Historia de las observaciones de Saturno
Saturno y los anillos de Saturno se pueden ver claramente a través de un telescopio con una apertura (diámetro de la lente del objetivo) de más de tres pulgadas. Cuando la atmósfera es estable (el aumento es superior a 100 veces), la brecha. También se puede ver en el anillo de Cassini. El 11 de febrero de 2007, Saturno superó al Sol con una magnitud de -0,2. En ese momento, el diámetro aparente de Saturno en Leo era 20,27.
Hablando de los ocho planetas del sistema solar, Saturno puede ser el primer planeta que viene a la mente de la mayoría de las personas. Es innegable que Saturno es el único entre los ocho planetas que tiene anillos evidentes, que pueden verse fácilmente con un telescopio astronómico común. Los anillos de otros planetas son tan insignificantes como los de Saturno.
Finales de abril de 2013 es el mejor momento para observar Saturno, porque Saturno se encuentra justo en el momento del eclipse solar. La oposición ocurre cuando el Sol, la Tierra y Saturno se alinean en línea recta cuando miramos el sistema solar perpendicular a su plano orbital. Desde la perspectiva de la Tierra, Saturno está exactamente en dirección opuesta a la dirección del Sol. El brillo de Saturno es el más brillante durante todo el año y su ángulo de visión también es el más grande durante todo el año. En 2013, Saturno se pone el 28 de abril. A medida que el Sol se pone, Saturno saldrá por el horizonte oriental y será visible durante toda la noche.
Aunque el eclipse lunar de Saturno dura sólo un día, en realidad no tenemos que esperar al eclipse lunar. Saturno sólo es invisible para nosotros durante unos tres meses al año. Pero si se trata de una observación más sencilla, es un mes antes y después del eclipse, ya que Saturno es visible casi toda la noche de mayo a agosto, todavía podemos ver Saturno.
Para los lectores familiarizados con las constelaciones, Saturno apareció entre Virgo y Libra en 2013, no lejos de la estrella principal de Virgo, Spica. No debería ser difícil encontrar Saturno. El 26 de abril de 2013, Saturno estaba exactamente entre la luna y Arcturus. La luna estaba al este de Saturno y Arcturus al oeste. Esta es una buena guía.
Lo más atractivo de Saturno es su hermoso halo, que es tan deslumbrante como el halo en la cabeza de un ángel. Lectores con telescopios astronómicos, no importa si su telescopio es grande o pequeño, aún podrán ver su halo. Si hace buen tiempo, también podríamos sacar el telescopio para observar Saturno. En 2013, el ángulo de inclinación de los anillos de Saturno es perfecto y todo el planeta se ve hermoso (solo una preferencia personal). Durante los próximos cuatro años, la inclinación de los anillos seguirá aumentando hasta 2017, cuando los anillos estarán en su mayor ángulo y el brillo general del planeta aumentará.
Cuando hagamos registros de observación a largo plazo de los anillos de Saturno, encontraremos que la forma de los anillos de Saturno cambia cada año, desde un aumento máximo, luego a una línea recta, y luego a un aumento de nuevo... Cuando los anillos de Saturno se despliegan. Cuando están alineados, los anillos de Saturno parecen desaparecer. A partir de esto podemos imaginar lo delgados que son los anillos de Saturno.
Saturno tarda 29,5 años en orbitar alrededor del sol. Si desea recopilar los cambios completos de los anillos de Saturno, debe observar durante 30 años, pero, de hecho, si solo desea recopilar los cambios de los anillos de Saturno desde el crecimiento máximo hasta la línea plana, solo se necesitan 7,5 años. La existencia de Saturno se conoce desde tiempos prehistóricos. En la antigüedad, era el más lejano de los cinco planetas conocidos además de la Tierra, y existían diversos mitos acordes con sus características. En la antigua mitología romana era el dios de la agricultura y, a juzgar por el nombre adoptado por este planeta, era el dios de la agricultura y la cosecha. Los romanos lo consideraban igual que el dios griego Cronos. Los griegos creían que el planeta más exterior estaba sagrado para Cronos, y los romanos también heredaron esta tradición.
En la astrología india, existen nueve cuerpos celestes utilizados para la astrología, como el famoso calendario Navgraha (sánscrito: ?), Saturno es uno de ellos, llamado "Sani" o "Nisha". Los jueces están entre los planetas y cada uno juzga si sus acciones son buenas o malas. Según los Cinco Elementos chinos, las antiguas culturas china y japonesa eligieron a Saturno como planeta, uno de los elementos utilizados tradicionalmente para clasificar la naturaleza. En hebreo antiguo, Saturno se llamaba "Shabatai", y su ángel era Cassirer, es decir, el dios de la sabiduría o la salud, era Agiel, y su lado oscuro era Izaz; Los idiomas urdu y malayo utilizados en la Turquía otomana se denominaron "Zuhar", que fue una transformación del árabe.
Los anillos de Saturno se pueden ver con un telescopio de 1,5 cm de diámetro, pero no fue hasta que Galileo miró a través de un telescopio en 1610 que tomó conciencia de su existencia. Aunque inicialmente pensó que se trataba de lunas a ambos lados de Saturno, no fue hasta que Christiaan Huygens utilizó un telescopio más potente que vio claramente y pensó que era un anillo. Huygens también descubrió Titán, la luna de Saturno. Poco después, Cassini descubrió cuatro lunas más: Ipatos, Rea, Rea y Rea. En 1675, Cassini también descubrió la famosa Cassini Slit.
No se hicieron más descubrimientos significativos después de eso. No fue hasta 1789 que William Herschel descubrió dos lunas más: Encelado y Encelado. Los titanes de forma irregular y los titanes con * * vibraciones fueron descubiertos por los británicos en 1848.
En 1899, William Henry Pickering descubrió Titán, una luna muy irregular que no giraba sincrónicamente como las lunas más grandes. Phoebe es el primer satélite de este tipo descubierto. Orbita a Saturno en movimiento retrógrado durante un ciclo de un año. A principios del siglo XX, los estudios de Titán confirmaron que tiene una atmósfera espesa, una característica única entre las lunas Pioneer del Sistema Solar.
Con el fin de explorar las condiciones físicas del espacio exterior del sistema solar, Pioneer 11 fue lanzado en abril de 1973 y voló a Saturno en septiembre de 1979, convirtiéndose en el primer objeto creado por el hombre en explorar el cercano Saturno. .
Pioneer 11 descubrió que Saturno tiene una vasta ionosfera compuesta de hidrógeno ionizado, con una temperatura superior de aproximadamente 977°C. Las observaciones muestran que hay auroras en las regiones polares de Saturno.
La nave espacial "Pioneer 11" fue descubierta a 1,28 millones de kilómetros de Saturno en agosto y septiembre de 1979. El campo magnético de Saturno es muy especial. Su patrón de campo magnético es como el de una ballena grande, con una cabeza roma, alas planas que se extienden desde ambos lados y una cola gruesa. El eje magnético del campo magnético de Saturno coincide con su eje de rotación y el centro magnético está a 22,5 kilómetros del núcleo de Saturno. El campo magnético es miles de veces mayor que el de la Tierra, pero más pequeño y menos complejo que el de Júpiter.
"Voyager"
La Voyager 1 y la Voyager 2, después de inspeccionar Júpiter, continúan navegando hacia Saturno para inspeccionar Saturno. Después de completar su misión de explorar Saturno, la Voyager 2 continuó volando a Urano y Neptuno para investigarlos. Estas naves espaciales "multimisión" nos están trayendo nueva información sobre Saturno.
Mientras estudiaban fotografías de Saturno enviadas por la Voyager 2, los científicos del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica descubrieron un extraño fenómeno: una nube hexagonal sobre el polo norte de Saturno. La nube tiene su centro alrededor del Polo Norte y gira a la velocidad de Saturno. Las nubes hexagonales en el polo norte de Saturno no fueron fotografiadas directamente por la Voyager 2 porque la Voyager 2 no voló directamente sobre el polo norte de Saturno. Pero mientras orbitaba Saturno, tomó fotografías del planeta desde todos los ángulos. Después de que los astrónomos combinaron las fotografías, obtuvieron una vista completa del polo norte de Saturno y descubrieron nubes hexagonales. La aparición de nubes hexagonales sobre el polo norte de Saturno ha llevado a los científicos a recomprender a Saturno, y la NASA especula que la causa está relacionada con el clima de Saturno.
La nave espacial Cassini
Cassini es parte de la nave espacial Cassini-Huygens. Cassini-Huygens es una colaboración entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. Su misión principal es explorar el sistema Saturno en el espacio. El detector Cassini lleva el nombre del astrónomo francés nacido en Italia Cassini. Su misión es orbitar Saturno y realizar investigaciones en profundidad del planeta, su atmósfera, anillos, lunas y campo magnético.
Después de un largo viaje espacial de 6 años, 8 meses y 3.500 millones de kilómetros, la sonda espacial Cassini entró con éxito en la órbita alrededor de Saturno como estaba previsto a las 12:02, hora de Beijing, el 1 de julio de 2004, y comenzó Realizar una investigación científica de 4 años de duración de la atmósfera, los anillos y las lunas de Saturno.
Durante sus cuatro años orbitando Saturno, Cassini observará de cerca el planeta y realizará un estudio exhaustivo del planeta y sus numerosas lunas.
"Cassini" comenzó a tomar fotografías y películas completas de la familia Saturno desde junio de 5438 hasta octubre de 2004. Cassini lleva cámaras que son mejores que las cámaras similares del Telescopio Espacial Hubble.
Antes de acercarse a la órbita, el 11 de junio de 2004, exploró Titán y tomó fotografías extremadamente claras del satélite. Titán es el satélite más lejano de Saturno, con un radio de 110 km.
Los científicos sospechan que se trata de un asteroide capturado por Saturno. Cassini midió su masa y densidad a una distancia de 2.000 kilómetros.
El 17 de febrero de 2005, Cassini pasará a 1.179 kilómetros de Encelado. El 9 de marzo del mismo año, la distancia se acercará a los 499 kilómetros. Encelado tiene un radio de 250 kilómetros y una superficie muy brillante que refleja casi el 100% de la luz solar. Los científicos sospechan que su superficie está hecha de hielo liso y Cassini sondeará su campo magnético para determinar si hay agua salada debajo de su superficie.
De abril a septiembre de 2005, la órbita de Cassini cambiará del plano ecuatorial de Saturno a un ángulo de 22 grados con respecto al plano. Medirá los anillos y la atmósfera de Saturno desde una altura imponente para explorar más a fondo el planeta. anillos. La estructura, las partículas materiales que forman los anillos y las características físicas de la atmósfera de Saturno.
Desde septiembre de 2005 hasta 165438+octubre, Cassini se acercará a Titán, Rea, Rea y Rea uno por uno, y realizará observaciones respectivamente. El radio de Encelado es de 560 kilómetros y el radio de Encelado es de 870 kilómetros. Su apariencia es muy similar a la de nuestra luna, cubierta de densos cráteres. Titán se encuentra entre Titán e Ipatos. Tiene una forma irregular con un diámetro máximo de 175 km, muy parecido a un asteroide. Titán, con un radio de 530 kilómetros y la misma densidad que el agua, es probablemente una bola de hielo.
Desde julio de 2006 hasta julio de 2007, Cassini monitoreará y fotografiará sistemáticamente Saturno, sus anillos y su magnetosfera. De julio a septiembre de 2007, volverá a fotografiar Saturno y su familia, y observará Titán desde una distancia de unos 1.000 kilómetros a partir del 10 de septiembre. Ipatos tiene un radio de 720 kilómetros. Un lado de Ipatos es muy oscuro, pero el otro lado es casi blanco, lo cual es muy extraño.
Desde junio de 2007 5438+octubre hasta julio de 2008, Cassini aumentará gradualmente el ángulo entre su órbita y el plano ecuatorial de Saturno, hasta alcanzar finalmente los 75,6 grados, para que Cassini pueda actualizar Observar los anillos de Saturno, medir el campo magnético y las partículas alejadas del plano ecuatorial de Saturno, monitorean las regiones polares de Saturno y observan el fenómeno de las auroras de Saturno. Mientras tanto, se acercará al Titán XI dos veces el 3 de febrero de 2007 y el 12 de febrero de 2008, observando este satélite a 6.190 kilómetros y 995 kilómetros del Titán Xi respectivamente.
En 2040, tras lanzar una sonda a Marte, la NASA planea lanzar un submarino a Saturno. La NASA planea utilizar naves espaciales con alas. Después de que el submarino entró con éxito en la atmósfera del satélite a velocidad supersónica, fue liberado y cayó al fondo del mar. Saturno orbita alrededor del Sol durante 30 años y la doble aurora de Saturno sólo aparece dos veces durante una órbita. Esta imagen, tomada por el Telescopio Hubble, muestra auroras centelleantes en ambos polos de Saturno. El fenómeno es causado por el "viento solar", una corriente de partículas subatómicas cargadas expulsadas del Sol que interactúa con las moléculas de la atmósfera de Saturno.
En la Tierra, las auroras son un extraño fenómeno en el que partículas cargadas ingresan a la atmósfera a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre. Los astrónomos encontraron diferencias sutiles entre la aurora norte y sur de Saturno en esta imagen, y la aurora norte contiene un área brillante de forma ovalada que es ligeramente más pequeña y más brillante que la aurora sur. Esto sugiere que el campo magnético de Saturno no está distribuido uniformemente porque el campo magnético es más fuerte en el Polo Norte y, a medida que las partículas solares pasan a través de la atmósfera ártica, se aceleran formando corrientes de partículas más energéticas.
El Dr. Jonathan Nicholls de la Universidad de Leicester, Reino Unido, es miembro del equipo de investigación del Hubble. Dijo: "El Telescopio Hubble ha demostrado ser una de las herramientas científicas espaciales más importantes de la humanidad. Este es también el primer proyecto de observación del Hubble dirigido por un equipo de investigación británico para observar el fenómeno de la aurora en otro planeta".
Se informa que el Telescopio Hubble nunca antes había capturado una imagen tan espectacular. El Dr. Nicholls dijo: "Estamos muy entusiasmados con esta imagen. Tiene un papel único en la investigación científica espacial. La imagen actual tiene una ventaja especial porque el Hubble está muy cerca del plano ecuatorial de Saturno".
Debido a la larga órbita de Saturno, el Hubble ya no podrá observar tales imágenes durante su vida, dijo Nichols. La aparición simultánea de auroras en la Antártida y el Polo Norte tiene una gran importancia científica. A través de esta investigación, comprenderemos mejor las características del campo magnético de Saturno y el proceso que produce auroras diferentes a las de la Tierra.
Científicos de la Universidad de Leicester han publicado imágenes de la aurora boreal de Saturno captadas por la cámara ultravioleta Hubble. Estas fotos fueron tomadas en abril-mayo de 2013.
Después de más investigaciones, los científicos descubrieron que el principio de formación de las auroras de Saturno es similar al de la Tierra, que es causado por los materiales transportados por el viento solar que atraviesa la capa de electrones de la atmósfera. Al respecto, Jonathan Nichols, profesor de astrofísica de la Universidad de Leicester, afirmó que las auroras en Saturno son como un hermoso espectáculo de luces. Cabe mencionar que el detector Cassini en Estados Unidos también captó eventos aurorales similares desde diferentes ángulos.
El misterio de la tormenta
Los astrónomos siempre han estado desconcertados por la misteriosa tormenta de seis lados en el polo norte de Saturno. Las imágenes tomadas en longitudes de onda infrarrojas muestran colores falsos de rojo y naranja. y verde. La nave espacial Cassini de la NASA ha capturado los colores verdaderos e impresionantes de la tormenta del Hexágono Ártico, que ha estado orbitando Saturno durante más de nueve años.
Esta tormenta hexagonal tiene unos 25.000 kilómetros de ancho, suficiente para albergar a cuatro Tierras. La composición en color que se muestra aquí se creó utilizando imágenes originales tomadas por la nave espacial Cassini desde una distancia de 610.373 km. Mostrando la extraña geometría del hexágono y los sorprendentes cambios en la sombra de Saturno en el hemisferio norte.
Este hexágono es creado por los vientos en la atmósfera superior de Saturno. El vórtice polar es visible en el centro de la forma. Este hexágono fue observado por primera vez por las Voyager 1 y Voyager 2 hace más de 30 años, y los científicos creen que se adapta a la rotación de Saturno. La nave espacial Cassini ha proporcionado a los científicos las primeras imágenes en primer plano de una tormenta gigante arremolinándose en un hexágono en luz visible.
Las nubes delgadas y brillantes en el borde exterior de la tormenta viajan a unos 150 metros por segundo. "Cuando vimos este vórtice, nos dimos cuenta porque se parecía mucho a los huracanes de la Tierra", explica Andrew Ingersoll, miembro del Grupo de Investigación de Imágenes Cassini y del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California. "Pero está en Saturno y es mucho más grande. Además, depende en parte de la pequeña cantidad de vapor de agua en la atmósfera de hidrógeno de Saturno".
Actualmente, los científicos están estudiando el huracán para obtener nuevos conocimientos sobre la Tierra. huracanes que dependen de las aguas cálidas del océano. Aunque no hay agua cerca de las nubes en la atmósfera de Saturno, comprender cómo estas tormentas saturnianas utilizan el vapor de agua brindará a los científicos más información sobre cómo se crean y sostienen los huracanes en la Tierra.
Los huracanes de la Tierra y el vórtice del polo norte de Saturno tienen un ojo central despejado o parcialmente nublado. Otras características similares incluyen nubes altoestratos que forman la pared del ojo, otras nubes altostradores que giran alrededor del ojo y rotación en sentido antihorario en el hemisferio norte. Una diferencia importante entre los dos tipos de huracanes es que los huracanes de Saturno son más grandes que los de la Tierra y giran sorprendentemente rápido. En Saturno, los vientos de la pared del ojo soplan cuatro veces más rápido que los huracanes en la Tierra. Según informes de medios extranjeros, la Tierra está a 588 millones de kilómetros de Júpiter y a 65.438+300 millones de kilómetros de Saturno. Sin embargo, estos "grandes socios" del sistema solar tendrán un mayor impacto en la Tierra y es posible que ni siquiera puedan generar vida. Sus órbitas mantienen a la Tierra en una órbita elíptica y la mantienen a la distancia adecuada del sol para que prospere la vida.
Si la órbita de Saturno se moviera un 10% hacia el sol, la tracción provocaría que la órbita de la Tierra se extendiera decenas de millones de kilómetros. Los resultados de esta investigación fueron dirigidos por Elke Pilat-Lohinger, científica de la Universidad de Viena en Austria. Diseñó un modelo informático para comprender cómo Júpiter y Saturno afectan las órbitas de otros planetas.
Este sencillo modelo informático no incluye otros planetas del sistema solar. El profesor Logger descubrió que cuanto mayor sea la inclinación de la órbita de Saturno, más extendida será la órbita de la Tierra. El informe de la investigación fue publicado en una edición reciente de la revista New Scientist.
La gravedad de Júpiter es 2,5 veces más fuerte que la de la Tierra y puede atraer a otros planetas del sistema solar. Cuando se añadieron Marte y Venus al modelo informático, las órbitas de los tres planetas se estabilizaron, pero la inclinación de la órbita de Saturno todavía tenía un gran efecto en la Tierra.
Este modelo informático muestra que una inclinación de 20 grados en la órbita de Saturno haría que la órbita de la Tierra estuviera más cerca del Sol que la órbita de Venus, y también provocaría que Marte se separara completamente del sistema solar.
A principios de este año, la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia y la Universidad Royal Holloway en el Reino Unido completaron un estudio similar y realizaron varias pruebas de simulación por ordenador en el sistema solar.
Basándonos en pruebas repetidas de diversos datos, cuando Júpiter se mueve en diferentes órbitas, desde órbitas circulares hasta órbitas elípticas, las órbitas de los planetas del sistema solar no cambian.
Al mismo tiempo, los científicos movieron toda la órbita de Júpiter hacia adentro y hacia afuera para probar qué sucedería, si el planeta estaría más cerca o más lejos del sol.
Cada simulación toma cada 654,38+0 millones de años como marco temporal y registra el impacto de los cambios de posición orbital de Júpiter en la Tierra cada 654,38+000 años. Jody Horner, astrónomo y astrobiólogo de la Universidad del Sur de Queensland en Australia, dijo: "Este experimento de simulación es muy importante. Aunque la posición orbital de Júpiter provoca pequeños cambios en la órbita y la inclinación de la Tierra, tiene un impacto significativo en el clima de la Tierra. El impacto aún no está claro."