Общая характеристика

Сам Сатурн по своим основным характеристикам мало отличается от Юпитера. По объему он в 755 раз больше Земли, а по массе в 95,2 раз превосходит Землю. Из этих чисел следует, что средняя плотность его вещества 0,70 г/см³. Это указывает на то, что его атмосфера гораздо протяженнее атмосферы Юпитера. В глубине планеты скрыто плотное ядро. Поверхности Сатурна мы не видим, а наблюдаем только внешние слои его облачного покрова. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит из 75% водорода и 25% гелия со следами воды, метана и аммиака.
Лучшее время для наблюдения планеты: январь - февраль (вечер), август - декабрь (ночь).

Осевое вращение

Подобно Юпитеру Сатурн вращается не как одно целое. Появляющееся на Сатурне пятна - светлые облака - показывают, что экваториальная область планеты совершает оборот вокруг оси за 10 ч. 20 м., в то время как области умеренных широт - за 10 ч. 38 м. Осевое вращение планеты привело к значительному полярному сжатию ее фигуры. Диск Сатурна не круговой, а эллипс, со сжатием 1 : 9,7.

Атмосфера

Сатурн удален от Солнца в 9,54 раза дальше Земли, и потому интенсивность солнечного излучения, падающего на его поверхность, в 92 раза меньше нашей, что привело к очень низкой температуре облачного слоя Сатурна, которая едва достигает -150^о С. Это отразилось и на химическом составе его атмосферы. Многие газы выморожены, так что в спектре планеты наблюдаются главным образом полосы поглощения малекул метана и молекулярного водорода. Только изредка наблюдаются полосы поглощения аммиака, который почти полностью превращен в жидкое и даже твердое состояние и входит в состав облаков Сатурна. При этом оказывается, что мощность метановой атмосферы у Сатурна в два раза выше, чем у Юпитера.
На Сатурне существуют полярные сияния - это одно из проявлений взаимодействия частиц солнечного ветра с мощной магнитосферой планеты. Механизм их возникновения, вероятно, такой же, как и на Земле, но мощность неизмеримо больше.

У Сатурна скорость вращения на экваторе 9,5 км/сек, а запасы внутренней в атмосфере, вероятно, слабее, чем у Юпитера, поэтому полосатая структура на Сатурне не столь заметна. Если бы Сатурн получал тепло только от Солнца, его равновесная температура была бы 77^о К. В действительности температура облачного слоя Сатурна 97^о К, что соответсвует выходу тепла, в 2,5 раза больше, чем тепло, получаемое планетой от Солнца. Значит, Сатурн подобно Юпитеру имеет внутренние источники энергии, скорее всего той же природы (гравитационное сжатие). На радиочастотах яркостная температура Сатурна хотя и растет с длинной волны, но гораздо медленнее, чем у Юпитера, достигая на волне 20 см значения 300^о К (у Юпитера на этой волне температура в 10 раз выше). Поэтому нет оснований считать радиоизлучения Сатурна на сантиметровых волнах нетепловым.

Кольца

Кольца Сатурна, открытые еще в 1655 г. Х. Гюйгенсом, состоят из роя мелких твердых частиц, обращающихся вокруг планеты в плоскости ее экватора по законам Кеплера. Еще в 19 в. английский физик Дж. Максвелл и русский астрофизик А.А. Белопольский доказали, что кольца Сатурна не могут быть сплошными. С Земли в телескоп видно несколько колец, разделенных промежутками. Кольца очень широкие: они простираются над облачным слоем планеты на 60000 км. Толщина колец не более 1 км. Поэтому, когда Земля при своем движении вокруг Солнца оказывается в плоскости колец Сатурна (это случается через 14-15 лет, так было в 1994 г.), кольца перестают быть видимыми: нам кажется, что они исчезают.

Имеются три основных кольца: внешнее (А), среднее (В) и внутреннее (С), причем последнее значительно темнее двух других и часто называется "креповым". Наиболее ярким является кольцо В. Кольца А и В разделены так называемым делением Кассини. Размеры колец таковы: внешний диаметр кольца А 275000 км, середина деления Кассини 236500 км, внутренний диаметр кольца В 181000 км, кольцо С - 149400 км. В 1969 г. французский астроном П. Герен на обсерватории Пик-дю-Миди открыл еще одно внутреннее кольцо (D), очень слабое, отделенное от кольца С темным промежутком. Типичные размеры частиц кольца по данным радиолокации не меньше 1 см и не более 10 м. Спектральные свойства колец Сатурна указывают на то, что их частицы либо ледяные, либо покрыты снаружи слоем льда или инея.

В 1966 г. бвло открыто кольцо Е, лежащее вне уже известных колец А, В и С. Было установлено, что кольцо Е простирается на расстояние от 3 до 8 радиусов Сатурна от центра планеты. Таким образом его полный диаметр составляет без малого миллион километров! Толщина кольца не одинакова на разных расстояниях: от 6000 км на внутреннем крае до 15000 км на внешнем. Кроме того, оказалось, что пик яркости кольца около орбиты спутника Сатурна Энцелада. Кольцо состоит, по-видимому, из частичек льда, размер этих частиц составляет 1 микрон (0,001 мм) с отклонениями не более 30%.
В 1992 г. М. Хораньи, Дж. Бернсом и Д. Гамильтоном было найдено и тщательно обосновано А.В. Кривовым и Д. Гамильтоном в 1996 г. объяснение удивительного сходства размеров всех частиц кольца Е. Какова бы ни была природа выбросов с Энцелада, - рассудили специалисты, пылинки тратят первоначальную скорость на преодоление притяжения этого спутника. К концу побега, на границе сферы действия Энцелада, они летят уже практически с нулевой скоростью относительно него. Но нулевая скорость относительно Энцелада - это первая космическая скорость относительно Сатурна, так как сам спутник движется по круговой орбите вокруг планеты. Поэтому там, где движение тел начинает определять гравитация Сатурна, у пылинок не остантся никакого выбора, и они укладываются на ту же круговую орбиту вокруг Сатурна, по которой движется сам Энцелад.