1 АСТРОНОМІЯ ЗДІХОВСЬКОГОЯРОСЛАВАЮРІЙОВИЧА& КОКОКОКО

2Зміст Розділ І (Сонячна система) Розділ І (Сонячна система) Розділ І (Сонячна система) Розділ І (Сонячна система) Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Планети сонячної системи Планети сонячної системи Планети сонячної системи Планети сонячної системи Малі тіла сонячної системи Малі тіла сонячної системи Малі тіла сонячної системи Малі тіла сонячної системи Розділ ІІ (Дослідження Всесвіту) Розділ ІІ (Дослідження Всесвіту) Розділ ІІ (Дослідження Всесвіту) Розділ ІІ (Дослідження Всесвіту) Радіоастрономія Радіоастрономія Космічні обсерваторії Космічні обсерваторії Космічні експедиції по сонячній системі Космічні експедиції по сонячній системі Розділ ІІІ (Серед зірок і галактик) Розділ ІІІ (Серед зірок і галактик) Розділ ІІІ (Серед зірок і галактик) Розділ ІІІ (Серед зірок і галактик) Зорі Зорі Між зорями Між зорями Галактики Галактики

3 Обзор Предоставьте общий рисунок по теме Предоставьте общий рисунок по теме Объясните, как отдельные разделы связаны между собой Объясните, как отдельные разделы связаны между собой Текст

4 Словник Словарь терминов Словарь терминов Определите термины, используемые в данной области Определите термины, используемые в данной области

5 Розділ І (Сонячна система) Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Зірка по імені СОНЦЕ Планети сонячної системи Планети сонячної системи Планети сонячної системи Планети сонячної системи Малі тіла сонячної системи (на мал. Іда з природнім супутником Дактіль) Малі тіла сонячної системи (на мал. Іда з природнім супутником Дактіль) Малі тіла сонячної системи (на мал. Іда з природнім супутником Дактіль) Малі тіла сонячної системи (на мал. Іда з природнім супутником Дактіль)

6 Зірка по імені СОНЦЕ КІЛЬКА ФОТОГРАФІЙ СОНЦЯ : КІЛЬКА ФОТОГРАФІЙ СОНЦЯ : Плями на сонці Сонце в ренгінівському промінні Протурберанець в ультрафіолетовому промінні

7 Планети сонячної системи Меркурій – найближчий до Сонця Меркурій – найближчий до Сонця Меркурій – найближчий до Сонця Меркурій – найближчий до Сонця Венера під небесами Венера під небесами Венера під небесами Венера під небесами Планета Земля Планета Земля Планета Земля Планета Земля Місяць – наш космічний супутник Місяць – наш космічний супутник Місяць – наш космічний супутник Місяць – наш космічний супутник Марс без марсіан Марс без марсіан Марс без марсіан Марс без марсіан Гігант Юпітер Гігант Юпітер Гігант Юпітер Гігант Юпітер Сатурн: велич кілець Сатурн: велич кілець Сатурн: велич кілець Сатурн: велич кілець Уран: навколо сонця лежачи на боці Уран: навколо сонця лежачи на боці Уран: навколо сонця лежачи на боці Уран: навколо сонця лежачи на боці Нептун і Тритон – царство холоду Нептун і Тритон – царство холоду Нептун і Тритон – царство холоду Нептун і Тритон – царство холоду Втрачений світ: Плутон і Харон Втрачений світ: Плутон і Харон Втрачений світ: Плутон і Харон Втрачений світ: Плутон і Харон

8Меркурій КАК ВРАЩАЕТСЯ МЕРКУРИЙ Попытки определить период врашения Меркурия вокруг оси пред­принимались не раз. В 1882 г. итальянский астроном Джованни Скиапарелли предположил, что Меркурий обращён к Солнцу од­ной стороной (так же, как Луна к Земле) поэтому его период вра­шения равен 88 суткам периоду обращения вокруг Солнца. Этот факт входил во все учебники астрономии и все справочные из­дания вплоть до 60-х гг. XX в. Попытки определить период врашения Меркурия вокруг оси пред­принимались не раз. В 1882 г. итальянский астроном Джованни Скиапарелли предположил, что Меркурий обращён к Солнцу од­ной стороной (так же, как Луна к Земле) поэтому его период вра­шения равен 88 суткам периоду обращения вокруг Солнца. Этот факт входил во все учебники астрономии и все справочные из­дания вплоть до 60-х гг. XX в. В 1965 г. применение радиолокации позволило получить точ­ ное значение этого периода 58,7 суток, т. е. ровно 2/3 от пе­ риода обращения вокруг Солнца. Теоретики доказали, что такое вращение планеты является устойчивым. Почему же такие опытные наблюдатели, как Скиапарелли, французский астроном Эжен Антониади и другие считали, что пла­нета обращена к Солнцу одной стороной? Понятно, что наилуч­шие условия наблюдения Меркурия наступают около моментов его наибольших элонгации (угловых удалений от Солнца), кото­рые повторяются через 116 суток (синодический период Мерку­рия). Причём в Северном полушарии благоприятна далеко не ка­ждая элонгация: из вечерних удобнее всего те, что наступают зимой или весной, а из утренних те, которые бывают летом и осенью (нужно, чтобы Меркурий имел более высокое склонение, чем Солнце). Такие элонгации повторяются раз в 348 суток (три синодических периода). Но этот период близок к шестикратно­му периоду вращения Меркурия 352 суткам. А значит, наблю­дая планету раз в 348 суток, мы увидим на её поверхности те же детали, что и год назад. Поэтому астрономы прошлого, не зная истинной соизмеримости периодов и полагая, что за это время Меркурий совершил четыре оборота вокруг оси (а не шесть, как на самом деле), заключили, что его период вращения равен пе­риоду обращения по орбите. Соотношение периодов вращения и обращения планеты, равное 2/3, приводит к тому, что солнечные сутки на Меркурии составляют 176 земных суток. Иначе говоря, меркурианские день и ночь длятся по 88 земных суток. Ось вращения Меркурия поч­ти перпендикулярна к плоскости его орбиты, поэтому смена вре­мён года там обусловлена не наклоном оси (как на Земле, Мар­се и Сатурне), а изменением расстояния от Солнца. Из-за большой вытянутости орбиты перепады температуры на поверх­ности Меркурия очень велики. В перигелии температура в под­солнечной точке планеты (где Солнце стоит в зените) достига­ет 690 К, в афелии она снижается до 560 К. Зато на ночном полушарии очень холодно: средняя температура здесь 111 К (-162 °С). Басейн Калоріс на Меркурії Ескарп(виступ) на поверхні меркурія Полярний район Меркурія ЭВОЛЮЦИЯ И СТРОЕНИЕ МЕРКУРИЯ Исследования фотографических изо­бражений поверхности Меркурия позволили составить вероятную кар­тину эволюции этой планеты. В на­чальный период своей истории Мер­курий, по- видимому, испытал сильное внутреннее разогревание, за кото­рым последовала одна или несколь­ко эпох активного вулканизма. После завершения процесса фор­мирования планеты её" поверхность была гладкой (участки этой древней поверхности хорошо заметны). Да­лее наступил период интенсивной бомбардировки Меркурия остатка­ми допланетного роя (планетези- малями), когда образовались бас­сейны, например Калорис (диаметр 1300 км), а также кратеры типа кра­тера Коперник на Луне. Следующий этап характеризовался активным вулканизмом и выходом потоков лавы, заполнившей крупные бассей­ны. Этот период завершился около 3 млрд лет назад. Размеры Меркурия невелики, он немного больше Луны; но средняя плотность его почти такая же, как у Земли. Вероятно, к центру планеты плотность повышается до 9800 кг/мЗ. Это значит, что у Меркурия должно быть железное ядро радиусом 1800 км (3/4 радиуса планеты). На долю ядра приходится 80% массы Меркурия. В ядре генерируются кольцевые элект­рические токи, возбуждающие слабое магнитное поле планеты. Сейчас гипотезы о строении Мер­курия уточняются с учётом всех по­лученных наблюдательных данных. Но, видимо, основное свойство Мер­курия подмечено правильно: снару­жи он похож на Луну, а внутри на Землю. Діаметр 4878 км Маса 3,28*10 23 кг Середня густина 5500 кг/м 3 Період обертання 58,7 діб Середня відстань від Сонця 0,39а.о Період обертання навколо Сонця 88діб

9 Венера під небесами Діаметр км Маса 4,87*10 24 кг Середня густина 5250 кг/м 3 Період обертання 243 доби Середня відстань від Сонця 0,72а.о Період обертання навколо Сонця 224,7 доби Эта планета одно из красивейших светил неба. Не случайно именно ей древние римляне присвоили имя богини любви и красоты. Для земного наблюдателя Венера не отходит от Солнца дальше чем на 48°. Это объясняется тем, что она расположена ближе к Солнцу, чем Зем- ля. В течение 585 суток чередуются периоды её вечерней и утренней видимости. Почти каждая из планет Солнечной системы может похвастаться каким-нибудь космическим «рекордом». Например, Юпитер - - крупнейшая среди планет, Земля самая плотная, на Марсе самые высокие горы. Что касается Венеры, то у неё самая плотная атмосфера среди планет земной группы, самое медленное вращение вокруг оси и наименьший эксцентриситет орбиты (0,007). ВРАЩЕНИЕ ВЕНЕРЫ Уже в 1667 г. Джованни Доменико Кассини, работавший тогда в Болонье, предпринял первую попытку определить период вращения Венеры вокруг оси. На диске планеты не удалось обнаружить устойчивых деталей, как, например, на Марсе или Юпитере. Были заметны только слабые тёмные пятна. Всё же Кассини опубликовал найденное им значение периода: 23 ч 21 мин. Хотя это значение и не имеет ничего обшего с действительным, всё же оно было получено не случайно. Ведь время, удобное для наблюдения Венеры, невелико: так, в период вечерней видимости от захода Солнца до её собственного захода проходит не более трёх часов. Правда, Венеру можно наблюдать и днём, но рассеянный свет голубого неба смазывает тонкие детали, которые необходимы для расчёта. Таким образом, Кассини приходилось наблюдать планету примерно раз в сутки. Он видел те же детали и полагал, что за это время Венера сделала полный оборот вокруг оси. Зная периоды вращения Земли (24 ч) и Марса (24 ч 37 мин), он решил, что такой период характерен для планет земной группы. В 80-е гг. XIX в. итальянский астроном Джованни Скиапарел-ли установил, что Венера вращается гораздо медленнее. Тогда он предположил, что планета обращена к Солнцу одной стороной, как Луна к Земле, и, стало быть, её период вращения равен периоду обращения вокруг Солнца 225 суткам. Та же точка зрения была высказана и в отношении Меркурия. Но в обоих случаях этот вывод оказался неверным. Только в 60-е гг. XX столетия применение радиолокации позволило американским и советским астрономам доказать, что вра-шение Венеры обратное, т. е. она вращается в направлении, противоположном направлению вращения Земли, Марса, Юпитера и других планет. В 1970 г. две группы американских учёных по наблюдениям за гг. точно определили, что период вращения Венеры равняется 243 суткам. Близкое значение получили и советские радиофизики. Вращением вокруг оси и орбитальным движением планеты обусловлено видимое перемещение Солнца по её небосклону. Зная периоды вращения и обращения, легко рассчитать продолжительность солнечных суток на Венере. Оказывается, они в 117 раз длиннее земных, и венерианский год состоит менее чем из двух таких суток. Теперь предположим, что мы наблюдаем Венеру в верхнем соединении, т. е. когда Солнце располагается между Землёй и Венерой. Эта конфигурация повторится через 585 земных суток: находясь в других точках своих орбит, планеты займут то же положение относительно друг друга и Солнца. На Венере за это время пройдёт ровно пять местных солнечных суток (585 = ). И значит, она будет повёрнута к Солнцу (а стало быть, и к Земле) той же самой стороной, что и в момент предыдущего соединения. Такое взаимное движение планет называется резонансным; оно вызвано, по-видимому, длительным воздействием на Венеру поля тяготения Земли. Фото поверхні Венери, зроблений модулем станції Венера-13. Верхнє зображення показує натуральне освітлення на Венері; нижнє показує, як це виглядало б при земному освітленні.

10 СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ Тщательная радиолокационная съёмка северного полушария Венеры с автоматических станций «Венера-15 » и «Венера-1 б», выведенных в 1984 г. на орбиты спутников планеты, показала, что многие горные вершины имеют на склонах явные следы потоков лавы. Ещё заметнее они на радиоизображениях, переданных американским аппаратом «Магеллан», который четыре года ( гг.) работал на орбите спутника Венеры. Вулканы проявляют себя и в другом: их извержения порождают мощные электрические разряды настоящие грозы в атмосфере Венеры, которые неоднократно регистрировались приборами станций серии «Венера». Нет сомнения, что там случаются и венеротрясения. Сравнение изображений, полученных аппаратом «Магеллан» с интервалом в год, выявило явные изменения форм поверхности. Благодаря работе станций серии «Венера» (особенно «Венера-15 и -16») были составлены карты рельефа северного полушария планеты. Для этого отечественные специалисты применили оригинальную методику с использованием двух радиолокаторов и с последующей компьютерной обработкой изображений. Российские геологи провели детальный анализ рельефа Венеры. Позднее подробную съёмку рельефа всей планеты осуществил американский космический аппарат «Магеллан». Теперь мы знаем, что рельеф планеты состоит из обширных равнин, пересечённых горными цепями и возвышенностями типа плато. Горные области выглядят как земные материки. Два «континента» Венеры Земля Иштар и Земля Афродиты сравнимы по площади с континентальной частью США. Земля Иштар выделяется горами Максвелла, возвышающимися над средним уровнем на 11 км, т. е. они выше земного Эвереста. По восточному краю Земли Афродиты на 2200 км простираются две рифтовые долины, расположенные ниже среднего уровня венерианской поверхности. Горная область Бета представляет собой два громадных вулкана щитообразной формы наподобие вулканов Гавайских островов. Они, как и их земные двойники, поднимаются на 4000 м, но гораздо больше по площади. Низменности, похожие на океанские бассейны Земли, занимают только шестую часть поверхности планеты, тогда как на Земле две трети. Есть на Венере и ударные кратеры, подобные лунным. Для крупных метеоритов, астероидов и ядер комет даже плотная атмосфера не преграда. Основная же часть поверхности Венеры это холмистая равнина с кратерообразными структурами (скорее всего вулканического происхождения), но меньших размеров, чем область Бета. Вулканизм Венеры свидетельствует об активности её недр. Однако проявления этой активности не носят глобального характера, как на нашей планете. Земная кора расколота на несколько отдельных плит, на границах которых конвективные потоки жидкой мантии постоянно обновляют её. На Венере же эти потоки заперты толстой базальтовой корой и большая часть лавы не достигает поверхности. У Венеры должно быть жидкое железное ядро, но движения вещества в нём не происходит нет перемещения заряженных частиц, т. е. электрического тока, а значит, и не возникает собственное магнитное поле планеты. Так благодаря применению космической техники и радиолокации раскрылись перед человечеством, каза- лось бы, надёжно спрятанные под плотной атмосферой и облаками тайны Венеры. Русло на Венері. Скоріш за все колись тут бігла не вода, а лава. Долина Лакшмі на Венері. (Темні лінії – дефект обробки зображення.) Ці бліни – своєрідні прояви вулканізму, коли крізь тріщини кори видавлюється дуже в'язка лава.

11 Планета Земля Діаметр км Маса 5.98*10 24 кг Середня густина 5510 кг/м 3 Період обертання 23 г 56 хв 4,1с Середня відстань від Сонця 1 а.о (149,6млн км) Період обертання навколо Сонця 365,26 діб Земля как одна из планег Солнечной системы на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая малая из планет. Она не ближе других к Солнцу, но и не обитает на периферии планетной системы. И всё же Земля обладает одной уникальной особенностью на ней есть жизнь. Однако при взгляде на Землю из космоса это незаметно. Хорошо видны облака, плавающие в атмосфере. Сквозь просветы в них различимы материки. Большая же часть Земли покрыта океанами. Появление жизни, живого вещества биосферы на нашей планете явилось следствием её эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов. Так, не будь жизни на Земле, химический состав её атмосферы был бы совершенно иным. Несомненно, всестороннее изучение Земли имеет громадное значение для человечества, но знания о ней служат также своеобразной отправной точкой при изучении остальных планет земной группы. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ Не просто «заглянуть» в недра Земли. Даже самые глубокие скважины на суше едва преодолевают 10-километровый рубеж, а под водой удаётся, пройдя осадочный чехол, проникнуть в базальтовый фундамент не более чем на 1,5 км. Однако нашёлся другой способ. Как в медицинерентгеновские лучи позволяют увидеть внутренние органы человека, так при исследовании недр планеты на помощь приходят сейсмические волны. Скорость сейсмических волн зависит от плотности и упругих свойств горных пород, через которые они проходят. Более того, они отражаются от границ между пластами пород разного типа и преломляются на этих границах. По записям колебаний земной поверхности при землетрясениях -сейсмограммам было установлено, что недра Земли состоят из трёх ос- новных частей: коры, оболочки (мантии) и ядра. Кора отделяется от оболочки отчётливой границей, на которой скачкообразно возрастают скорости сейсмических волн, что вызвано резким повышением плотности вещества. Эта граница носит название раздел Мохоровичича (иначе поверхность Мохо или раздел М) по фамилии сербского сейсмолога, открывшего её в 1909 г. Толщина коры непостоянна, она изменяется от нескольких километров в океанических областях до нескольких десятков километров в горных районах материков. В самых грубых моделях Земли кору представляют в виде однородного слоя толщиной порядка 35 км. Ниже, до глубины примерно 2900 км, расположена мантия. Она, как и земная кора, имеет сложное строение. Ещё в XIX столетии стало ясно, что у Земли должно быть плотное ядро. Действительно, плотность наружных пород земной коры составляет около 2800 кг/мЗ для гранитов и примерно 3000 кг/мЗ для базальтов, а средняя плотность нашей планеты 5500 кг/мЗ. В то же время су- ществуют железные метеориты со средней плотностью 7850 кг/мЗ и возможна ещё более значительная концентрация железа. Это послужило основанием для гипотезы о железном ядре Земли. А в начале XX в. были получены первые сейсмологические свидетельства его существования. Граница между ядром и мантией наиболее отчётливая. Она сильно отражает продольные (Р) и поперечные (5) сейсмические волны и преломляет Р-волны. Ниже этой границы скорость Р-волн резко падает, а плотность вещества возрастает: от 5600 кг/м3 до кг/мЗ. 5-волны ядро вообще не пропускает. Это означает, что вещество там находится в жидком состоянии. Есть и другие свидетельства в пользу гипотезы о жидком железном ядре планеты. Так, открытое в 1905 г. изменение магнитного поля Земли в пространстве и по интенсивности привело к заключению, что оно зарождается в глубинах планеты. Там сравнительно быстрые движения могут происходить, не вызывая катастрофических последствий. Наиболее вероятный источник такого поля жидкое железное (т. е. проводящее токи) ядро, где возникают движения, действующие по механизму самовозбуждающегося динамо. В нём должны существовать токовые петли, грубо напоминающие витки провода в электромагните, которые и генерируют различные составляющие геомагнитного поля. В 30-е гг. сейсмологи установили, что у Земли есть и внутреннее, твёрдое ядро. Современное значение глубины границы между внутренним и внешним ядрами примерно 5150 км, переходная зона довольно тонкая -около 5 км. Граница наружной зоны Земли -литосферы расположена на глубине порядка 70 км. Литосфера включает в себя как земную кору, так и часть верхней мантии. Этот жёсткий слой объединяется в единое целое его механическими свойствами. Литосфера расколота примерно на десять больших плит, на границах которых случается подавляющее число землетрясений. Под литосферой на глубинах от 70 до 250 км существует слой повышенной текучести так называемая астеносфера Земли. Жёсткие лито-сферные плиты плавают в «астено-сферном океане». В астеносфере температура мантийного вещества приближается к температуре его плавления. Чем глубже, тем выше, давление и температура. В ядре Земли давление превышает 3600 кбар, а температура °С.

12 ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМЛИ Вопрос ранней эволюции Земли тесно связан с теорией её происхождения. Сегодня известно, что наша планета образовалась около 4,6 млрд лет назад. В процессе формирования Земли из частиц протопланетного облака постепенно увеличивалась её масса. Росли силы тяготения, а следовательно, и скорости частиц, падавших на планету. Кинетическая энергия частиц превращалась в тепло, и Земля всё сильнее разогревалась. При ударах на ней возникали кратеры, причём выбрасываемое из них вещество уже не могло преодолеть земного тяготения и падало обратно. Чем крупнее были падавшие тела, тем сильнее они нагревали Землю. Энергия удара освобождалась не на поверхности, а на глубине, равной примерно двум поперечникам внедрившегося тела. А так как основная масса на этом этапе поставлялась планете телами размером в несколько сот километров, то энергия выделялась в слое толщиной порядка 1000 км. Она не успевала излучиться в пространство, оставаясь в недрах Земли. В результате температура на глубинах км могла приблизиться к точке плавления. Дополнительное повышение температуры, вероятно, вызывал распад короткоживущих радиоактивных изотопов. По-видимому, первые возникшие расплавы представляли собой смесь жидких железа, никеля и серы. Расплав накапливался, а затем вследствие более высокой плотности просачивался вниз, постепенно формируя земное ядро. Таким образом, дифференциация (расслоение) вещества Земли могла начаться ещё на стадии её формирования. Ударная переработка поверхности и начавшаяся конвекция, несомненно, препятствовали этому процессу. Но определённая часть более тяжёлого вещества всё же успевала опуститься под перемешиваемый слой. В свою очередь дифференциация по плотности приостанавливала конвекцию и сопровождалась дополнительным выделением тепла, ускоряя процесс формирования различных зон в Земле. Предположительно ядро образовалось за несколько сот миллионов лет. При постепенном остывании планеты богатый никелем железо-никелевый сплав, имеющий высокую температуру плавления, начал кристаллизоваться так зародилось твёрдое внутреннее ядро. К настоящему времени оно составляет 1,7% массы Земли. В расплавленном внешнем ядре сосредоточено около 30% земной массы. Развитие других оболочек продолжалось гораздо дольше и в некотором отношении не закончилось до сих пор. Литосфера сразу после своего образования имела небольшую толщину и была очень неустойчивой. Она снова поглощалась мантией, разрушалась в эпоху так называемой великой бомбардировки (от 4,2 до 3,9 млрд лет назад), когда Земля, как и Луна, подвергалась ударам очень крупных и довольно многочисленных метеоритов. На Луне и сегодня можно увидеть свидетельства метеоритной бомбардировки многочисленные кратеры и моря (области, заполненные излившейся магмой). На нашей планете активные тектонические процессы и воздействие атмосферы и гидросферы практически стёрли следы этого периода. Около 3,8 млрд лет назад сложилась первая лёгкая и, следовательно, «непотопляемая» гранитная кора. В то время планета уже имела воздушную о6олочку и океаны; необходимые для их образования газы усиленно поставлялись из недр Земли в предшествующий период. Атмосфера тогда состояла в основном из углекислого газа, азота и водяных паров. Кислорода в ней было мало, но он вырабатывался в результате, во-первых, фотохимической диссоциации воды и, во-вторых, фотосинтезирующей дея- тельности простых организмов, таких, как сине-зелёные водоросли. 600 млн лет назад на Земле было несколько подвижных континентальных плит, весьма похожих на современные. Новый сверхматерик Пангея появился значительно позже. Он существовал млн лет назад, а затем распался на части, которые и сформировали нынешние материки. Что ждёт Землю в будущем? На этот вопрос можно ответить лишь с большой степенью неопределённости, абстрагируясь как от возможного внешнего, космического влияния, так и от деятельности человечества, преобразующего окружающую среду, причём не всегда в лучшую сторону. В конце концов недра Земли остынут до такой степени, что конвекция в мантии и, следовательно, движение материков (а значит, и горообразование, извержения вулканов, землетрясения) постепенно ослабнут и прекратятся. Выветривание со временем сотрёт неровности земной коры, и поверхность планеты скроется под водой. Дальнейшая её судьба будет определяться среднегодовой температурой. Если она значительно понизится, то океан замёрзнет и Земля покроется ледяной коркой. Если же температура повысится (а скорее всего именно к этому и приведёт возрастающая светимость Солнца), то вода испарится, обнажив ровную поверхность планеты. Очевидно, ни в том, ни в другом случае жизнь человечества на Земле будет уже невозможна, по крайней мере в нашем современном представлении о ней. АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ В настоящее время Земля обладает атмосферой массой примерно 5, кг, т. е. менее миллионной доли массы планеты. Вблизи поверхности она содержит 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,94% инертных газов, 0,03% углекислого газа и в незначительных количествах другие газы. Давление и плотность в атмосфере убывают с высотой. Половина воздуха содержится в нижних 5,6 км, а почти вся вторая половина сосредоточена до высоты 11,3 км. На высоте 95 км плотность воздуха в миллион раз ниже, чем у поверхности. На этом уровне и химический состав атмосферы уже иной. Растёт доля лёгких газов, и преобладающими становятся водород и гелий. Часть молекул разлагается на ионы, образуя ионосферу. Выше 1000 км находятся радиационные пояса. Их тоже можно рассматривать как часть атмосферы, заполненную очень энергичными ядрами атомов водорода и электронами, захваченными магнитным полем планеты. ГИДРОСФЕРА ЗЕМЛИ Вода покрывает более 70% поверхности земного шара, а средняя глубина Мирового океана около 4 км. Масса гидросферы примерно 1, кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей Земли. Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в которых растворены соли (в среднем 3,5%), а также ряд газов. Верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа, а растворённого кислорода 8 трлн тонн.

13 Місяць – наш космічний супутник Діаметр 3474 км Маса 7,34*10 22 кг Середня густина 3340 кг/м3 Період обертання 27,3 доби Середня відстань від Землі 0,00257 а.о Період обертання навколо Сонця 27,3 доби Луна это, пожалуй, единственное небесное тело, в отношении которо­го с древнейших времён ни у кого не было сомнений, что оно движет­ся вокруг Земли. Во II в. до н. э. Гип-парх определил наклон лунной орби­ты к плоскости эклиптики и выявил ряд особенностей движения Луны. Он создал весьма совершенную для сво­его времени теорию её движения, а также теорию солнечных и лунных затмений. Теорию движения Луны вокруг Земли значительно развил александ­рийский астроном Клавдий Птолемей (II в.), посвятивший ей одну из книг своего капитального сочинения «Аль­магест». В дальнейшем эта теория неоднократно совершенствовалась и уточнялась, а после открытия Исаа­ком Ньютоном закона всемирного тя­готения, управляющего движением всех небесных тел (1687 г.), из чисто кинематической (описывающей гео­метрические свойства движения) она становится динамической (рассмат­ривающей движение тел под действи­ем приложенных к ним сил). Если рассматривать обращение вокруг Солнца какой-нибудь планеты (например, Марса), то основной си­лой, направляющей её движение, яв­ляется притяжение Солнца. Влияние других планет во много раз слабее солнечного, потому что их массы в тысячи, десятки и сотни ты­сяч раз меньше массы Солн­ца. Дополнительные уско­рения, сообщаемые Марсу притяжением других пла­нет (Земли, Венеры, Юпи­тера), очень малы, и их можно рассматривать ка­ждое в отдельности, а за­тем сложить. Другое дело Луна. Для построения сколько-ни­будь точной теории её дви­жения приходится учиты­вать притяжение как Земли, так и Солнца. Из-за эллиптично­ сти земной орбиты воздействие Солнца изменяется в течение года, а из-за движения Луны по орбите -ещё и в течение месяца. Кроме того, плоскости лунной и земной орбит не совпадают, хотя и наклонены друг к другу под небольшим углом (5°9')- Вот далеко не полный перечень сложно­ стей, встающих перед исследователя­ми. Поэтому не удивительно, что по­строение точной теории движения Луны было одной из труднейших за­дач небесной механики на протяже­нии столетий. Сегодня параметры лунной орби­ты известны с высокой точностью. Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,32166 суток (сут.), или 27 сут. 7 ч 43 мин. Это её звёзд­ный, или сидерический, месяц (пери­од движения Луны на небе относи­тельно звёзд). Период смены лунных фаз, или синодический месяц, на двое с лиш­ним суток длиннее сидерического, потому что фазы Луны зависят от её положения относительно Солнца, а оно в течение года перемещается по эклиптике (из-за годового движения Земли). Продолжительность синоди­ческого месяца нетрудно вычислить по формуле: где Р, S и Т соответственно про­должительность синодического, си­дерического месяцев и сидерическо­го года, т. е. периода обращения Земли вокруг Солнца. По этой фор­муле находим, что синодический ме­сяц составляет 29, суток, или 29 сут. 12 ч 44 мин. Астрономы различают ещё драко-нический и аномалистический меся­цы. Драконический месяц это пе­риод обращения Луны относительно узлов её орбиты, т. е. точек пересече­ния сю плоскости эклиптики. Он иг­рает важную роль при предвычисле-нии солнечных и лунных затмений. Аномалистический месяц это пе­риод обращения Луны относительно перигея, ближайшей к Земле точке ее орбиты. Длительность дракониче- ского месяца 27,21222 суток, или 27 сут. 5 ч 5 мин; аномалистиче­ского 27,55455 суток, или 27 сут. 13 ч 18 мин. Из этих чисел видно, что дракони-ческий месяц короче сидерического, а аномалистический, наоборот, длин­нее его. Это связано с тем, что линия узлов лунной орбиты медленно пово­рачивается навстречу движению Луны, совершая полный оборот за 18,6 года, тогда как большая ось лунной орбиты поворачивается в ту же сторону, куда движется Луна, с периодом 8,85 года. Причину этих движений объяснил Ньютон: всё дело оказалось в Солнце. Солнце вызывает ещё целый ряд периодических возмущений в движе­нии Луны. По традиции, идущей ещё со времён Птолемея, их называют не­равенствами, хотя смысл этого по­нятия (отклонения от невозмущён­ного движения) совсем иной, чем в математике. Астрономы давно уже прозвали систему Земля Луна двойной пла­нетой. Ведь не только Луна обращает­ся вокруг Земли, но и Земля под дей­ствием притяжения Луны описывает небольшую орбиту вокруг их общего центра масс. Только эта орбита в 81 раз меньше, чем лунная. Центр масс системы Земля Луна находится внутри Земли, на расстоянии 4750 км от центра планеты. И всё же это небольшое движение Земли астрономы учитывают при точных расчётах.

14 ЛУННАЯ КАРТА Даже невооружённым глазом на дис­ке Луны видны тёмные пятна различ­ной формы, напоминающие кому ли­цо, кому двух людей, а кому зайца. Эти пятна ещё в XVII в. стали именовать морями. В те времена полагали, что на Луне есть вода, а значит, должны быть моря и океаны, как на Земле. Итальян­ский астроном Джованни Риччоли присвоил им названия, употребляе­мые и по сей день: Океан Бурь, Море Дождей, Море Холода, Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия, Море Кризисов, Залив Зноя, Море Облаков и др. Эти топонимы отража­ли давнее и совершенно неправиль­ ное представление, будто Луна влия­ет на земную погоду. И в названии «Море Кризисов» подразумевались резкие изменения погоды, а вовсе не экономические кризисы. Более светлые области лунной по­верхности считались сушей. Уже в 1753 г. хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. При покрытии ею звезды та исчезает мгновенно, а ес­ли бы у Луны была атмосфера, звезда меркла бы постепенно. Из этого сле­довало, что на поверхности Луны не может быть жидкой воды, так как при отсутствии атмосферного давле­ния она бы немедленно испарилась. Ещё Галилей открыл на Луне горы. Среди них были и настоящие горные хребты, которым стали давать назва­ния земных гор: Альпы, Апеннины, Пиренеи, Карпаты, Кавказ. Но встре- чались на Луне и особенные горы -кольцевые, их именовали также кра­терами или цирками. (Греческое сло­во «кратер» означает «чаша».) Посте­пенно название «цирк» сошло со сцены, а термин «кратер» остался. Риччоли предложил давать крате­рам имена великих учёных древности и Нового времени. Так появились на Луне кратеры Платон, Аристотель, Архимед, Аристарх, Эратосфен, Гип-парх; Птолемей, а также Коперник, Кеплер, Тихо (Браге), Галилей. Не за­был Риччоли и самого себя. Наряду с этими известнейшими именами есть и такие, которых сегодня не найти ни в одной книге по астрономии, на­пример Аристилл, Автолик, Лангрен, Теофил. Но тогда, в XVII в., этих учё­ных знали и помнили. При дальнейшем изучении Луны к названиям, данным Риччоли, добави­лись новые. На более поздних картах видимой стороны Луны увековечены такие имена, как Флемстид, Деландр, Пиацци, Лагранж, Дарвин (имеется в виду Джордж Дарвин, создавший пер­вую теорию происхождения Луны), Струве, Делиль. После того как советские автома­тические межпланетные станции се­рии «Луна» сфотографировали обрат­ную сторону Луны, на её карты были нанесены кратеры с именами отече­ственных учёных и покорителей кос­моса: Ломоносов, Циолковский, Гага­рин, Королёв, Менделеев, Курчатов, Вернадский, Ковалевская, Лебедев, Чебышев, Павлов, а из астрономов Блажко, Бредихин, Белопольский, Гла-зенап, Нумеров, Паренаго, Фесенков, Цераский, Штернберг.

15 Марс без марсіан Діаметр 6794 км Маса 6,42*10 23 кг Середня густина 3930 кг/м3 Період обертання 24 г 37 хв Середня відстань від Сонця 1.52 а.о Період обертання навколо Сонця 686,98 діб Ещё в глубокой древности люди обратили внимание на ярко-оранжевую звезду, которая время от времени сияла на небосклоне. Древние египтяне и жители Вавилона называли её просто красной звездой. Пифагор предложил именовать её Пирей, что значит «пламенный». Древние греки посвящали все планеты богам. И конечно, для бога войны Ареса не нашлось более подходящего символа, чем красноватая звезда в чёрном небе. В римской мифологии Аресу соответствовал бог Марс. Так планета обрела своё ны- нешнее имя. Впрочем, на Руси вплоть до XVIII в. использовались греческие названия планет и Марс именовали Аррисом или Ареем. Когда в 1877 г. американский астроном Асаф Холл открыл два спутника Марса, он дал им греческие имена Фобос и Деймос, которые переводятся как «страх» и «ужас». Страх и ужас вечные спутники войны, но кого могут испугать два крохотных безобидных спутника? Многие писатели- фантасты населяли красную планету воинственными чудовищами или человекоподобными существами, стремящимися уничтожить землян. В наши дни журналисты прозвали Марс Бермудским треугольником Солнечной системы: слишком уж часто космические миссии, направляющиеся к нему, заканчиваются неудачами... Какой же предстаёт перед нами сейчас красная планета, породившая столько иллюзий? МАРС КАК ПЛАНЕТА Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля окажется точно между ним и Солнцем. Такие моменты (они называются противостояния- ми) повторяются каждые 26 месяцев. В течение того месяца, когда происходит противостояние, и в последующие три месяца Марс пересекает меридиан близ полуночи; он виден на протяжении всей ночи и сверкает как звезда -1-й звёздной величины, соперничая по блеску с Венерой и Юпитером. Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтому расстояние от него до Земли от противостояния к противостоянию заметно меняется. Если Марс попадает в противостояние с Землёй в афелии, расстояние между ними превышает 100 млн километров. Если же противостояние происходит при наиболее благоприятных условиях, в перигелии марсианской орбиты, это расстояние уменьшается до 56 млн километров. Такие «близкие» противостояния называются великими и повторяются через 1517 лет. Последнее великое противостояние произошло в 1988 г. Марс имеет фазы, но, поскольку он расположен дальше от Солнца, чем Земля, полной смены фаз у него (как и у других внешних планет) не бывает максимальный «ущерб» соответствует фазе Луны за три дня до полнолуния или спустя три дня после него. Ось вращения Марса наклонена относительно плоскости его орбиты на 22°, т. е. всего на 1,5° меньше, чем ось вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики. Перемещаясь по орбите, он поочерёдно подставляет Солнцу то южное, то северное полушарие. Поэтому на Марсе так же, как и на Земле, происходит смена времён года, только тянутся они почти в два раза дольше. А вот марсианский день мало отличается от земного: сутки там длятся 24 ч 37 мин. Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. По-видимому, оно состоит почти из чистого железа или из сплава FeFеS (железо -сульфид железа) и, возможно, растворённого в них водорода. По-видимому, ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Наличие у планеты собственного, хотя и очень слабого, магнитного поля, обнаруженного с помощью космических аппаратов серии «Марс», подтверждает это. Марс должен иметь мощную кору толщиной км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащённая железом. Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты. Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая. Сейсмограф на американском посадочном аппарате «Викинг-2» за год работы зафиксировал только один лёгкий толчок, и то скорее всего вызванный не тектоническими процессами, а падением крупного метеорита. Тектонический режим Марса отличается от режима тектоники плит, характерного для Земли. Ведь для последнего необходимо, чтобы основная масса выплавляющегося материала снова затягивалась в мантию вместе с океанической корой. На Марсе же мантийная конвекция не выходит на поверхность и выплавляющаяся базальтовая магма идёт на наращивание коры. Эти отличия объясняются прежде всего малой массой Марса (в десять раз меньше земной) и, конечно, тем, что он сформировался дальше от Солнца, вблизи гигантского Юпитера, оказавшего значительное влияние на процесс его образования.

16 ПОВЕРХНОСТЬ МАРСА Ещё в 1659 г. нидерландский учёный Христиан Гюйгенс впервые описал тёмные области на Марсе. Приблизительно в то же время итальянец Джованни Доменико Кассини обнаружил на планете полярные шапки. До полётов к Марсу разгадать природу деталей марсианского диска не удавалось, хотя на этот счёт высказывалосьмножество гипотез. Только в х гг. XX столетия фотографии советских «Марсов» и американских «Маринеров» позволили исследовать рельеф красной планеты с близкого расстояния, а Викинги «перенесли нас» прямо на её поверхность. На первый взгляд поверхность Марса напоминает лунную. Однако на самом деле его рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясе-ния. Глубокие шрамы на лице бога войны оставили метеориты, ветер, вода и льды. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Кроме того, выделяются два крупных вулканических района -Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает б км. Почему разные районы так сильно отличаются друг от друга, до сих пор неясно. Возможно, такое деление связано с очень давней катастрофой - - падением на Марс крупного астероида. Высокогорная часть сохранила следы активной метеоритной бомбардировки, происходившей около 4 млрд лет назад. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. На старых высокогорьях их почти столько же, сколько на Луне. Но многие марсианские кратеры из-за выветривания успели «потерять форму». Некоторые из них, по всей видимости, когда-то были размыты потоками воды. Северные равнины выглядят совершенно иначе. 4 млрд лет назад на них также было множество метеоритных кратеров. Но потом катастрофическое событие, о котором мы уже упоминали, стёрло их с 1/3 поверхности планеты и её рельеф в этой области начал формироваться заново. Отдельные метеориты падали туда и позже, но в целом ударных кратеров на севере мало. Облик этого полушария определила вулканическая деятельность. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоки жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. Эти окаменевшие «реки» сосредоточены вокруг крупных вулканов. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Вероятно, когда раскалённые изверженные массы растапливали слои подземного льда, на поверхности Марса образовывались достаточно обширные водоёмы, которые постепенно высыхали. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далёких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки. Обилие вулканических пейзажей свидетельствует о том, что в далёком прошлом Марс пережил достаточно бурную геологическую эпоху, ско- рее всего она закончилась около миллиарда лет назад. Наиболее активные процессы происходили в областях Элизиум и Фарсида. В своё время они буквально были выдавлены из недр Марса и сейчас возвышаются над его поверхностью в виде грандиозных вздутий: Элизиум высотой 5 км, Фарсида 10 км. Вокруг этих вздутий сосредоточены многочисленные разломы, трещины, гребни -следы давних процессов в марсианской коре. Наиболее грандиозная система каньонов глубиной несколько километров -- долина Марине-ра начинается у вершины гор Фарсида и тянется на 4 тыс. километров к востоку. В центральной части долины её ширина достигает нескольких сот километров. В прошлом, когда атмосфера Марса была более плотной, в каньоны могла стекать вода, создавая в них глубокие озёра. Вулканы Марса по земным меркам явления исключительные. Но даже среди них выделяется вулкан Олимп, расположенный на северо-западе гор Фарсида. Диаметр основания этой горы достигает 550 км, а высота её 27 км, т. е. она в три раза превосходит Эверест, высочайшую вершину Земли. Олимп увенчан огромным 60- километровым кратером. К востоку от самой высокой части гор Фарсида обнаружен другой крупный вулкан -Альба. Хотя он не может соперничать с Олимпом по высоте, диаметр его основания почти в три раза больше. Эти вулканические конусы возникли в результате спокойных излияний очень жидкой лавы, похожей по составу на лаву земных вулканов Гавайских островов. Следы вулка- нического пепла на склонах других гор позволяют предположить, что иногда на Марсе происходили и катастрофические извержения. В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода. На первых снимках «Маринера-4» Марс предстал перед астрономами пустынной и безводной планетой. Но когда поверхность планеты удалось сфотографировать с близкого расстояния, оказалось, что на старых высокогорьях часто встречаются словно бы оставленные текущей водой промоины. Некоторые из них выглядят так, будто много лет назад их пробили бурные, стремительные потоки. Тянутся они иногда на многие сотни километров. Часть этих колоссальных «ручьёв» обладает довольно почтенным возрастом. Другие долины очень похожи на русла спокойных земных рек. К ним подходят многочисленные притоки, вниз по течению ширина их увеличивается. Своим появлением они, вероятно, обязаны таянию подземного льда. Рельеф полярных областей Марса формировался и ныне формируется за счёт процессов, связанных с изменениями полярных шапок. От обоих полюсов на сотни километров к экватору тянутся нагромождения осадочных пород толщиной 46 км на севере и 12 км на юге. Их поверхность изрезана трещинами и обрывами. Трещины закручиваются вокруг полюсов: против часовой стрелки на северном полюсе и по часовой стрелке на южном. Нагромождения имеют слоистую структуру, что, вероятно, объясняется периодическими изменениями климата Марса.

17

18 ПЕРЕМЕНЧИВЫЙ МАРСИАНСКИЙ КЛИМАТ Современный Марс очень негостеприимный мир. Разреженная атмосфера, к тому же непригодная для дыхания, страшные пылевые бури, отсутствие воды и резкие перепады температуры в течение суток и года всё это свидетельствует о том, что заселить Марс будет не так-то просто. Но ведь когда-то на нём текли реки! Значит ли это, что в прошлом на Марсе был другой климат? Есть несколько фактов в поддержку этого утверждения. Во-первых, очень старые кратеры практически стёрты с лица Марса. Современная атмосфера не могла вызвать такого разрушения. Во-вторых, существуют многочисленные следы проточной воды, что также невозможно при нынешнем состоянии атмосферы. Изучение скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что сильнее всего ветер и вода разрушали их около 3,5 млрд лет назад. Приблизительно такой же возраст имеют и многие промоины. К сожалению, сейчас не удаётся объяснить, что именно привело к таким серьёзным изменениям климата. Ведь для того чтобы на Марсе могла существовать жидкая вода, его атмосфера должна была очень сильно отличаться от нынешней. Возможно, причина этого кроется в обильном выделении летучих элементов из недр планеты в первый миллиард лет её жизни или в изменении характера движения Марса. Из-за большого эксцентриситета и близости к планетам-гигантам орбита Марса, а также наклон оси вращения планеты могут испытывать сильные колебания, как короткопериодические, так и достаточно длительные. Эти изменения вызывают уменьшение или увеличение количества солнечной энергии, поглощаемой поверхностью Марса. В прошлом климат мог испытать сильное потепление, вследствие которого плотность атмосферы повысилась за счёт испарения полярных шапок и таяния подземных льдов. Предположения о переменчивости марсианского климата подтверждаются недавними наблюдениями на Хаббловском космическом телескопе. Он позволил производить с околоземной орбиты очень точные измерения характеристик атмосферы Марса и даже предсказывать марсианскую погоду. Результаты оказались довольно неожиданными. Климат планеты сильно изменился со времени посадок спускаемых аппаратов «Викинг» (1976 г.): он стал суше и холоднее. Возможно, это связано с сильными бурями, которые в начале 70-х гг. подняли в атмосферу огромное количество мельчайших пылинок. Эта пыль препятствовала остыванию Марса и испарению водяного пара в космическое пространство, но потом осела, и планета вернулась к своему обычному состоянию.

19 Гігант Юпітер Діаметр км Маса 1,9*10 27 кг Середня густина 1330 кг/м 3 Період обертання 9 г 55 хв 29с Середня відстань від Сонця 5,2 а.о Період обертання навколо Сонця 11,86 року Юпитер вторая по яркости после Венеры планета. Но если Венеру можно видеть только утром или вечером, то Юпитер иногда ярко сверкает всю ночь. Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты среди звёзд древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер. Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой, у которой были открыты спутники. В 1610 г. Галилей, направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки, невидимые простым глазом. Уже на следующий день они изменили своё положение и относительно Юпитера, и относительно друг друга. Проследив за новооткрытыми «звёздами» на протяжении нескольких ночей, Галилей заключил, что наблюдает спутники Юпитера, обращающиеся вокруг него как центрального светила. Это была уменьшенная модель Солнечной системы! Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Кал-листо делает их удобными «небесными часами», и моряки долгое время пользовались ими, чтобы определять положение корабля в открытом море. В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расчётов, датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил, что наблюдения и вычисления расходятся, если Юпитер и Земля находятся по разные стороны от Солнца. В этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1000 с. Рё-мер пришёл к правильному выводу. что 1000 с это как раз то время, которое необходимо свету, чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Поскольку диаметр земной орбиты составляет 300 млн километров, скорость света оказывается близкой к км/с. ЗНАКОМЬТЕСЬ: ЮПИТЕР Юпитер это планета-гигант, которая содержит в себе более 2/3 массы всей нашей планетной системы. Масса Юпитера равна 318 земным. Его объём в 1300 раз больше, чем у Земли. Средняя плотность Юпитера 1330 кг/мЗ, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше, чем плотность Земли. Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли, но застроить Юпитер землянам не удастся: он представляет собой гигантский шар из водорода, практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая: -140 °С. Юпитер быстро вращается. Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась, и её поляр- ный радиус стал на 4400 км меньше экваториального, равного км. Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного компас там будет работать отменно, только северный конец стрелки будет всегда направлен на юг. Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов: в 1973 г. -- «Пионер- 10», в 1974 г. «Пионер-11». В марте и в июле/1979 г. его посетили более крупные и «умные» аппараты -- «Вояд-жер-1 и -2». В декабре 1995 г. до него долетела межпланетная станция «Га-лилео», которая стала первым искусственным спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд. Совершим и мы небольшое мысленное путешествие в глубь Юпитера. АТМОСФЕРА. Когда давление атмосферы Юпитера достигнет давления земной атмосферы, остановимся и осмотримся. Наверху видно обычное голубое небо, вокруг клубятся густые белые облака сконденсированного аммиака. Его запах неприятен для человека, поэтому проветривать наш пункт наблюдений не стоит; кроме того, снаружи морозно: -100 °С. Красноватая окраска части юпите-рианских облаков говорит о том, что здесь много сложных химических соединений. Разнообразные химические реакции в атмосфере инициируются солнечным ультрафиолетовым излучением, мощными разрядами молний (гроза на Юпитере должна быть впечатляющим зрелищем!), а также теплом, идущим из недр планеты. Кстати, планета излучает в пространство вдвое больше энергии, чем получает; именно поэтому долгое время считалось, что Юпитер незасветившаяся звезда. На самом деле это не так: Юпитер не имеет своей «энергостанции» (т. е. в нём не протекают термоядерные реакции), он просто хороший аккумулятор тепла и постепенно отдаёт своё «первородное» тепло, полученное ещё при образовании (чем массивнее утюг, тем дольше он остывает это знает каждая хозяйка). Для того чтобы превратить Юпитер в самую маленькую звезду, в центре которой могут идти термоядерные реакции, нужно было бы увеличить его массу примерно в 100 раз... Атмосфера Юпитера кроме водорода (87%) и небольшой доли гелия (13%) содержит малые количества метана, аммиака и водяного пара. Учёные обнаружили также следы ацетилена, этана, угарного газа, синильной кислоты, гидрида германия, фосфина и пропана. Из этой химической «каши» трудно выбрать главных претендентов на роль оранжевого красителя атмосферы: это могут быть соединения фосфора, серы или органические соединения. Продолжим наше путешествие. Следующий ярус облаков состоит из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония при температуре -10 °С. Водяной пар и кристаллы воды образуют более низкий ярус облаков при температуре 20 °С и давлении в несколько атмосфер почти над самой поверхностью океана Юпитера. (Хотя некоторые модели допускают наличие и четвёртого яруса облаков из жидкого аммиака.) Толщина атмосферного слоя, в котором возникают все эти удивительные облачные структуры, 1000 км.

20 Тёмные полосы и светлые зоны, параллельные экватору, соответствуют атмосферным течениям разного направления (одни отстают от вращения планеты, другие его опережают). Скорости этих течений -- до 100 м/с На границе разнонаправленных течений образуются гигантские завихрения. Особенно впечатляет Большое Красное Пятно колоссальный атмосферный вихрь эллиптической формы размером около 15 х 30 тыс. километров. Когда он возник неизвестно, но в наземные телескопы он наблюдается уже 300 лет. Этот антициклон иногда почти исчезает, а затем появляется вновь. Очевидно, он родственник земных антициклонов, но из-за своих размеров гораздо более долгоживущий. Время жизни Большого Красного Пятна оценивается в сотни и даже тысячи лет. Период круговорота вещества в этом вихре составляет неделю. В атмосфере Юпитера наблюдались подобные же вихри меньших размеров с небольшим (порядка двух лет) временем жизни. «Вояджеры» зафиксировали очень сильные разряды молний, но никто пока не слышал юпитерианского грома. Возможно, когда-нибудь удастся запустить в атмосферу Юпитера долгоживущую научную станцию-дирижабль и поближе познакомиться с его штормами, грозами и циклонами, ОКЕАН. Юпитерианский океан состоит из главного на планете элемента водорода. При достаточно высоком давлении водород превращается в жидкость. Вся поверхность Юпитера под атмосферой -- это огромный океан сжиженного молекулярного водорода. Какие волны возникают в океане жидкого водорода при сверхплотном ветре со скоростью 100 м/с? Вряд ли поверхность водородного моря имеет чёткую границу: при больших давлениях на ней образуется газожидкая водородная смесь. Это выглядит как непрерывное «кипение» всей поверхности юпитерианского океана. Падение в него кометы в 1994 г. вызвало исполинское цунами многокилометровой высоты. По мере погружения в океан Юпитера на протяжении 20 тыс. километров быстро увеличиваются давление и температура. Когда же это закончится? На расстоянии 46 тыс. километров от центра Юпитера давление достигает 3 млн атмосфер, температура 11 тыс, градусов. (Напомним, что температура поверхности Солнца/около б тыс. градусов.) Водород не выдерживает высокого давления и переходит в жидкое металлическое состояние. Всем хорошо знаком такой жидкий металл, как ртуть. А что представляет собой жидкий металлический водород? Сказать трудно, ведь он не наблюдался в лабораторных условиях. Металлический водород должен быть щелочным металлом. Молекулы водорода распадаются на атомы, электроны отщепляются, и жидкость становится электропроводящей. Буйство магнитогидродинамических, электрических и конвекционных процессов, протекающих во втором, нижнем океане Юпитера представить непросто уравнения получаются сверхсложные даже для современных компьютеров. Но результат их действия налицо: они генерируют мощное магнитное поле планеты. Если бы можно было увидеть свечение магнитосферы Юпитера, взаимодействующей с солнечным ветром из электронов и протонов, то на нашем небе вокруг Юпитера появилась бы медузообразная структура крупнее Луны. ЯДРО. Погрузимся ещё на 30 тыс. километров, во второй океан Юпитера. Ближе к центру температура достигает 30 тыс. градусов, а давление -100 млн атмосфер: здесь располагается небольшое («всего» в 15 масс Земли!) ядро планеты, которое в отличие от океана состоит из камня и металлов. Ничего удивительного в этом нет ведь и Солнце содержит примеси тяжёлых элементов. Ядро сформировалось в результате слипания частиц, состоящих из тяжёлых химических элементов. Именно с него и началось образование планеты (см. статью «История Солнечной системы»).

21 СПУТНИКИ У Юпитера обнаружено 16 лун. Две из них Ио и Европа размером с нашу Луну, а другие две Ганимед и Каллисто превзошли её по диаметру примерно в полтора раза. Каллисто равна по размерам Меркурию, а Ганимед его обогнал. Правда, они находятся дальше от своей планеты, чем Луна от Земли. Только Ио видна в небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных размеров; Европа, Ганимед и Каллисто выглядят в несколько раз меньше Луны. Владения Юпитера довольно обширны: восемь внешних спутников настолько удалены от него, что их нельзя было бы наблюдать с самой планеты невооружённым глазом. Происхождение спутников загадочно: половина из них движется вокруг Юпитера в обратную сторону (по сравнению с обращением других 12 спутников и направлением суточного вращения самой планеты). Самый внешний спутник Юпитера в 200 раз дальше от него, чем самый близкий. Например, если высадиться на один из ближайших спутников, то оранжевый диск планеты займет полнеба. А с орбиты самого дальнего спутника диск гиганта Юпитера будет выглядеть почти в два раза меньше лунного. Спутники Юпитера это интереснейшие миры, каждый со своим «лицом» и историей, которые открылись нам только в космическую эру. ИО. Это самый близкий к Юпитеру га-лилеев спутник, он удалён от центра планеты на 422 тыс. километров, т. е. чуть дальше, чем Луна от Земли. Благодаря огромной массе Юпитера период обращения Ио гораздо короче лунного месяца и составляет всего 42,5 ч. Для наблюдателя в телескоп это самый непоседливый спутник: практически каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны Юпитера на другую. По массе и радиусу (1815 км) Ио похожа на Луну. Самая сенсационная особенность Ио заключается в том, что она вулканически активна! На её жёлто-оранжевой поверхности «Вояджеры» обнаружили 12 действующих вулканов, извергающих султаны высотой до 300 км. Основной выбрасываемый газ диоксид серы, замерзающий потом на поверхности в виде твёрдого белого вещества. Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Вулканически активные области Ио нагреты до 300 С. Это, должно быть, величественное зрелище - - фонтан газа высотой 300 км. Мощный подземный гул сотрясает почву, из жерла вулкана с огромной скоростью (до 1 км/с) вылетают вместе с газом камни и после свободного безатмосферного падения с огромной высоты врезаются в поверхность во многих сотнях километров от вулкана. Из некоторых вулканических кальдер (так называются котлообразные впадины, образовавшиеся вследствие провала вершины вулкана) выплёскивается расплавленная чёрная сера и растекается горячими реками. На фотографиях «Вояджеров» видны чёрные озёра и даже целые моря расплавленной серы. Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 200 км в поперечнике. В центре его располо- жен потрескавшийся оранжевый остров из твёрдой серы. Чёрные моря Ио медленно колышутся в оранжевых берегах, а в небе над ними нависает громада Юпитера... Существование таких пейзажей вдохновило многих художников. Вулканическая активность Ио обусловлена гравитационным влиянием на неё других тел системы Юпитера. Прежде всего сама гигантская планета своим мощным тяготением создала два приливных горба на поверхности спутника, которые затормозили вращение Ио, так что она всегда обращена к Юпитеру одной стороной как Луна к Земле. Поскольку орбита Ио не точный круг, горбы слегка перемещаются по её поверхности, что приводит к разогреву недр. В ещё большей степени этот эффект вызывается приливным воздействием других массивных спутников Юпитера, в первую очередь ближайшей к Ио Европы (кстати, периоды обращения этих спутников находятся в резонансе 1 : 2, на один оборот Европы приходится два оборота По). Колебания приливных горбов так разогрели недра Ио, что сейчас она является самым вулканически активным телом Солнечной системы. В отличие от земных вулканов, у которых мощные извержения эпизодичны, вулканы на Ио «работают» практически не переставая, хотя активность их может меняться. Вулканы и гейзеры выбрасывают часть вещества даже в космос. Поэтому вдоль орбиты Ио тянется плазменный шлейф из ионизованных атомов кислорода и серы и нейтральных облаков атомарных натрия и калия, образуя похожее на бублик пространственное тело, называемое в математике тором. Ударные кратеры на Ио отсутствуют из-за интенсивной вулканической переработки поверхности. На ней есть каменные массивы высотой до 9 км. Плотность Ио довольно высока 3000 кг/м3. Под частично расплавленной оболочкой из силикатов в центре спутника расположено ядро с большим содержанием железа и его соединений. Супутник Юпітера Іо. Це саме вулканічно активне тіло Сонячної системи.

22 ЕВРОПА. Европа чуть меньше (радиус 1569 км), чем Ио, и совсем не похожа на свою бурную соседку. Из га-лилеевых спутников у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда. Видимо, под ледяной корой в несколько десятков километров существует водный океан, а в центре массивное силикатное ядро. Плотность спутника высока 3500 кг/м3. Разница в составе Ио и Европы связана с большей удалённостью последней от Юпитера на расстояние 671 тыс. километров. Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних спутников. Это одно из самых гладких твёрдых тел в Солнечной системе. На Европе нет возвышенностей более 100 м высотой. Вся её молодая ледяная поверхность покрыта сетью светлых и тёмных узких полос огромной протяжённости. Тёмные полосы длиной в тысячи километров это следы глобальной системы трещин. Ледяная кора довольно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов. Из-за того что поверхность молодая («всего» 100 млн лет), на ней почти не заметно ударных метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд. лет назад. Учёные нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 1030 км. ГАНИМЕД Ганимед -- крупнейший спутник планеры в Солнечной системе, его радиус 2631 км. Он вращается на расстоянии 1,07 млн километров от Юпитера. 40% поверхности Гани-меда представляют собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными метеоритными кратерами. Эта кора была частично разломана и обновлена активными геологическими процессами примерно 3,5 млрд лет назад. Те же процессы породили странные области, по- крытые бороздами; они занимают остальные 60% площади Ганимеда. С точки зрения космического геолога Ганимед самое привлекательное тело среди спутников Юпитера. Он имеет смешанный силикатно-ле-дяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро. Его плотность 1930 кг/мЗ. Понятие «водяной лёд» применительно к Ганимеду и другим спутникам Юпитера имеет непривычное для нас значение. В условиях низких температур и высоких внутренних давлений водяной лёд может существовать в нескольких модификациях с различными типами кристаллической решётки. Богатая геология Ганимеда во многом определяется сложными переходами между этими разновидностями льда. Поверхность спутника припорошена слоем рыхлой каменно-ледяной пыли толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров. КАЛЛИСТО. Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его ра- диус 2400 км. Среди галилеевых это самый дальний спутник: расстояние от Юпитера 1,88 млн километров, период орбитального вращения 16,7 суток. Если представить Юпитер 10-сантиметровым шаром (яблоком), то Каллисто будет 3-миллиметровой булавочной головкой на расстоянии 130 см от него. Плотность си-ликатно-ледяной Каллисто низка кг/мА В отличие от Ганимеда вся древняя ледяная поверхность Каллисто предельно насыщена метеоритными кратерами. А её тёмный цвет результат силикатных и других примесей. Вероятно, Каллисто самое кра-терированное тело Солнечной системы. Космическим геологам там не скучнее, чем на Ганимеде. Огромной силы удар метеорита вызвал образование гигантской структуры, окружённой кольцевыми волнами, Валь-халлы. В центре её находится кратер диаметром 350 км, а в радиусе 2000 км от него концентрическими кругами располагаются горные хребты. Супутник Юпітера Європа. Її поверхня вкрита потрісканою льодяною корою. Супутник Юпітера Ганімед. Його кора складається із суміші льоду і темних гір- ських порід. Супутник Юпітера Калісто. Тут більше кратерів, чим на будь-якому іншому тілі Сонячної системи.

23 Сатурн: велич кілець Діаметр км Маса 5,7*10 26 кг Середня густина 690 кг/м 3 Період обертання 10 г 40 хв 30с Середня відстань від Сонця 9,54 а.о Період обертання навколо Сонця 29,46 року Сатурн представляется невооружённому глазу звездой 1-й звёздной величины, он значительно слабее по блеску, чем Венера, Юпитер и Марс. Его тусклый свет, имеющий матово-бе- лый оттенок, а также очень медленное движение по небу создали планете дурную славу, и рождение под знаком Сатурна считалось недобрым предзнаменованием. В телескоп средней силы хорошо заметно, что шар Сатурна сильно сплюснут ещё сильнее, чем Юпитер. На поверхности планеты выделяются параллельные экватору полосы, правда менее чёткие, чем у Юпитера. В этих полосах можно рассмотреть многочисленные, хотя и неяркие детали, именно по ним Уильям Гершель определил период вращения Сатурна. Он оказался очень коротким - - всего 10 ч 16 мин. Изредка на диске планеты появляются и более заметные детали. Так, в феврале 1876 г. на экваторе Сатурна возникло большое белое пятно, обращавшееся с периодом 10 ч 14 мин. Незначительная разница не должна удивлять: как и у Солнца и Юпитера, скорость вращения атмо- сферы Сатурна в экваториальных зонах больше, чем близ полюсов. Светло-жёлтый Сатурн внешне выглядит скромнее своего соседа -оранжевого Юпитера. У него нет столь красочного облачного покрова, хотя структура атмосферы почти такая же. Как и Юпитер, Сатурн в основном состоит из водорода и гелия. Только содержание гелия в его атмосфере ниже: он более равномерно распределён по всей массе планеты. Вследствие меньшей силы тяготения атмосфера Сатурна глубже юпите-рианской. Видимо, у Сатурна мощнее верхний слой светлых перистых аммиачных облаков, что делает его не таким "цветным" и полосатым. Вдоль экватора планеты проходит гигантское атмосферное течение шириной в десятки тысяч километров, скорость его достигает 500 м/с. Хотя пятна атмосферных вихрей на Сатурне уступают по размерам юпитериан-скому Большому Красному Пятну, но и там наблюдаются грандиозные штормы, видимые даже с Земли. Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около половины радиуса планеты давление в нём достигает 3 млн атмосфер, и водород уже не может существовать в молекулярном состоянии. Он становится металлическим, хотя и по-прежнему жидким. Течения в этом металлическом океане генерируют довольно сильное магнитное поле Сатурна. В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из камня, железа и, возможно... льда. Откуда взяться льду в центре Сатурна, где температура более 10 тыс. градусов? Ведь хорошо знакомая нам кристаллическая форма воды -обыкновенный лёд плавится уже при температуре О "С при нормальном атмосферном давлении. Ещё «нежнее» кристаллические формы аммиака, метана, углекислого газа, которые учёные также называют льдом. Например, твёрдая углекислота (сухой лёд, используемый в различных эстрадных шоу) при нормальных условиях сразу же переходит в газообразное состояние, минуя жидкую стадию. Но одно и то же вещество может образовывать различные кристаллические решётки. В частности, науке известны кристаллические модификации воды, отличающиеся друг от друга не меньше, чем печная сажа от химически тождественного ей алмаза. Например, так называемый лёд VII имеет плотность, почти вдвое превосходящую плотность обычного льда, и при больших давлениях его можно нагревать до нескольких сот градусов! Поэтому не стоит удив- ляться тому, что в центре Сатурна при давлении в миллионы атмосфер присутствует лёд, т. е. в данном случае смесь из кристаллов воды, метана и аммиака.

24

25 Уран: навколо Сонця лежачи на боці Діаметр км Маса 8,7*10 25 кг Середня густина 1710 кг/м 3 Період обертання 17 г 14 хв Середня відстань від Сонця 19,18 а.о Період обертання навколо Сонця 84,01 року В XVIII в. границей Солнечной системы считался Сатурн, известный с незапамятных времён. Никому и в голову не приходило, что за ним скрывается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 г. новую планету -Уран открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель, до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире. Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессиональным астрономам в Гринвич, Довольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. Любопытно, что знаменитый немецкий астроном Иоганн Боде, составляя извещение об этом уникальном факте, даже не знал, как пишется имя первооткрывателя, и привёл несколько его вариантов, взятых из разных источников. После открытия Урана (название дано Боде) Гершель стал широко известен, был избран членом Лондонского королевского общества и получил должность придворного астронома. За последующие 40 лет он сделал множество замечательных открытий, в частности впервые наблюдал два крупнейших спутника Урана (1787 г.) и два спутника Сатурна (1789 г.). Но главным его открытием всё-таки остался Уран, вдвое расширивший границы известной Солнечной системы. Когда о Земле говорят «голубая планета» это ласковое преувеличение. Основная её палитра включает белый (облака, льды), жёлто-коричневый (суша) и свинцово-серый (океан) цвета. По-настоящему голубой планетой оказался далёкий Уран! Причина этого кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. При морозе (-218 "С) в верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому Уран и приобрёл красивый аквамариновый цвет. Типичные для Юпитера и Сатурна белые аммиачные облака на Уране сформировались в нижних слоях атмосферы и поэтому не видны. Лишь на низких широтах было замечено несколько светлых облаков. По их движению скорость ветра на больших высотах оценивалась в 100 м/с. Никаких других структур на однородном диске Урана не найдено все атмосферные течения скрыты метановой дымкой. В верхней атмосфере Урана наблюдаются различные «электросияния", подобные земным полярным сияниям. Их вызывают потоки элементарных частиц (протонов, электронов), бомбардирующих газовую оболочку планеты. Сияния подобного рода типичны для планет-гигантов из-за их сильного магнитного поля. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычна: магнитный полюс отклоняется от географического почти на 60°. Так что компас там не будет указывать на географический полюс. А самая примечательная особенность этой планеты заключается в том, что она вращается «лёжа на боку» (даже слегка

26 Нептун і Тритон – царство холоду Діаметр км Маса 1,03*10 26 кг Середня густина 2300 кг/м 3 Період обертання 16 г 03 хв Середня відстань від Сонця 30,06 а.о Період обертання навколо Сонця 164,7 року Открытие Нептуна было своего рода триумфом небесной механики: его присутствие в Солнечной системе сначала «вычислили» теоретики, и лишь после этого планету обнаружили на небе в предсказанном ими месте. Наблюдения открытого в конце XVIII в. Урана, казалось, давали воз- можность создать точную теорию его движения, т. е. составить таблицы положений планеты в заранее определённые моменты. Однако сделать это не удалось: в первые десятилетия XIX в. Уран упорно забегал вперёд, а в последующие годы отставал от предвычис-ленных положений. Пытаясь понять причину «плохого» поведения Урана, учёные пришли к выводу, что за ним находится ещё одна планета Солнечной системы: она-то своим тяготением и сбивает его с «пути истинного». Но чтобы найти эту неведомую планету, требовалось по отклонениям Урана от предвычисленных положений узнать характер её движения и положение на небе. За решение этой трудной задачи взялись двое молодых учёных англичанин Джон Адаме и француз Урбен Леверье. Оба они добились сходных результатов, но Адамсу не повезло: его расчётам не поверили и наблюдений по существу не начали. Напротив, сразу после получения письма от Леверье, где сообщалось предполагаемое положение неизвестной планеты, немецкий наблюдатель Иоганн Галле приступил к поискам. Уже на следующий день, 23 сентября 1846 г., он обнаружил светило, имеющее заметный диск, координаты которого отличались от координат известных звёзд. Так, «на кончике пера», был открыт Нептун восьмая большая планета Солнечной системы. Нептун почти не меняет свой блеск, соответствующий примерно 8-й звёздной величине. Так что планету можно увидеть в хороший бинокль, но нужно точно знать, где её искать на небе. В атмосфере Нептуна (как и Урана) меньше водорода и гелия, чем у Юпитера и Сатурна, а его красивая синева связана с тем, что атмосферный метан эффективно поглощает красные лучи. На Нептуне заметны пятна антициклонов. Самый крупный из них назван Большим Тёмным Пятном. Он украшен по краю белыми облаками; время кругооборота вещества в нём 16 дней. По строению и составу Нептун похож на Уран. Весит он чуть больше, а радиус его почти совпадает с радиусом Урана. Магнитное поле Нептуна сходно по силе с земным. Магнитный полюс планеты отстоит от географического на 47°. Нептун медленно плывёт вокруг Солнца по гигантскому кругу с радиусом в 30 раз большим, чем радиус орбиты Земли. До 1999 г. он будет самой крайней планетой Солнечной системы, так как Плутон, двигаясь по орбите со значительным эксцентриситетом, в этот период находится внутри орбиты Нептуна.

27 Втрачений світ: Плутон і Харон Діаметр 2290 км Маса 1,3*10 22 кг Середня густина 2100 кг/м 3 Період обертання 6,38 доби Середня відстань від Сонця 39,53 а.о Період обертання навколо Сонця 247,7 року В феврале 1930 г. молодой американский астроном Клайд Томбо на Ловел- ловской обсерватории во Флагетаффе открыл новую, девятую планету Солнечной системы, получившую название Плутон. По представлениям древних греков, Плутон (Аид) бог подземного царства, в котором господствует вечный мрак. В тех областях Солнечной системы, где движется Плутон, действительно очень мрачно. Среднее расстояние Плутона от Солнца в 40 раз больше расстояния Земли, а значит, света и тепла он получает в 1600 раз меньше. Солнце на небе Плутона выглядит очень яркой звездой, не имеющей видимого диска. И всё же оно там светит в 300 раз ярче, чем полная Луна на нашем небе. Открытие Плутона не было случайным. В продолжение 15 лет на обсерватории во Флагстаффе велись поиски занептуновой планеты, которая, по расчётам основателя обсерва- тории Персиваля Ловелла, слегка возмущала движение Урана и Нептуна. Поиски увенчались успехом. Вскоре изображения Плутона были найдены и на более ранних фотографиях, начиная с 1914 г. Это позволило вычислить его орбиту. Плутон при открытии имел блеск звезды 15-й звёздной величины. Наблюдать его можно только в сильные телескопы. Вследствие малых размеров видимого диска планеты очень трудно было определить её диаметр. Учёные применили косвенные методы. Так, если Марс условно перенести на расстояние Плутона, то он будет освещён Солнцем в 625 раз слабее. Кроме того, из-за удаления от Земли он будет светить нам ещё в 1600 раз слабее. В результате яркость Марса уменьшится на 15 звёздных величин, т. е. станет такой же, как у Плутона. Следовательно, по размерам Плутон сравним с Марсом, а если его альбедо (отражательная способность) меньше, чем у Марса, то и с Землёй. Поэтому в течение 40 лет Плутон считали по размерам и массе равным Земле, в крайнем случае Марсу. Но вот в апреле 1965 г. Плутон проходил вблизи звезды 15-й величины, причём так близко, что, если бы его диаметр превышал 5500 км, он бы полностью заслонил собой эту звезду. На самом же деле звезда закрыта не была. Это означало, что диаметр Плутона меньше 5500 км. Новый этап в исследованиях Плутона начался в 1978 г., когда астроном Джеймс Кристи на Морской обсерватории в том же Флагстаффе с помощью полутораметрового дефлектора обнаружил у него неяркий спутник, получивший имя Харон (согласно древнегреческой мифологии, так звали перевозчика, переправлявшего души умерших через реки подземного царства). По периоду обращения спутника вокруг планеты астрономы вычислили массу Плутона -- 1,3*1022 кг, что составляет примерно 1/500 массы Земли и 1/6 массы Луны. Оставалось определить точные размеры Плутона и Харона. И тут учёным необычайно повезло. Орбита Харона расположена таким образом, что раз в 124 года (половина периода обращения Плутона вокруг Солнца) для земных наблюдателей наступает пятилетний период, когда через каждые 6,4 суток Харон проходит перед диском Плутона и с таким же интервалом (но на 3,2 суток раньше или позже) скрывается за планетой. Очередная серия таких прохождений и покрытий пришлась на гг. Наблюдения этих явлений позволили точно установить диаметры Плутона (2290 км) и Харона (1186 км). Независимое определение размеров Плутона было выполнено по наблюдениям покрытия им звезды 9 июня 1988 г. Была рассчитана средняя плотность обоих тел кг/мЗ. Это меньше плотности скальных пород, но вдвое больше плотности льда. По-видимому, Плутон состоит и из того, и из другого. Таким образом, Плутон является самой маленькой среди больших планет (раньше это «звание» принадлежало Меркурию). Кроме того, он (а не Земля) обладает самым массивным спутником (по отношению масс спутник/планета). В самом деле, Луна имеет массу, равную 1/81 массы Земли, а Харон примерно 1/81/10 массы Плутона (точно это отношение пока не установлено). Ещё в 1976 г. Дейл Крукшенк и его коллеги из университета штата Гавайи (США) обнаружили у Плутона разреженную атмосферу, состоящую из метана (СН4). Дальнейшие исследования подтвердили их открытие. Давление этой атмосферы у поверхности планеты в 7 тыс. раз меньше

28 Малі тіла сонячної системи Астероїди Астероїди Комети Комети Метеори і метеорити Метеори і метеорити

29 Розділ ІІ (Дослідження Всесвіту) Радіоастрономія Радіоастрономія Космічні обсерваторії Космічні обсерваторії Космічні експедиції по сонячній системі Космічні експедиції по сонячній системі

30 Розділ ІІІ (Серед зірок і галактик) Зорі Зорі Між зорями Між зорями Галактики Галактики

31 Источники дополнительных сведений Другие курсы Другие курсы Перечислите книги, статьи, электронные источники Перечислите книги, статьи, электронные источники Службы поддержки, другие источники Службы поддержки, другие источники