T.Redzhe "Etyudy o Vselennoi", Mir/NiT<< 2.3. Sverhnovye | Oglavlenie | 2.5. Chelovek na Lune >>
2.4. Yupiter i Saturn
"Voyadzher" vypolnil zadanie i teper' udalyaetsya ot sistemy Saturna; primerno cherez desyat' let on, vozmozhno, poshlet nam pervye snimki Urana, snyatye s blizkogo rasstoyaniya. Astronomam est' chem zanyat'sya vo vremya dolgogo ozhidaniya etih izobrazhenii. Kosmicheskii zond uzhe sdelal tysyachi prevoshodnyh fotografii Saturna v dobavlenie k izobrazheniyam Yupitera.
Chto zhe uznali my o Solnechnoi sisteme s pomosh'yu etoi i mnogih drugih avtomaticheskih stancii? Prakticheski vsya planetologiya byla perestroena na osnove ogromnogo kolichestva novogo materiala, po sravneniyu s kotorym informaciya, poluchennaya ran'she s pomosh'yu teleskopov, imeet v osnovnom istoricheskuyu cennost'.
Sostav Yupitera
Nachnem s Yupitera, kolossa Solnechnoi sistemy. Galilei pervym uvidel disk i chetyre glavnyh sputnika, provedya znamenituyu seriyu nablyudenii, otkryvayushih epohu sovremennoi astronomii. Spustya tri stoletiya "Voyadzher" podvel nas k samoi planete i dal vozmozhnost' razglyadet' detali ee poverhnosti. Diametr Yupitera sostavlyaet okolo 144000 km, chto primerno v 12 raz bol'she diametra Zemli, a ego massa vsego lish' v 300 raz prevyshaet zemnuyu; esli by Yupiter imel takuyu zhe plotnost', kak i Zemlya, to, uchityvaya ih razmery, ego massa dolzhna byla by prevyshat' zemnuyu bol'she chem v 1500 raz. V deistvitel'nosti Yupiter sostoit iz bolee legkogo veshestva: iz smesi vodoroda, geliya i nekotoryh primesei, vklyuchayushih metan, ammiak, sernistye i drugie himicheskie soedineniya. Sila tyagoteniya na poverhnosti Yupitera primerno v dva s polovinoi raza bol'she, chem na Zemle: mal'chik, vesyashii 40 kg, na Yupitere vesil by celyi centner. Po etoi prichine ves verhnih sloev szhimaet obolochku Yupitera, postepenno dovodya veshestvo do ochen' bol'shoi plotnosti po mere perehoda v glub' planety. Yupiter pochti ves' sostoit iz veshestva s gazo-zhidkoi strukturoi, i tol'ko v samom centre, vozmozhno, imeetsya nebol'shoe kamenistoe yadro, skrytoe pod gromadnoi obolochkoi. Samo eto yadro okutano vodorodom, kotoryi, buduchi szhat do nevoobrazimoi plotnosti, prevrashaetsya v tverdoe metallicheskoe veshestvo, provodyashee elektrichestvo i teplo.
Nesostoyavshayasya zvezda
Yupiter obrazovalsya pri szhatii toi zhe gazovoi tumannosti, iz kotoroi obrazovalos' Solnce, i po svoemu himicheskomu sostavu on tozhe shozh s Solncem. Pri etom massa Yupitera edva dostigaet odnoi tysyachnoi massy Solnca, chto ochen' mnogo po zemnym masshtabam, no nedostatochno, chtoby zazhech' termoyadernye reakcii, kotorye vyrabatyvayut teplo v nedrah Solnca. Tak chto zdes' my imeem delo s "nesostoyavsheisya zvezdoi". V etom smysle Solnechnaya sistema vklyuchaet v sebya dvoinuyu zvezdu (ili dazhe troinuyu, esli schitat' Saturn). Process szhatiya Yupitera eshe ne zakonchen, i teplo, vyrabatyvaemoe etim nepreryvnym gravitacionnym szhatiem veshestva Yupitera, izluchaetsya atmosferoi planety v infrakrasnoi oblasti spektra, nevidimoe dlya chelovecheskogo glaza, no vpolne zametnoe dlya astronomicheskih priborov.
Vosprinimaemyi v infrakrasnom svete, Yupiter svetitsya sam i izluchaet v tri raza bol'she energii, chem poluchaet ot Solnca.
Konvektivnye dvizheniya
Temperatura planety uvelichivaetsya po mere prodvizheniya vnutr', dostigaya neskol'kih desyatkov tysyach gradusov v samom centre. Takie vysokie temperatury vyzyvayut konvektivnye dvizheniya v obolochke planety, dvizheniya, napominayushie to, chto my vidim v kastryule, postavlennoi na ogon': glubinnye massy zhidkosti goryachee i legche i poetomu peremeshayutsya k poverhnosti. Dostignuv ee, oni izluchayut teplo vo vneshnee prostranstvo, ohlazhdayutsya i opuskayutsya vniz; cikl nachinaetsya snova.
V teleskop vidno, chto poverhnost' Yupitera razdelena na gorizontal'nye polosy (parallel'nye ekvatoru). Temnye polosy chereduyutsya so svetlymi. Schitaetsya, chto v predelah svetlyh polos goryachee veshestvo vyhodit na poverhnost', v to vremya kak na temnyh polosah ohlazhdennoe veshestvo nachinaet svoi spusk vniz. Dannye, poluchennye "Voyadzherom", pokazali, chto eta teoriya pri vseh ee dostoinstvah dolzhna byt' usovershenstvovana s uchetom porazitel'nyh struktur, uslozhnyayushih i ukrashayushih atmosferu Yupitera girlyandami, vihryami i gromadnymi omutami vsevozmozhnyh rascvetok. Eshe Kassini videl na poverhnosti planety znamenitoe Krasnoe Pyatno, nazvannoe tak, kak govorit Azimov, iz-za yarkogo krasnovato-oranzhevogo cveta. S blizkogo rasstoyaniya vidno, chto eto krasnoe pyatno ne edinstvennoe i chto imeetsya eshe odno, namnogo men'shee. Razumeetsya, bol'shoe pyatno ostaetsya samym znamenitym: vse-taki ono bylo obnaruzheno let trista nazad. Ryadom s etimi pyatnami raspolozheno mnozhestvo drugih raznocvetnyh pyaten, imeyushih, po-vidimomu, raznye fizicheskie i himicheskie sostavy.
"Voyadzher" sfotografiroval atmosferu Yupitera cherez mnozhestvo cvetnyh svetofil'trov; zatem byli vosstanovleny trehcvetnye izobrazheniya, no v "smeshennom cvete", tak, chtoby infrakrasnyi "cvet" byl predstavlen kak krasnyi; drugie cveta byli izmeneny tozhe. Na etih fotografiyah razlichnye po himicheskomu sostavu komponenty atmosfery okrasheny v raznye cveta, chto daet vozmozhnost' uchenym razobrat'sya v slozhnyh meteorologicheskih usloviyah Yupitera.
Krasnoe Pyatno
Issledovaniya pokazali, chto Krasnoe Pyatno – eto bol'shoi vihr', zanimayushii ploshad', v tri-chetyre raza prevyshayushuyu vsyu ploshad' poverhnosti Zemli. Na nekotoryh "uskorennyh" kinokadrah prekrasno vidno vihrevoe dvizhenie pyatna, proglatyvayushego bolee melkie pyatna i vozvrashayushego ih nazad nevredimymi, kak posle kruga na karuseli. Pohozhe, chto Krasnoe Pyatno vozvyshaetsya kak gigantskii splyushennyi kupol nad srednim urovnem okruzhayushei ego poverhnosti Yupitera. Polosataya struktura etoi poverhnosti ob'yasnyaetsya bystrym vrasheniem planety, sovershayushei odin oborot nemnogim men'she chem za desyat' chasov; v polyarnyh zonah vliyanie vrasheniya umen'shaetsya, i vmesto polos vidno mnozhestvo melkih pyaten, gde goryachee veshestvo poyavlyaetsya iz glubin.
Sil'neishee magnitnoe pole Yupitera zahvatyvaet izluchenie Solnca, sozdavaya smertel'nyi potok zaryazhennyh chastic, podobnyi radiacionnym poyasam Zemli i opasnyi dazhe dlya elektronnogo oborudovaniya; takoi potok pochti mgnovenno privel by k smerti lyuboi formy zemnoi zhizni.
Avtomaticheskii zond zafiksiroval polyarnye siyaniya i oslepitel'nye molnii, kotorye postoyanno menyali ochertaniya v neistovom burlenii atmosfery Yupitera, gde bushevali bespreryvno smenyavshie drug druga uragannye vetry so skorostyami do, 400 km/ch.
Sputniki Yupitera
"Voyadzher" peredal na Zemlyu ne tol'ko snimki samoi planety, no i prevoshodnye fotografii ee sputnikov. Iz osnovnyh sputnikov (galileevy sputniki) blizhaishim k planete yavlyaetsya Io, na kotorom obnaruzheno celyh vosem' deistvuyushih vulkanov; kora Io, takim obrazom, nahoditsya v sostoyanii vysokoi aktivnosti. Po etoi prichine na nem net sledov bombardirovok meteoritami, kakie vidny na Lune, Marse i pochti na vseh nebesnyh telah Solnechnoi sistemy, obladayushih tverdoi koroi. Napomnim, chto, soglasno obsheprinyatoi teorii, lunnye kratery predstavlyayut soboi rezul'tat takih intensivnyh bombardirovok, proishodivshih okolo treh milliardov let nazad pri zarozhdenii Solnechnoi sistemy i s men'shei intensivnost'yu prodolzhayushihsya vplot' do nashih dnei. Na Io nepreryvnye potoki izvergavsheisya lavy sterli vse sledy proshlogo, ostaviv pokryvalo krasnogo cveta, sostoyashee, po vsei veroyatnosti, iz sery i razlichnyh sernistyh soedinenii; mestnost' neuyutnaya eshe iz-za vysokogo urovnya opasnogo izlucheniya poyasov, podobnyh radiacionnym poyasam Zemli. Otkrytie deistvuyushih vulkanov yavilos' polnym syurprizom dlya planetologov i odnim iz naibolee znachitel'nyh rezul'tatov, poluchennyh "Voyadzherom".
Chto kasaetsya sostava ostal'nyh sputnikov Yupitera, to, po vsei vidimosti, oni soderzhat bol'she l'da i men'she tyazhelyh kamenistyh materialov, prichem eto obogashenie l'dom i umen'shenie doli tyazhelyh veshestv tem zametnee, chem dal'she ot planety nahoditsya sputnik. Chislo dostoverno izvestnyh sputnikov Yupitera prevyshaet dyuzhinu; v bol'shinstve svoem eto ledyanye shary okolo sotni kilometrov v diametre, edva vidimye s Zemli. Podschet ih chisla, provedennyi akkuratno, bez speshki s pomosh'yu stacionarnogo iskusstvennogo sputnika Yupitera, navernyaka vyyavil by sotni bolee melkih sputnikov. Takim obrazom, sistema Yupitera napominaet Solnechnuyu sistemu v miniatyure.
Stol' zhe plodotvornym okazalsya vizit kosmicheskogo zonda k Saturnu. Kak i ozhidalos', poverhnosti Saturna i Yupitera shozhi po harakteristikam; sudya po vsemu, nalichie zheltovatyh lent, raspolozhennyh vdol' ekvatorov, svyazano s prisutstviem metana.
V astrologicheskih rukovodstvah mozhno prochest', chto Saturn prinosit neschast'e, ego vliyanie vsegda svyazano s bol'shim gorem. V knigah po astronomii napisano v bolee prozaicheskom stile, chto srednee rasstoyanie ot Solnca do etoi planety sostavlyaet 1427 mln. km (pochti v desyat' raz bol'she, chem rasstoyanie do Zemli) i chto odin oborot vokrug Solnca ona sovershaet primerno za 30 let.
Otkrytie kolec Saturna
V 1610 g. Galilei, razglyadyvaya Saturn s pomosh'yu teleskopa, zametil, chto planeta vyglyadit dovol'no stranno, i reshil, chto on vidit dva tela, soprovozhdayushie osnovnuyu planetu i raspolozhennye po obeim storonam ot nee. O svoem otkrytii on soobshil anagrammoi "Smaisnermiclmbpobtalevmibvneuvgttaviras", nad kotoroi dolgo lomal golovu Kepler, tshetno pytayas' naiti dlya nee reshenie. Nakonec, Galilei raz'yasnil smysl napisannogo: "Altissimum planetam tergeminum observavi" ("Ya obnaruzhil, chto samaya dal'nyaya planeta troinaya"). Neskol'ko let spustya iz-za otnositel'nogo dvizheniya Saturna i Zemli kol'ca okazalis' povernutymi v profil' i poetomu stali prakticheski nevidimymi. Galilei reshil, chto on oshibsya i prekratil zanimat'sya Saturnom. On umer, tak i ne uznav o sushestvovanii kolec.
Kol'ca byli otkryty Gyuigensom v 1659 g., o chem on ob'yavil sleduyushim obrazom: "aaaaaa, cccc, d, eeeee, g, h, iiiiiii, llll, mm, nnnnnnnnnn, oooo, pp, q, rr, s, ttttt, uuuu", chto oznachalo: "Anulo cingitur tenui, nusquam coherente, ad eclipticam inclinato" ("Ona okruzhena legkim kol'com, nigde ne kasayushimsya svetila i naklonennym otnositel'no ekliptiki").
My izbavim chitatelya ot drugih anagramm i podrobnogo rasskaza ob istorii etih issledovanii. Saturn predstavlyaet soboi gromadnuyu planetu, imeyushuyu v diametre 119300 km, chut' men'she Yupitera. Sistema kolec imeet vneshnii diametr svyshe 240000 km i s techeniem vremeni izmenyalas'.
Sostav i struktura kolec Saturna
Shotlandec Dzh.K. Maksvell byl pervym, kto v 1850 g. v rabote, oznamenovavshei soboi nachalo ego blestyashei nauchnoi kar'ery, ser'eznym obrazom postavil vopros o prirode kolec Saturna. S pomosh'yu neoproverzhimyh dovodov, osnovannyh na zakonah nebesnoi mehaniki, on pokazal, chto kol'ca ne mogut byt' ni tverdymi, ni zhidkimi. Ostavalas' gipoteza pyli, t.e. mnozhestva vrashayushihsya po orbite vokrug planety asteroidov, stol' melkih i mnogochislennyh, chto oni vosprinimayutsya kak nepreryvnoe kol'co. Spustya stoletie model' pyli vse eshe schitaetsya spravedlivoi, i ocenki srednego diametra "pylinok" dayut znachenie poryadka odnogo metra. Krome togo, pohozhe, chto oni sostoyat iz l'da. Iz-za vozmushenii, vyzyvaemyh sputnikami Mimasom i Enceladom, nekotorye orbity nestabil'ny i ostayutsya poetomu nezapolnennymi. Po etoi prichine pyl' sobiraetsya v slozhnuyu sistemu koncentricheskih kolec, sheli mezhdu kotorymi, veroyatno, ne prevyshayut odnogo kilometra; dlya sravneniya mozhno skazat', chto tolshina lista bumagi okazhetsya ravnoi 25 m, esli proporcional'no uvelichit' vse razmery na Zemle do razmerov na Saturne.
Teoriya Goldraiha i Tremaina, kotoraya dolzhna byla ob'yasnit' detali struktury kolec, okazalas' (posle polucheniya dannyh ot zonda) slishkom uproshennoi i dolzhna byt' teper' peresmotrena, hotya ona v principe ostaetsya spravedlivoi, i na ee osnove uzhe polucheny nekotorye vazhnye rezul'taty. Nedavnie snimki, peredannye zondom, svidetel'stvuyut, chto struktura sistemy kolec ochen' slozhna; vozmozhno, nekotorye effekty ob'yasnimy tol'ko na osnovanii predpolozheniya o sushestvovanii drugih sputnikov Saturna, pomimo dyuzhiny uzhe obnaruzhennyh.
Eta teoriya, kak i vsyakaya drugaya, osnovana na zakone vsemirnogo tyagoteniya N'yutona i, po suti, predstavlyaet soboi slozhnyi primer prilozheniya etogo zakona.
Sushestvuet li zhizn' na gazovyh gigantah Solnechnoi sistemy?
V interesnoi stat'e Solpitera i Sagana, opublikovannoi v ser'ezneishem periodicheskom izdanii "The Astrophysical Journal", obsuzhdaetsya odna takaya vozmozhnost'. Eti dva avtora schitayut, chto Yupiter mog by byt' mestom obitaniya gigantskih uporyadochennyh organizmov, vrode ogromnyh sharov, napolnennyh vodorodom i plavayushih v atmosfere planety. Eti organizmy mogli by pitat'sya veshestvami, kotorye vynosyatsya iz nedr planety moshnymi voshodyashimi potokami, upomyanutymi nami vyshe. Ne isklyucheny sluchai kannibalizma. Krasnoe Pyatno moglo by okazat'sya ideal'nym mestom dlya obitaniya etih organizmov, chto v svoyu ochered' moglo by ob'yasnit' ego okrasku. Zdes' my imeem zahvatyvayushuyu rabochuyu gipotezu, dlya podtverzhdeniya ili – budem realisticheski smotret' na veshi – polnogo provala kotoroi potrebuyutsya mnogie gody. Analogichnye soobrazheniya mogut byt' predlozheny i dlya Saturna. Vyskazyvalas' mysl', chto i v nagretoi vulkanami atmosfere Titana, samogo bol'shogo sputnika Saturna, mogla by sushestvovat' zhizn', odnako "Voyadzher" obnaruzhil, chto atmosfera Titana holodna i vryad li mozhet etomu sposobstvovat'. Budushee, odnako, vsegda mozhet prigotovit' nam kakoi-nibud' syurpriz.
<< 2.3. Sverhnovye | Oglavlenie | 2.5. Chelovek na Lune >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Galileo Galilei - solnechnaya sistema - kosmogoniya - astrofizika - Obshaya teoriya otnositel'nosti - elektroslaboe vzaimodeistvie - elementarnye chasticy
Publikacii so slovami: Galileo Galilei - solnechnaya sistema - kosmogoniya - astrofizika - Obshaya teoriya otnositel'nosti - elektroslaboe vzaimodeistvie - elementarnye chasticy | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
