Солнечная система

зонд для прямых измерений температуры, давления, химического состава и

других характеристик. Юпитер обладает самым большим числом спутников – на

сегодняшний день известно 48 спутников, из них самые известные –

галилеевские спутники. Четыре самых крупных спутника (Ио, Европа, Ганимед и

Каллисто), открытые Галилеем в 1610 г. и названные С. Мариусом. Собственное

вращение этих спутников синхронно с их обращением вокруг Юпитера из-за

приливных явлений, как в случае системы Земля-Луна.

Ио

В 1610 году Галилео Галилей направил телескоп на небо и открыл четыре

ярких спутника Юпитера. Самый внутренний из галилеевых спутников, Ио,

принадлежит к числу наиболее экзотических объектов Солнечной системы. Ио

больше Луны, спутника Земли. Ио покрыт вулканами, многие из которых

действующие. Вещество, выброшенное при вулканических извержениях, содержит

соединения серы, имеющие различные цвета. Возможно, поэтому поверхность Ио

покрыта разноцветными пятнами и напоминает пиццу.

Европа

Все больше появляется данных, свидетельствующих о наличии под обширными

ледяными равнинами Европы воды в жидком состоянии, возможно даже самых

настоящих океанов, в которых могут существовать формы внеземной жизни.

Глубоко внутри Европа – самый маленький из галилеевых спутников Юпитера

(которые включают также Ио, Ганимед и Каллисто) – состоит в основном из

силикатных пород. При более внимательном рассмотрении видно, что многие

трещины на поверхности спутника внезапно обрываются, чтобы продолжиться в

другом месте, свидетельствуя о возможных сдвигах поверхностных плит.

Ганимед

Если бы Ганимед вращался по орбите вокруг Солнца, он считался бы

планетой. Дело в том, что спутник Юпитера Ганимед – не просто самый

крупный спутник в Солнечной системе, он превосходит по размерам планеты

Меркурий и Плутон. Ганимед покрыт толстым слоем водяного льда. Космический

аппарат "Вояджер" обнаружил на ледяной поверхности Ганимеда большое

количество трещин и канавок. Это можно объяснить тем, что Ганимед, подобно

Земле, имеет большие поверхностные движущиеся массы, называемые

тектоническими плитами. Возможно на Ганимеде случаются события, похожие на

земные землетрясения. Ганимед был открыт Галилеем и Мариусом в 1610 году.

Каллисто

Почему вблизи Каллисто меняется магнитное поле Юпитера? Сам по себе

спутник Каллисто не обладает сильным магнитным полем. Один из возможных

ответов состоит в том, что под поверхностью Каллисто находятся океаны

соленой воды, обладающей значительной электропроводностью. Эта гипотеза

получила дополнительное подтверждение после недавно проведенного анализа

того, как Каллисто генерирует и рассеивает тепло. Считается, что тепло на

Каллисто, вырабатывается в результате протекающих в горных породах

процессов радиоактивного распада. Такие же процессы поддерживают в

расплавленном состоянии земную мантию. Каллисто не может эффективно

рассеивать тепло, поскольку поверхность спутника покрыта толстыми слоями

льда и горных пород. Возможно, именно эта теплота предотвращает замерзание

воды, находящейся под поверхностью спутника. Каллисто имеет самую большую

плотность столкновительных кратеров в Солнечной системе, однако не имеет ни

вулканов, ни даже больших гор. Поверхность Каллисто испещрена трещинами и

кратерами за миллионы лет столкновений с межпланетными телами.

Сатурн

Шестая большая планета Солнечной системы. Расположен примерно вдвое

дальше от Солнца, чем Юпитер, и обращается вокруг него за 29.5 года.

Экваториальный радиус 60330 км, масса 95 земных, ускорение свободного

падения на экваторе 1100 см/с2, сжатие 1/10, средняя плотность 0.7 г/см3.

Период вращения на экваторе равен 10 часов 14 минут и увеличивается к

полюсам. На диске можно различить полосы, зоны и другие более тонкие

образования. В атмосфере наблюдаются спектральные линии водорода Н2, метана

СН4, ацетилена С2Н2, этана С2Н6. Элементный состав, по- видимому, не

отличается от солнечного, т.е. планета состоит на 99% из водорода и гелия.

По внутреннему строению Сатурн похож на Юпитер. Эффективная температура

Сатурна около 95 К. Так же, как и у Юпитера, около половины излучаемой

энергии обусловлено потоком внутреннего тепла. Сатурн имеет магнитное поле

(около 0.5 Э у видимой границы облаков) и радиационные пояса. Он имеет

очень красивую систему колец и 22 спутника, самый большой из которых –

Титан – имеет собственную атмосферу, почти полностью состоящую из азота.

Уникальная по яркости по сравнению с кольцами других газовых гигантов,

система колец Сатурна имеет диаметр около 250 тыс. км, однако толщина колец

– всего несколько десятков метров. В настоящее время астрономы

предполагают, что возраст колец – всего около ста миллионов лет.

Титан

Самый большой спутник Сатурна Титан на редкость интересен: он

единственный из спутников Сатурна обладает атмосферой. В Солнечной системе

есть еще только один спутник с атмосферой - спутник Нептуна Тритон.

Атмосфера Титана представляет собой толстый слой облаков, в основном

состоящих из азота. Такая атмосфера похожа на земную, но по сравнению с ней

содержит больше метана и этана - химических соединений, содержащихся в

смоге. Слой смога, возможно, там такой плотный, что на Титане могут идти

дожди из этой "топливной смеси". В атмосфере Титана найдены химические

соединения, имеющие органическую природу. Это дает повод некоторым говорить

о возможности жизни на Титане. Из-за толстого слоя облаков условия вблизи

поверхности Титана остаются неизвестными. Фотография, которую Вы видите,

была получена аппаратом "Вояджер-1", пролетевшим около Титана в 1980 году.

В последнее время Титан более тщательно исследован космическим телескопом

им. Хаббла.

Энцелад

Орбита Энцелад, спутника планеты Сатурн, лежит между меньшим его по

размерам Мимасом и более крупной Тефией. Энцелад преимущественно состоит из

водяного льда и имеет самую чистую в солнечной системе, без каких-либо

примесей, ледяную поверхность. Поэтому поверхность Энцелада почти белая. На

ней имеется много необычных желобков и некоторе количество кратеров,

подобно поверхности Ганимеда, спутника Юпитера. Данные наблюдательные факты

говорят о том, что поверхность Энцелада молодая, и/или недавно измененная.

Астрономы утверждают, что Энцелад предрасположен к некоторой вуканичекой

активности. Энцелад был первоначально открыт в 1789 году Вильямом Гершелем.

Япет

Япет – третий по величине спутник Сатурна после Титана и Реи. Япет

имеет необычную поверхность, одно полушарие которой очень темное, а другое

– очень светлое. Французский астроном Джованни Кассини, который открыл этот

спутник, заметил, что Япет виден, когда он находится с одной стороны

Сатурна, и не виден, когда находится с другой стороны. Пока неизвестно,

почему полушария Япета так сильно отличаются.

Рея

Спутник Сатурна – Рея – стоит на втором месте по своим размерам после

Титана; однако является самым большим спутником, не имеющим атмосферы. Рея

состоит преимущественно из водяного льда и обладает небольшим каменным

ядром. Собственное вращение Реи и ее орбитальное движение вокруг Сатурна

синхронизированы, подобно системе Земля-Луна. По этой причине Рея всегда

обращена к Сатурну одной и той же стороной. Вследствие этого одно из

полушарий Реи всегда обращено вперед по направлению орбитального движения.

На это полушарие приходится больше ударов метеоритов, и поэтому на нем

больше кратеров по сравнению с “хвостовым” полушарием. Фотография получена

космическим кораблем “Вояджер-1” в 1980 году.

Диона

Один из больших спутников Сатурна, Диона, замечателен наличием ярких

полосок на своей поверхности. Эти полоски проходят поперек некоторых

кратеров, встречающихся в большом количестве на поверхности Дионы. Это

говорит о том, что полоски образовались уже после формирования кратеров.

Диона состоит в основном из водяного льда. Однако, судя по ее высокой

плотности, Диона содержит внутри большое количество каменного материала.

Диона был открыта Джованни Кассини в 1684 году.

Тефия

Тефия (Tethys) - один из самых больших и близких к планете спутников

Сатурна. Его посещали оба космических аппарата Вояджер - Вояджер 1 в

ноябре 1980 г. и Вояджер 2 в августе 1981 г. Сейчас известно, что Тефия

почти полностью состоит из водяного льда. На Тефии есть огромный ударный

кратер, занимающий почти целое полушарие. (Прим.: На снимке он не виден,

т.к. всегда повернут к Сатурну.) То, что удар, в результате которого

образовался этот кратер, не разрушил спутник, может служить свидетельством,

что Тефия в прошлом не была полностью замерзшим телом. Джованни Кассини

открыл Тефию в 1684 г.

Мимас

Мимас является одним из самых маленьких спутников Сатурна, однако на

нем расположен один из самых больших кратеров, получившихся в результате

столкновения. Если бы столкновение было немного более сильным, спутник был

бы полностью разрушен. Этот кратер имеет название "Гершель" в честь

Вилльяма Гершеля, открывшего Мимас в 1789 году. Гравитации Мимаса

достаточно для образования единого почти сферического объекта, однако оне

не может воспрепятствовать образованию на его поверхности очень крупных

особенностей рельефа. Мимас состоит, в основном, из водяного льда с

вкраплениями камней, т.е. представляет из себя большой грязный "снежок".

Фотография, которую Вы видите, была получена аппаратом "Вояджер-1",

пролетавшим в окрестностях Сатурна в 1980 году.

Уран

Седьмая большая планета нашей Солнечной системы. Первые шесть планет

видны на небе невооруженным глазом и принадлежат к числу наиболее ярких

объектов. Уран виден только в телескоп (его звездная величина 5.8m) и

выглядит маленьким зеленоватым диском диаметром около 4". Большая полуось

орбиты планеты равна около 19.2 а.е., а период обращения вокруг Солнца 84

года. Масса Урана в 14.6 раза больше земной, радиус 25560 км. Уран обладает

заметным сжатием (1/17). Средняя плотность Урана 1.55 г/см3 больше, чем

Юпитера и Сатурна. По-видимому в его недрах больше тяжелых элементов.

Детали на диске Урана уверенным образом не различаются, но наблюдаются

периодические колебания блеска. По этим колебаниям и по эффекту Доплера был

определен период вращения вокруг оси 10 часов 49 минут. Наклонение

плоскости экватора к плоскости эклиптики очень большое – 98°, так что

направление вращения обратное. Спектроскопически в атмосфере Урана

обнаружены водород Н2 (основная составляющая, вероятно, наряду с гелием),

метан СН4, и ацетилен С2Н2. Метан имеет полосы поглощения в красной области

спектра и его значительно больше над верхней границей облаков, чем на

Юпитере и Сатурне. Это объясняет зеленоватую окраску планеты. Облака Урана

состоят, по-видимому, из частиц замерзшего метана, температура вблизи их

верхней границы около 55 К, газовое давление несколько атмосфер. В 1986 г.

космический аппарат "Вояджер-2" пролетел на расстоянии около 120000 км от

Урана. Были переданы на Землю изображения самой планеты, ее колец и

спутников, исследовалась атмосфера планеты (дистанционно) и ее магнитное

поле. Напряженность магнитного поля у видимой границы облаков около 0.25 Э.

Удивительной является геометрия магнитного поля Урана: эквивалентный диполь

удален на расстояние 6000 км от центра планеты и наклонен на 60° к оси

вращения. Уран имеет 21 спутник и систему колец. Самый крупный из его

спутников – Титания. Имена всех спутников Урана были позаимствованы у

героев Шекспира.

Миранда

Автоматический аппарат агенства НАСА Вояджер-2 пролетал мимо планеты

Уран и ее спутников в 1986 году. Когда облачное покрытие Урана делалось

более разреженным, становилась видимой поверхность Миранды - самой близкой

среди больших спутников Урана. Вояджер-2 подлетел к Миранде ближе, чем к

другим телам солнечной системы. Поэтому полученная при этом сближении

фотография имеет такое высокое разрешение. Поверхность спутника покрыта

большим количеством кратеров, и своими бороздами похожа на спутник Юпитера

Ганимед. Миранда также имеет несколько ущелий и холмов. Этот спутник

состоит из смеси равного количества льда и камня. Миранда была открыта

Джеральдом Купером в 1948 году.

Ариэль

Как на поверхности Ариэля образовались ущелья? Этот вопрос возник после

того, как Вояджер-2 пролетел мимо этого спутника Урана в январе 1986 года.

Была развита теория, в которой из-за нагрева, вызванного приливным влиянием

Урана, происходили "землетрясения" и значительные смещения частей

поверхности спутника. Теперь на замерзшем Ариэле видна густая сеть желобов,

многие из которых внутри покрыты неизвестным веществом. Ариэль - второй по

расстоянию от Урана спутник после Миранды. Он состоит наполовину из

водяного льда и наполовину из камня. Ариэль был открыт Вилльямом Ласселом в

1851 году.

Умбриэль

Почему Умбриэль такой темный? Этот спутник отражает в два раза меньше

света по сравнению с другими спутниками Урана, такими как Ариэль. И что

это за яркое кольцо на его вершине? К сожалению, этого никто не знает. Эти

вопросы возникли, когда Вояджер-2 пролетел около этого спутника Урана в

январе 1986 года. Аппарат Вояджер запечатлел старую поверхность этого

спутника с необычно большими кратерами и определил его химический состав.

Оказалось, что Умбриэль наполовину состоит изо льда и наполовину из

каменных пород. Умбриэль является четвертым по размеру среди пяти больших

спутников Урана и третьим по удаленности от планеты. Умбриэль был открыт

Вилльямом Ласселом в 1851 году.

Титания

Поверхность Титании исковеркана кратерами и ущельями. Фотография,

которую Вы видите, была получена межпланетным автоматическим космическим

кораблем агенства НАСА Вояджером-2, когда он пролетал мимо этого спутника

Урана в 1986 году. Снимок был передан по радио на Землю. Ущелья на Титании

похожи на ущелья Ариэля, т.е. поверхность Титании беспорядочно

переформировывалась в далеком прошлом. Хотя Титания и является самым

большим спутником Урана, она все же намного меньше Тритона, самого большого

спутника Нептуна. Титания представляет собой большой грязный ледяной шар,

наполовину состоящий из водяного льда и наполовину из камней. Титания была

открыта Вилльямом Гершелем в 1787 году.

Оберон

Оберон – самый далекий на сегодня и второй по размерам среди больших

спутников Урана. Оберон был открыт Вильямом Гершелем в 1787 году. Однако

об этом спутнике почти ничего не было известно до полета автоматического

корабля Вояджер-2, пролетавшего мимо Урана в 1986 году. По сравнению со

спутниками Урана Ариэлем, Титанией и Мирандой, Оберон покрыт большим

количество кратеров и поэтому больше напоминает Умбриэль. Как и все большие

спутники Урана Оберон состоит примерно наполовину изо льда и наполовину из

каменных пород. Заметьте, что на Обероне есть, по крайней мере, одна

большая гора, которую Вы, наверное, увидели на лимбе слева внизу. Высота

этой горы составляет 6 км.

Нептун

Восьмая планета Солнечной системы, удаленная от Солнца на среднее

расстояние 30.1 а.е.; видимая звездная величина 7.6m угловой диаметр 2.4",

линейный радиус 25050 км, масса 17.2 масс Земли, средняя плотность 1.7

г/см3, период обращения вокруг Солнца почти 165 лет. Период вращения

(прямого) вокруг оси 15.8 часов ± 1 час. По характеристикам атмосферы и

внутреннего строения Нептун очень похож на Уран. Известны восемь спутников

и система колец. Из них Тритон принадлежит к числу крупнейших в Солнечной

системе (радиус 2000 км); он имеет обратное обращение вокруг планеты.

Атмосфера Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим

синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере,

который поглощает в основном красный свет. На Нептуне дуют самые быстрые

ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в

час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками

Урана и Нептуна могут образовываться алмазы. Когда космический аппарат НАСА

"Вояджер-2" пролетал мимо далекого Нептуна в августе 1982 года, астрономы

были крайне удивлены. Поскольку Нептун получает всего 3 процента солнечного

света, отражаемого Юпитером, они ожидали увидеть темную, холодную, спящую

планету. Вместо этого на снимках Вояджера перед нами предстал динамичный и

турбулентный мир. Одним из самых поразительных открытий стало Большое

Темное Пятно. Удивительно, что по размеру оно было сравнимо Большим Красным

Пятном Юпитера, находилось в тех же умеренно южных широтах, и выглядело как

аналогичное вихревое атмосферное образование. Скорость ветра вблизи пятна

достигали рекордной среди всех планет величины 2400 километров в час (670

метров в секунду). Согласно данным "Вояджера" Большое Темное Пятно

значительно изменилось в размерах за короткое время пролета. Когда в 1994

году Космический телескоп им. Хаббла наблюдал Нептун, пятно исчезло,

правда, вместо него в северном полушарии планеты появилось другое темное

пятно.

Тритон

Встреча "Вояджера-2" с Нептуном, самой далекой газовой гигантской

планетой, произошла в августе 1989 года. Во время этой встречи корабль

подошел очень близко (около 40 тысяч км) к самому большому спутнику Нептуна

Тритону. Поверхностная температура Тритона в среднем составляет -240

градусов Цельсия (33 градуса Кельвина). На поверхности спутника царит

удивительный, сложный, активный мир. Например, темные пятна на фотографии

являются маленькими вулканами, состоящими из азотного льда с примесью

органических соединений, выброшенных во время действия гейзеров.

Плутон

Плутон и Харон образуют двойную систему. Плутон обращается вокруг

Солнца на среднем расстоянии 39,5 а.е. по орбите с большим эксцентриситетом

(е = 0.249). Из-за большого эксцентриситета он оказывается иногда ближе к

Солнцу, чем Нептун (как, например, в конце XX столетия). Наклонение орбиты

к эклиптике (17°) тоже очень большое, и Плутон выходит за пределы пояса

зодиакальных созвездий. Масса около 0.002 массы 3емли, радиус 1145 км. Это

самая малая из больших планет Солнечной системы. Средняя плотность близка к

2 г/см3. Звездная величина самого Плутона 15m, а его спутник Харон всего на

2m слабее. При одинаковой природе поверхности размеры Харона должны быть

только в 2.5 раза меньше, чем Плутона, а масса меньше раз в 10-20. Период

обращения Харона вокруг Плутона 6.4 сут., при расстоянии 17000 км,

наклонение орбиты 55°. Средняя температура поверхности Плутона 37 K.

Поверхность Плутона покрыта льдами из метана и азота с примесью

углеводородов. Он имеет разреженную атмосферу из тех же газов.

Страницы: 1, 2