Чтобы объяснить ниточную структуру системы колец Сатурна, было выдвинуто несколько гипотез. Согласно одной из них, каждое из узких колечек заполнено ледяным “дымом”, который непрерывно выделяется из массивных объектов, обладающими свойствами кометного ядра. Кометоподобные объекты могли появиться на орбитах вокруг планеты как обломки одного из спутников после его разрушения под действием приливных сил. Кроме колец у Сатурна известно 17 спутников. Самый внешний спутник - Феба - обращается вокруг планеты в направлении, противоположном движению всех остальных спутников. Титан - крупнейший спутник Сатурна и один из величайших спутников в солнечной системе. Его диаметр (5150 км), почти такой же как у Ганимеда. Оказалось ,что Титан окружен довольно плотной атмосферой, которая состоит из азота и молекулярного водорода. Давление в этой атмосфере на уровне поверхности Титана приблизительно в 1,5 раза больше, чем давление воздуха возле поверхности земного шара. Такие спутники Сатурна, как Мимас, Диона, Рея, Тефия, Гиперион, своим внешним видом весьма напоминают Луну или Меркурий.
Уран
Уран - Седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. По диаметру он почти вчетверо больше Земли (50800 км) и очень далек от Солнца (19,2 а.е.) Освещен он сравнительно слабо.
Уран был открыт в 1781 году Английским ученым В.Гершелем. Какие - либо детали на его поверхности различить обычно не удается из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа. Это затрудняет его исследования, в том числе и изучение закономерностей вращения. По - видимому, Уран (в отличие от всех других планет) как бы лежа на боку , вращается вокруг своей оси. Такой наклон экватора создает необычные условия освещения: на полюсах в определенный сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой полосы вдоль экватора. Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года, то полярный день на полюсах планеты продолжается 42 года, а затем сменяется такой же полярной ночью. Лишь в экваториальном поясе Урана Солнце регулярно всходит и заходит с периодичностью равномерного осевого вращения планеты. Даже в тех участках планеты где Солнце расположено в зените, температура на Уране (точнее, на видимой поверхности облаков) около - 215 ОС
В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород и небольшая примесь метана. В относительно большом количестве есть, по косвенным признакам гелий. Средняя плотность Урана 1,58 г/см3 , объясняется существованием в недрах планеты ядра из тяжелых элементов. Одной из необычных особенностей Урана является открытая в 1977 году система опоясывающих его колец. Они состоят из множества отдельных непрозрачных, и, по-видимому, очень темных частиц. В отличие от колец Сатурна кольца Урана - узкие, как бы “ниточные” образования. Они не видны в отраженном свете, и обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звезд, оказавшихся для земного наблюдателя позади колец при орбитальном движении Урана. Удаленность колец от центра планеты составляет от 1,60 до 1,85 радиуса Урана .Спутников у Урана 16. Миранда, Ариэль, Умбриэль, Питания, Оберон и др. Обращаются по орбитам, плоскости которых практически совпадают между собой.
Нептун
Нептун - восьмая по порядку от Солнца большая планета Солнечной системы. Планета была открыта необычным образом. Было замечено, что Уран движется не совсем так как ему полагается двигаться под действием притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существование еще одно массивной планеты и попытались предвычислить ее положение на небе. Эту чрезвычайно сложную математическую задачу независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж. Адамс и французский астроном У. Леверье. Получив данные Леверье, ассистент Берлинской обсерватории И. Балле 23 сентября 1846 года обнаружил планету. Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому, что оно послужило блестящим подтверждением правильности закона всемирного тяготения, положенного в основу расчетов.
Средняя удаленность Нептуна от Солнца - 30,1 а.е., период обращения по орбите 164 года и 288 дней. Таким образом ,с момента открытия Нептун еще даже не совершил полного оборота по соей орбите.
Видимый угловой диаметр Нептуна не превышает 2”. При измерении столь малого диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень велика. Уточнить диаметр планеты удалось 7 апреля 1967 года .,когда Нептун в своем движении на фоне звездного неба заслонил одну из далеких звезд. Его экваториальный диаметр был определен равным 48600 км. Новые сведения позволили уточнить среднюю плотность Нептуна: она оказалась равной 1,69 г/см3. В центре планеты, согласно расчетам, имеется тяжелое ядро из силикатов, металлов и других элементов, входящих в состав планет земной группы.
Изучение характера ослабления блеска звезды при ее затмении атмосферой Нептуна дало много дополнительной информации. В частности, был найден средний молекулярный вес надоблачных слоев атмосферы планеты. Он соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана.
В данный момент у Нептуна открыто 8 спутников. Расстояние от спутников меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. Км. Самым первым из открытых спутников - Тритон, открытый в 1846 году, через две недели после открытия самого Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Он имеет обратное направление орбитального движения.
Плутон
Плутон был открыт американским астрономом Клайдом Томбо в 1930 году. Из 9 известных больших планет Солнечной системы Плутон наиболее удален от Солнца. Среднее расстояние Плутона от Солнца составляет 39,5 а.е. Плутон выглядит как точечный объект 15-й звездной величины, т.е. примерно в 4 000 раз слабее тех звезд, которые находятся на пределе видимости невооруженным глазом. Плутон очень медленно, за 247,7 года совершает оборот по орбите, которая имеет необычно большой наклон (16С) к плоскости эклиптики и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние чем Нептун. Из-за огромной удаленности и слабой освещенности изучать Плутон очень сложно. Измерить диаметр Плутона долго не удавалось. Лишь в 80-е годы, применив новый метод спекл-интерферометрии, астрономы установили, что он равен примерно 2300 км. Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до - 220О С , даже в наименее холодных полуденных участках покрыта, по-видимому, снегом из замершего метана. Атмосфера планеты разряженная и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов.
Спутник Плутона - Харон. Он относительно яркий, но расположен настольно близко к планете , что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой стороны. Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу системы “Плутон - спутник”. Масса оказалась неожиданно малой 1,7 % массы Земли. В таком случае средняя плотность составляет 2 г/см3. Харон удалось обнаружить в 1978 году, но исследовать его очень трудно из-за огромного расстояния от Земли.
Систему “Плутон - спутник”, по-видимому , нельзя отнести ни к одной из двух групп. По химическому составу он близок к планетам - гигантам, а по размерам к планетам земной группы.
Малые планеты (Астероиды).
Малые планеты (Астероиды) - космические тела размером в сотни километров и меньше, движущиеся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, расположенным преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Самые маленькие астероиды имеют размер несколько меньше 1 км. Число малых планет быстро растет при переходе от крупных к мелким, которые уже можно считать крупными метеоритными телами.
Первая малая планета - Церера - была открыта случайно 1 января 1801 года итальянским астрономом Пиацци. В настоящее время известно уже несколько тысяч малых планет. Примерно для 2000 из них известны точные орбиты. Общее число малых планет внутри орбиты Юпитера, доступных наблюдениям, оцениваются в 100000. Но их суммарная масса меньше 1/1000 массы земного шара.
Малым планетам с типичными орбитами присваивались женские имена, малые планеты с теми или иными особенностями движения получали мужские имена. В последнее время, однако, это правило не соблюдается. У подавляющего большинства малых планет большие полуоси их орбит заключены между 2,2 и 3,6 а.е. Они образуют так называемое кольцо или пояс малых планет (астероидов).
Орбиты малых планет в среднем более вытянуты и более наклонены по эклиптике, чем орбиты больших планет. Известно несколько десятков малых планет движущихся вдоль орбиты Юпитера и образующих две устойчивые группы - на расстоянии 60О впереди и позади планеты (так называемые Троянцы и Греки - они все названы именами героев троянской войны). У малой планеты Педальго имеющей вытянутую орбиту с большой полуосью в 5,8 а.е. афемий расположен дальше орбиты Сатурна, но благодаря большому наклону орбиты Педальго не происходит его сближение с Сатурном. Еще большей орбитой обладает малая планета Хеерон . Ее орбита проходит в основном между орбитами Сатурна и Урана, но в перигелии заходит внутрь орбиты Сатурна.