера (одна группа впереди, другая за ним) в точках либрации. То есть центр масс этих групп, Юпитер и Солнце образуют два равносторонних треугольника, которые не подвержены заметному возмущению.

«Греки»(10): Агамемнон, Антилох, Ахиллес, Аякс, Диомед, Менеллей, Нестор, Одиссей, Патрокл, Птеламон.

«Троянцы»(5): Анхиз, Гектор, Приан, Троил, Эней.

Это имена героев троянской войны.

Орбиты астероидов располагаются так, чтобы возмущения были минимальными.

Люки Кирквуда – это область орбит с периодами обращения вокруг Солнца, сравнимыми с периодом обращения Юпитера. Астероидов с такими орбитами очень мало. Это резонансные астероиды.

Известно около 50 астероидов с большими эксцентриситетами и малыми перигельным расстоянием. У астероидов группы Аполлона перигелий внутри орбиты Земли, а у группы Амура – между Землей и Марсом. При возмущении астероиды группы Амура могут попадать внутрь орбиты Земли. При падении на Землю астероидов диаметром более 1 км образуется кратер диаметром не менее 10 км. Такие события 1 раз в 100 тыс. лет.

Скорость вращения астероидов оценивается по периодическим колебаниям блеска. Для крупных астероидов периоды от 5 до 20 часов. Мелкие, по – видимому, вращаются быстрее.

Распределение скоростей вращения близко к максвелловскому, ориентация осей вращения – случайна. Только самые крупные Цецера, Паллада, Веста имеют прямое вращение, то есть вращаются в ту же сторону, что и Земля.

Происхождение астероидов – рассматриваются две возможности (гипотезы):

- астероиды – результат распада ранее существовавшей планеты (одной или нескольких);

- астероиды – по каким – то причинам не сформировавшаяся планета.

Примечание - Небесные тела размером менее 1 км называют метеоритами.

Более 40% всех астероидов образуют свыше 50 семейств (групп). Предполагается, что такие группы образованы дроблением при столкновениях. Самое большое семейство Флора включает 250 членов. В семействе часто встречается так, что масса одного члена значительно превышает суммарную массу всех остальных членов семейства.

Дробление астероидов продолжается и в настоящее время.