Естествознание

Атмосферы этих планет-близнецов похожи между собой и похожи на атмосферу Сатурна. В них обнаружен водород, гелий, метан и следы аммиака. Наблюдение с Земли объектов в атмосферах и на поверхностях этих далеких планет – достаточно сложная задача. На Уране с трудом просматриваются слабые сероватые полосы, параллельные экватору, и темно-серые пятна на полюсах. На Нептуне полосы гораздо слабее, для их наблюдения необходимо использовать очень крупные телескопы (см. рис. 8 на вкладке).

Сведения об этих далеких планетах не полны, и поэтому предположения об их внутреннем строении носят предварительный характер. Считается, что их недра напоминают внутреннее строение Юпитера и Сатурна, с тем отличием, что внутри Урана и Нептуна, по всей видимости, отсутствуют слои металлического водорода. Но ядра этих планет также очень горячие, они являются источниками нагрева поверхностей и атмосфер.

3.2.7. Плутон

Эта планета (будем ее называть планетой) труднонаблюдаема с Земли даже в мощные телескопы, поэтому наши сведения о ней не очень многочисленны. Обращается Плутон вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите, иногда он приближается к Солнцу ближе, чем Нептун. Период обращения почти 250 земных лет. Размеры Плутона постоянно уточняются, однако известно, что это наименьшая из больших планет Солнечной системы. Один оборот вокруг своей оси Плутон совершает за несколько земных суток. У Плутона есть единственный спутник, названный Хароном, который по размеру только в 3 раза меньше самого Плутона. Расстояние между Плутоном и его спутником очень невелико, всего около 20 000 км, поэтому Плутон и Харон иногда называют двойной планетой.

3.2.8. Астероиды

В состав Солнечной системы, кроме больших планет, входят тысячи малых планет, которые называются астероидами. Этот термин в переводе означает «звездоподобные». Такое название появилось, поскольку малые планеты даже в крупные телескопы выглядят слабыми звездочками без заметного диска, и лишь собственное движение на фоне дальних звезд свидетельствует, что это тела Солнечной системы (рис. 9). Более 3500 из них зарегистрировано. Зарегистрированными считаются астероиды, для которых, хотя бы приближенно, определена орбита. Однако открытых, но не зарегистрированных астероидов намного больше, причем открытия и регистрация астероидов непрерывно продолжаются. Наибольший из астероидов – Церера, обнаруженный в 1800 г., имеет поперечник более 1000 км. Остальные астероиды меньше по размеру, только 14 из них в поперечнике превосходят 250 км. Большинство астероидов имеют неправильную форму, они напоминают большие каменные осколки. Это роднит их с метеоритами. Можно считать, что метеориты – это те из астероидов, которые сталкиваются с Землей и падают на ее поверхность.

Рис. 9. Астероид Gaspra

Большинство астероидов (примерно 97 %), подобно планетам, имеют почти круговые орбиты, которые заключены между орбитами Марса и Юпитера. Остальные выходят за эти пределы и двигаются по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Некоторые из малых планет уходят далеко за орбиту Сатурна, другие подходят к Солнцу в 2 раза ближе, чем Меркурий. Астероиды с вытянутыми эллиптическими орбитами пересекают почти круговые орбиты больших планет и могут иногда менять свои траектории под действием их притяжения. Так, в период между 1949 и 1968 гг. астероид Икар подошел близко к Меркурию, который силой своего притяжения слегка изменил траекторию Икара. Расчеты астрономов показали, что даже такое незначительное изменение может привести к прохождению Икара в середине 1968 г. вблизи Земли. Расстояние максимального сближения Земли и Икара должно было составлять «всего лишь» 6 млн км. По космическим масштабам это очень незначительное расстояние, и ученые опасались, что вследствие дополнительных влияний других планет Икар снова «слегка» изменит свою орбиту и столкнется с Землей. К счастью, этого не произошло, Икар действительно прошел мимо Земли, как и было предсказано. Этот случай показывает, что столкновение Земли с крупным астероидом возможно, за всю историю существования Земли такие столкновения наверняка происходили. Вполне возможно, что различные земные катастрофы, например гибель динозавров 65 млн лет тому назад, связаны именно с такими необычными космическими событиями.

3.2.9. Кометы

Среди «населения» Солнечной системы кометы можно выделить как еще одну категорию небесных тел, которые всегда представляли интерес для наблюдателей. В отличие от неподвижных звезд и постоянно движущихся и всегда присутствующих на небе планет, кометы – редкие и яркие гостьи, появляющиеся на короткое время и затем надолго исчезающие в космических просторах. Если на небе появилась комета, то она выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Кометы могут быть очень яркими, тогда их легко наблюдать невооруженным глазом, иногда даже в дневное время. Такие кометы всегда имеют длинные светящиеся хвосты. Именно поэтому они и получили название «кометы»,

что в переводе с греческого означает «хвостатые звезды». Слабые кометы, едва различимые глазом, анализируют по фотографиям, полученным с помощью больших телескопов. Слабые кометы также имеют едва заметные короткие хвосты. Однако все кометы, когда они покидают близкие к Солнцу области, либо выглядят как едва заметные туманные пятнышки, либо вообще становятся неразличимыми.

Многочисленными наблюдениями установлено, что хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу. Поэтому, когда комета приближается к Солнцу, то она движется головой вперед, оставляя хвост за собой. Когда же, обогнув Солнце, комета от него удаляется, хвост движется впереди головы.

Самая яркая часть кометы – голова – содержит внутри себя твердое ядро. Размеры ядра по космическим масштабам очень малы – от нескольких километров до нескольких десятков километров. Ядро окружено огромной газопылевой оболочкой, которая может достигать сотни тысяч километров в поперечнике. Хвост еще больше, его длина составляет миллионы километров.

Предполагается, что на больших расстояниях от Солнца кометы представляют собой только голые ядра, глыбы твердого вещества, состоящего из обыкновенного водяного льда и замороженных газов – метана, аммиака и т. д. В лед вморожены металлические и каменные песчинки и пылинки. По мере приближения к Солнцу этот лед начинает испаряться, создавая вокруг ядра оболочку из газа и пыли. Давление солнечного света отталкивает этот разреженный газ в сторону, противоположную Солнцу, образуя кометный хвост. У некоторых больших комет процесс испарения кометного вещества происходит очень интенсивно, оболочка и хвост при этом вырастают до гигантских размеров. Так, диаметр оболочки кометы Холмса, наблюдавшейся с Земли в 1882 г., был равен 1,5 млн км, а длина хвоста достигала 300 млн км.

За всю историю наблюдений было открыто много комет. Но особое внимание заслужила комета Галлея, названная по имени первооткрывателя, английского астронома Эдмунда Галлея, обнаружившего ее на небе в 1682 г. Изучение траектории кометы, вычисление орбит комет, наблюдавшихся ранее, сопоставление сроков позволило Галлею предсказать, что найденная им комета должна снова появиться на небе через 75 лет. Предсказания астронома полностью оправдались. С тех пор каждые 75 лет телескопы нацелены в сектор неба, предсказанный астрономами, для пристального наблюдения за кометой Галлея. Последний раз она проходила вблизи Земли в 1986 г. (см. рис. 10 на вкладке). Исследование кометы Галлея в тот год проводилось не только с Земли, но и со специальных космических зондов, посланных для встречи с ней. Исследования были успешными и дали много нового материала о строении, составе и жизни кометы. Но это уже другая история.