на сторінку Астрономія (початкова)
Сатурн, як і всі планети Сонячної системи, крім Урана і Венери, обертається проти годинникової стрілки, якщо дивитися з північного полюса.
Течії в океані рідкого металевого водню в глибинах Сатурна призводять до виникнення там великих магнітних сил. Ці сили створюють гігантський магнітний міхур навколо планети, названий магнітосферою, яка впливає на частки, які рухаються біля планети.
Подібним же чином магнітне поле нашої Землі створює набагато меншу магнітосферу (за своїми розмірами), яка захищає нас від космічних променів і від потоку заряджених частинок високих енергій, що летять від Сонця.
За межами магнітосфери Сатурна потік з безлічі частинок, викинутих Сонцем в результаті відбуваються на ньому бур, поширюється через Сонячну систему і називається сонячним вітром. Коли він стикається з магнітосферою Сатурна, то тече навколо неї, як потік води навколо скелі. Поза магнітосфери планети, переважають магнітні сили Сонця, в той час як всередині захищає планету магнітосфері, правлять магнітні сили Сатурна.
У магнітного поля Сатурна є північний і південний полюси, як на стержневом магніті, і ці область обертаються з планетою. На Юпітері і Землі осі, що проходять через магнітні полюси, трохи зміщені від осей обертання планет. Цей зсув є причиною того, що стрілка компаса вказує на "магнітний північний полюс", а не на справжню точку північного полюса, навколо якої обертається планета.
Магнітне поле Сатурна цікаво тим, що вісь магнітного диполя з точністю до 1 ° збігається з віссю обертання планети (на зображенні нахил осі збільшений спеціально), а центр диполя збігається з центром мас Сатурна з точністю до 0,01 радіуса. Напруженість магнітного поля на екваторі на рівні верхівок хмар становить 0,2 гаус (57% від земного).
Перший знімок повної магнітосфери Сатурна.
Її межі простягаються за межі орбіти Титана.
Новий радіаційний пояс (new radiation belt) Сатурна. На зображенні кольору від синього до червоного вказують збільшується інтенсивність радіації. Місцезнаходження супутника Титана на зображенні показує, що емісія, пов'язана з самим Титаном, занадто слабка, щоб виділитися в інтенсивної емісії від головного радіаційного поясу. Бузковим кольором позначені лінії магнітного поля, які перетинають екватор тільки по внутрішньому краю
D-кільця, де розташований новий радіаційний пояс.
Він «видав себе» по емісії швидких нейтральних атомів в результаті взаємодії енергійних іонів, захоплених магнітним полем планети, з газовими хмарами. Частинки в ньому мають енергію до 150 кеВ. Головний пояс, виявлений раніше, знаходиться поза системою кілець, на відстані від 139 000 до 362 000 км від центру Сатурна, і енергія його частинок досягає десятків МеВ.
У радіаційних поясах Сатурна є численні "отвори", створені спійманими в магнітну пастку іонами, які стикаються з супутниками, з матеріалом кілець, і газом. Відкриття нового радіаційного поясу показало, що він розташований набагато ближче до планети, ніж раніше відома внутрішня межа магнітосфери, яка, як вважалося, перебувала на зовнішньому краю головної кільцевої системи.
Полярні сяйва Сатурна - ще один прояв його магнітного поля.
Космічний Телескоп ім. Хаббла (КТХ) НАСА (NASA's Hubble Space Telescope), розглядав південну полярну область Сатурна протягом декількох днів. Це дозволило вченим отримати ряд чудових фотографій танцюючих полярних сяйв в небі планети.
Знімки показують, що полярні сяйва Сатурна відрізняється за характером день у день. У порівнянні з Землею, де інтенсивність полярних сяйв змінюються приблизно через 10 хвилин і вони можуть тривати протягом декількох годин, полярні сяйва Сатурна завжди здаються яскравими і можуть тривати протягом декількох днів.
Спостереження, зроблені (КТХ) і КА Cassini, під час його польоту до планети, показали, що полярні сяйва Сатурна створюються головним чином тиском сонячного вітру - потоком заряджених частинок від Сонця, а не магнітним полем Сонця.
Виявлене полярне сяйво з'являється як кільце палаючих газів, що оточують південну полярну область планети. Полярні сяйва починаються у верхніх шарах атмосфери, де потік заряджених частинок стикаються з магнітним полем планети. Зіткнення з молекулами газів в атмосфері планети і здійснюють спалахи у видимому, ультрафіолетовому, і інфрачервоному діапазонах ЕМ-хвиль.
Колір полярного сяйва - синій через сильний ультрафіолетового свічення. Насправді ж спостерігачеві в Сатурні, полярні сяйва здавалася б червоними через присутність світиться водню в його атмосфері. На Землі заряджені частинки, що летять від Сонця, стикаються з азотом і киснем у верхній частині атмосфери, створюючи полярні сяйва, пофарбовані головним чином зеленими і синіми кольорами.
Про структуру магнітосфери Сатурна
Сонячний вітер - це потік високошвидкісних заряджених частинок з сонячної корони, що складається в основному з позитивно заряджених іонів водню і гелію
Кам'яно-металеве ядро Сатурна створює навколо нього магнітосферу, яка змушує заряджені частинки рухатися навколо Сатурна, його кілець і більшості супутників
Плазмова оболонка (plasma sheet) утворюється з тонкого шару заряджених частинок високих енергій (електронів та іонів), що утворюються при взаємодії сонячного вітру і магнітосфери
Надзвукова ударна хвиля, яка утворюється в сонячному вітрі взаємодіє із зовнішнім шаром магнітосфери Сатурна
Сильно турбулентна область плазми між головною ударною хвилею і магнітопауза (магнітозвукових хвиля).
Магнітопауза - межа магнітосфери небесного тіла, на якій тиск магнітного поля дорівнює тиску навколишнього магнітосферу плазми.
Зовнішня межа магнітосфери - тут вона взаємодіє з сонячним вітром.
Довгий витягнутий хвіст магнітосфери Сатурна, на стороні, зверненій убік від Сонця, складається з пасток іонізованих частинок.
Джерело NASA, JPL
А на цьому зображення північної полярної області Сатурна показано полярне сяйво на фоні основної атмосфери, зняті КА "Cassini" в двох різних довжинах хвиль інфрачервоного світла. Це суміщені зображення, отримані візуальним і інфрачервоним картографічними спектрометрами.
Оскільки орбіта Титан проходить через і магнітосферу навколо Сатурна, то супутник створює слід в лініях магнітного поля, що виходять з планети. Інструменти "Cassini" дозволять в даному демонстраційному польоті вивчати цей слід з відстані приблизно 5 200 км від супутника, щодо недослідженою області. Інші інструменти станції вели спостереження за хмарами Титана з більш близької відстані.
При найближчому підході до Титану "Cassini" знаходився на відстані приблизно
4 900 км від поверхні супутника.
Титан - свого роду "брат" по відношенню до Землі, так як його поверхня покрита органічним речовинами і атмосферою, чий хімічний склад схожий на той, яким володіла рання атмосфера Землі.