Тайны рождения планет

Солнечная система состоит, как известно, из одной звезды – Солнца, восьми планет и ряда менее значительных тел, таких, как спутники планет. Все в ней определяется Солнцем, которое является самым массивным телом и единственным, обладающим собственным свечением.

Остальные члены Солнечной системы светят отраженным солнечным светом и поэтому выглядят такими яркими на небе.

Планеты в свою очередь делятся на две хорошо различающиеся группы. В первую входят относительно небольшие планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все они имеют твердую поверхность и, по-видимому, состоят из сходного по составу вещества.

Ко второй группе относятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти тела совершенно отличны от планет земной группы: они скорее газовые и жидкие, чем твердые, с очень плотными атмосферами. Их масса настолько велика, что они смогли удержать основную часть первоначального водорода. Плотности их очень низкие: а плотность вещества на Сатурне даже меньше плотности воды.

После небольшого путешествия по Солнечной системе, конечно, хотелось бы поближе познакомиться с ее представителями – планетами.

Общепринятой теории, в которой бы «по полочкам» были разложены все процессы и явления, приведшие к формированию планетных систем вокруг звезд, астрофизики пока еще не предложили. И, как в большинстве случаев, о событиях вселенского или галактического масштаба ученые имеют лишь научные гипотезы.

Э. Сведенборг считал, звезды возникли в результате вихревого движения вещества космической туманности

Самой долгоживущей и одновременно наиболее известной является небулярная гипотеза. В соответствии с ней Солнце и планеты возникли из вращающейся космической туманности, которая представляла собой сплошное газово-пылевое облако. А так как латинское слово «nebula» означает – «туманность», то соответственно эта гипотеза получила название «небулярной». Возраст этой гипотезы ни много ни мало – более двух с половиной веков.

А родилась она в 1755 году, когда в Кенигсберге была напечатана и вышла в свет книга «Всеобщая естественная история и теория неба». Ее автором был выпускник Кенигсбергского университета Эммануил Кант.

Впрочем, за шесть лет до «Всеобщей истории…» Канта, точнее в 1749 году, в печати появилась книга знаменитого шведского писателя-мистика Эмануэля Сведенборга (1688—1772). В ней он изложил гипотезу, по его словам, рассказанную ему ангелами, в соответствии с которой звезды возникли в результате вихревого движения вещества космической туманности.

Книга, в которой излагалась эта гипотеза, была не из дешевых, поэтому купили ее лишь три частных лица. И одним из них был Кант.

В связи с этим событием и появилось предположение, что идею происхождения планет из пылевого облака будущий великий философ почерпнул из книги Сведенборга.

И хотя книгой Канта никто не заинтересовался и практически весь ее тираж был отправлен в макулатуру, тем не менее гипотеза Канта о возникновении планет из пылевого облака – первоначального Хаоса – выдержала испытание временем и в последующие десятилетия служила достаточно надежным фундаментом для многих теоретических построений.

Через сорок с лишним лет, в 1796 году, гипотезу, во многом похожую на кантовскую, выдвинул французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас. Но, в отличие от Канта, он дал ей еще и четкое математическое обоснование.

По именам двух ее создателей это теоретическое построение, объясняющее основные механизмы происхождения Солнечной системы, получило название гипотезы Канта – Лапласа.

Если учитывать, сколь скудными были знания ученых о Вселенной в то время и как много известно о ней теперь, понятно, что и представления о газово-пылевом зарождении Солнца и планет во многом изменились в соответствии с новыми сведениями о свойствах и строении материи.

Современные астрофизики считают, что процессы, положившие начало формированию Солнечной системы, начались около 10 миллиардов лет назад. Продукт, ставший основой для образования Солнца и окружающих его планет, на три четверти состоял из водорода и на одну четверть – из гелия. Остальных же элементов в этом химическом бульоне было ничтожно мало.

Образовавшееся облако постоянно вращалось и одновременно, под действием сил гравитации постепенно сжималось. Со временем в его центре сконцентрировалась практически вся масса вещества, которая продолжала постепенно уплотняться. И продолжался этот процесс до тех пор, пока плотность внутри «ядра» не достигла необходимой для запуска термоядерных реакций величины. В результате этих реакций началось выделение огромного количества тепла и света, что и привело к появлению звезды, имя которой Солнце.

Когда вспыхнуло Солнце, остатки газово-пылевого облака, словно хоровод вокруг новогодней елки, стали вращаться вокруг него, постепенно приобретая форму плоского диска. В нем, опять же, со временем стали появляться области с более высокой плотностью, которые за миллиарды лет в конце концов образовали планеты.

Причем первыми заявили о себе планеты, расположенные рядом с Солнцем. Они представляли собой сравнительно небольшие тела с высокой плотностью – железокаменные и каменные сферы, из которых впоследствии появились планеты земного типа. В более же отдаленных от Солнца областях сформировались планеты-гиганты, состоящие в основном из газов.

Так в течение миллиардов лет пылевой диск, положивший начало Солнечной системе, перестал существовать, превратившись в планетную систему.

Но практически любое знание эволюционирует. Видимо, в соответствии с этим положением, и появилась несколько лет назад гипотеза академика А.А. Маракушева, согласно которой все планеты земного ряда в прошлом тоже были одеты в толстую газовую «шубу» и ничем не отличались от планет-гигантов. Но постепенно вселенские ветры разнесли эти газы по окраинным областям Солнечной системы, оставив рядом с Солнцем лишь твердые ядра бывших планет-гигантов, которые теперь являются планетами земного типа.

Эта гипотеза находит подтверждение в экзопланетах, которые тоже являются газовыми шарами, расположенными почти рядом со своими звездами. И, возможно, под действием высоких температур и вихрей звездного ветра они тоже сбросят свои газовые «шубы» и превратятся в такие же планеты, как Земля, Венера, Марс.

А вот астрофизик Сергей Ниякшин высказал гипотезу, которая привычные представления о происхождении планет, по сути, ставит с ног на голову. В модели этого ученого планеты формируются не в окрестностях Солнца, а, наоборот, на внушительном от него расстоянии – более 50 астрономических единиц, то есть в 50 раз дальше от светила, чем находится сегодняшняя Земля.

В этом случае влияние гравитации Солнца незначительно, поэтому протопланетный газопылевой диск за счет собственной гравитации начинает притягивать окружающий его газ и пылинки и начинает расти. В результате со временем появляются огромные и рыхлые структуры, которые становятся «зародышами планет». Со временем в этих образованиях более тяжелые элементы сдвигаются ближе к центру, формируя твердое ядро. Эти «зародыши» вращаются в одном направлении, поскольку и газопылевое облако, из которого они сформировались, тоже движется в этом направлении.

Увеличиваясь в размерах, твердое ядро «зародыша планеты» одновременно испытывает все большее торможение и по этой причине постепенно приближается к Солнцу. Когда же зародыш оказывается на неком конкретном расстоянии, то под действием приливных сил и солнечной радиации он начинает «освобождаться» от разреженной газовой оболочки, пока в конце концов вокруг него не останется лишь тонкий слой атмосферы, как, например, у Земли. Но вместе с оболочкой теряются и те твердые фрагменты, которые еще не успели упасть на поверхность рождающейся планеты.

Причем как рассчитал автор этой гипотезы, граница, где происходит эта потеря, почти в точности совпадает с радиусом Пояса астероидов. Следовательно, Ниякшин объясняет не только механизм появления и распределение планет в пределах Солнечной системы, но и выдвигает гипотезу происхождения самого Пояса астероидов.

Таким образом, в гипотезе Ниякшина газовые планеты-гиганты вроде Юпитера – лишь «зародыши» каменистых планет земного типа.

Разобравшись с историей рождения планет, можно перейти и к каждой из них в отдельности. Начнем с Меркурия.

 

Железное сердце Меркурия

Меркурий иногда можно различить невооруженным глазом, но увидеть его намного сложнее, чем четыре другие планеты, известные с давних времен: Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн.

Американская автоматическая межпланетная станция «Маринер-10»

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета, обращающаяся вокруг него за 88 земных суток на среднем расстоянии 58 миллионов километров. По размерам и массе Меркурий ближе к Луне, чем к Земле. Его диаметр составляет 4880 километров.

Казалось бы, Меркурий должен быть похожим на другие планеты земной группы. Однако это не так. Например, по средней плотности вещества он, как ни странно, очень сильно отличается от всех остальных планет земной группы, в том числе и от Луны. Его средняя плотность (5,4 грамма на сантиметр кубический) уступает лишь плотности Земли. Впрочем, если учитывать тот факт, что на плотность нашей планеты влияет более сильное сжатие вещества из-за большего ее диаметра, то в случае, если бы размеры планет были одинаковыми, вещество Меркурия оказалось бы плотнее земного примерно на 30 %.

Неожиданными для астрономов оказались и другие данные, полученные американской автоматической межпланетной станцией «Маринер-10». Анализ этих результатов показал, что у Меркурия на удивление очень слабое магнитное поле: его величина составляет лишь около 1 % от земного.

Этот факт для астрофизиков имел очень важное значение. И связано это с тем, что среди планет земной группы только Земля и Меркурий имеют глобальную магнитосферу. А ее присутствие на планете ученые объясняют наличием в недрах Меркурия частично расплавленного металлического ядра, которое схоже с земным. Причем оно, по мнению исследователей, очень крупное – от 60 % до 70 % массы самой планеты. Радиус же этого ядра около 1800 километров, то есть 3/4 радиуса Меркурия.

На столь значительные размеры ядра указывает, о чем уже говорилось раньше, высокая плотность планеты. А это, по мнению астрономов, позволяет предполагать, что Меркурий содержит много железа – единственного тяжелого элемента, имеющего широкое распространение в природе.

В настоящее время существует несколько гипотез, с помощью которых ученые пытаются объяснить кажущееся несоответствие между высокой плотностью Меркурия и его сравнительно небольшим диаметром.

Сегодня в астрофизике принято считать, что в пылевом облаке, из которого впоследствии образовались планеты, температура граничащей с Солнцем области была значительно выше, чем на его периферии. Поэтому более легкие химические элементы выносились в удаленные холодные части облака.

В конце концов эти процессы привели к тому, что там, где сейчас находится Меркурий, стали преобладать более тяжелые элементы, в частности железо, из которого и сформировалось ядро планеты.

А вот согласно другой гипотезе высокая плотность Меркурия обусловлена тем, что в результате восстановительных реакций окислы и оксиды легких элементов превратились в их более тяжелые, металлические, формы. Происходили же эти процессы под воздействием очень мощной солнечной радиации.

Уплотниться вещество Меркурия могло и в том случае, когда под воздействием высоких солнечных температур внешний, более легкий слой первоначальной коры планеты просто испарился.

А возможно, значительная часть своей более легкой оболочки Меркурий потерял при столкновениях с другими небесными телами меньших размеров. В результате этих соударений происходили взрывы, за которыми следовали выбросы вещества в космическое пространство.

Есть у Меркурия еще одна, свойственная только ему, особенность. Это его своеобразный рельеф, представленный извилистыми уступами высотой в несколько километров, длина которых достигает сотен километров.

Появление этих образований на Меркурии связано с историей его развития. Когда на ранних стадиях планета остывала, ее объем уменьшался, а каменная оболочка, которая остыла и затвердела раньше, чем центральная часть, в силу физических законов стала сжиматься.

В связи с этим внешняя оболочка, которая до этого лежала ровным слоем, на сокращающейся поверхности вместиться уже не могла, поэтому стала трескаться, а края этих фрагментов коры начали наползать один на другой, образуя чешуйчатый рельеф.

Несомненно, такие перемены в структуре коры не могли не сопровождаться мощными сотрясениями ее поверхности и недр. А вот «трясет» ли Меркурий в настоящее время, ученые не знают.

Выяснить это им должен помочь посадочный аппарат, оборудованный сейсмометром. Планируется, что в 2012 году его доставит на Меркурий автоматическая станция «БепиКоломбо», которая является совместным проектом европейского и японского космических ведомств.

 

Странности Меркурия

На Меркурии круглые сутки царит сплошная тьма. А причина этого – практически полное отсутствие атмосферы. Планету окружает только экзосфера – слой настолько разряженного пространства, что нейтральные атомы, входящие в его состав, практически никогда не сталкиваются.

В этой пространственной «пустыне» находятся лишь атомы гелия, которых больше всего, водорода, кислорода, неона, натрия и калия. И то они присутствуют в атмосфере Меркурия лишь потому, что их «выбили» из поверхности Меркурия частицы, прилетевшие от Солнца, – фотоны и ионы, а также очень маленькие метеориты.

А поскольку на Меркурии нет атмосферы, нет на нем и звуков. Ведь для распространения звука необходима упругая среда, то есть воздух, являющийся проводником звуковых волн.

Мрачный и безмолвный Меркурий

Но не своим безмолвием мог бы поразить Меркурий оказавшегося на его поверхности воображаемого астронавта, а удивительнейшим зрелищем Солнца на своем небосводе. Там это светило выглядит в 2—3 раза больше, чем на земном небе.

Но даже не это главное. Сильная сдавленность орбиты Меркурия, а также своеобразие во вращении планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца, привели к тому, что движение Солнца по меркурианскому небосводу имеет свои поразительные особенности.

Так, в районах меридианов 0° и 180° западной долготы рано утром «маленькое», но при этом в два раза большее, чем «земное», Солнце «встает» очень быстро. Но по мере приближения к зениту его скорость затухает, а само оно становится ярче, жарче и в 1,5 раза крупнее.

Наконец, пик достигнут. Но как только Солнце «проскочит» точку зенита, оно сначала замирает, словно в раздумье над своим будущим, а потом в течение 2—3 земных суток начинает понемногу… пятиться назад. Затем еще раз, словно войдя в ступор, застывает, и вдруг, будто решившись на героический поступок, с нарастающей скоростью стремглав уходит вниз за горизонт, при этом заметно уменьшаясь в размерах. И происходит все это лишь потому, что Меркурий отдаляется от Солнца, перемещаясь в вытянутую часть своей орбиты.

Когда же Солнце находится вблизи 90° и 270° западной долготы, здесь оно выкидывает совсем другие коленца: за сутки оно трижды всходит и трижды заходит.

С наступлением утра на востоке горизонт озаряется очень медленно поднимающимся ярко светящимся диском огромных размеров: в эти часы Солнце в 3 раза больше, чем на земном небосводе. Выплыв из-за горизонта, светило еще какое-то время поднимается, а затем неожиданно останавливается. А потом, словно ветреная женщина, меняет свое решение, опускается вниз и на короткое время скрывается за горизонтом.

Но на этом странное поведение Солнца не завершается. Вскоре начинается его повторный восход. Теперь уже Солнце медленно, словно альпинист на вершину горы, ползет по небу вверх. Но, в отличие от скалолаза, постепенно ускоряет свое движение. При этом оно очень быстро уменьшается в размерах, тускнеет, а потом и совсем тухнет.

Через точку зенита это «мини-Солнышко», словно испугавшись умопомрачительной высоты, проносится на большой скорости. А потом уже замедляет свой бег, увеличивается в размерах и с достоинством скрывается за вечерним горизонтом.

Проходит немного времени, и Солнце опять поднимается на небольшую высоту, замирает на месте, а затем, после недолгого отдыха, снова плывет к горизонту, за которым вскоре и скрывается.

Такие «пируэты» в движении Солнца происходят потому, что, когда Меркурий проходит перигелий, его угловая скорость на коротком отрезке орбиты становится больше, чем угловая скорость его вращения вокруг собственной оси.

Это приводит к перемещению Солнца на небосводе планеты в течение короткого промежутка времени – около двух земных суток – вспять его обычному ходу.

Имеет свои любопытные особенности и перемещение по небу Меркурия звезд: они движутся в три раза быстрее, чем Солнце.

Звезда, которая вместе с Солнцем появится из-за горизонта, зайдет на западе еще до того, как Солнце доберется до зенита. А пока Солнце будет опускаться к горизонту, звезда еще раз взойдет на востоке.

 

Горячий лед Меркурия

Сведения, которые передают на Землю спутники и автоматические станции, говорят о том, что поверхность Меркурия, на которую падает огромное количество солнечной энергии, имеет температуру, в несколько раз большую, чем в самых горячих точках нашей планеты.

Действительно, в полдень на раскаленной Солнцем поверхности Меркурия температура достигает +350 °С. Когда же Меркурий находится на минимальном расстоянии от звезды, она подскакивает даже до +430 °С. И лишь когда планета удаляется на максимальное от Солнца расстояние, на Меркурии становится «прохладнее», поскольку температура в это время опускается всего до +280 °С.

Южный полюс Меркурия. Фото со станции «Маринер-10»

Кстати, на Меркурии наблюдаются такие же температурные перепады, как и в пустынях на Земле. Сразу после захода Солнца в зоне экватора температура резко снижается до –100 °С; более того, в полночь она падает даже до –170 °С. Однако с рассветом поверхность опять начинает быстро прогреваться, вскоре достигая +230 °С.

Но вот что любопытно. Измерения температуры грунта на небольших глубинах показали, что она практически совсем не зависит от времени суток. Это значит, что поверхностный слой планеты обладает высокими теплоизолирующими свойствами. А так как световой день на Меркурии в 88 раз длиннее земных суток, то за этот период успевает хорошо прогреться, пусть и тонкий, но все-таки весь поверхностный слой планеты.

Безусловно, такого пекла ни одна жидкость выдержать не может. А лед? Конечно, вопрос мог бы показаться абсурдным, если бы не одно обстоятельство.

Дело в том, что когда в 1992 году проводились радиолокационные исследования Меркурия с Земли, то недалеко от северного и южного полюсов были обнаружены места, поверхность которых сильнее других участков планеты отражала радиоволны.

На основании этих данных и появилась версия о наличии льда в приповерхностном слое Меркурия. В ходе дальнейших радиолокационных исследований, проведенных несколькими научными центрами, было обнаружено около 20 округлых пятен площадью в несколько сот квадратных километров, которые имели повышенное радиоотражение.

Астрономы предполагают, что в этих зонах находятся кратеры. А поскольку они располагаются рядом с полюсами планеты, то солнечные лучи лишь скользят по ним, а то и вовсе в них не попадают. Именно такие постоянно затененные кратеры есть и на Луне. Исследование этих «щербин», проведенное со спутников, позволило обнаружить в них некоторое количество водного льда.

В пользу возможного наличия на Меркурии льда говорят и расчеты, которые показывают, что в некоторых местах постоянно затененных кратеров, расположенных поблизости от полюсов, температура опускается до –175 °С. А при таких условиях, конечно же, лед может существовать в течение долгого времени.

Более того, расчеты показывают, что даже на открытых пространствах вблизи полюсов дневная температура не поднимается выше –105 °С. Прямые же измерения температуры полярных районов Меркурия до сих пор не проводились.

И все же говорить о наличии льда на поверхности Меркурия или на небольшой глубине пока преждевременно. И прежде всего потому, что повышенное радиоотражение характерно и для каменных горных пород, в которых присутствуют соединения металлов с серой.

Не исключено также, что это отражение производят конденсаты металлов, в частности ионов натрия, которые появились на поверхности Меркурия после ее «бомбардировок» частицами солнечного ветра.

Но, опять же, неувязка: почему тогда «ледяные» участки четко привязаны к полярным областям Меркурия?

 

Венера: несбывшиеся ожидания

Венера очень продолжительное время оставалась для астрономов своеобразной «неизвестной землей». И связано это было с тем, что из-за высокой облачности телескопические наблюдения планеты всегда давали очень расплывчатые изображения ее поверхности. Поэтому с помощью оптических приборов даже не удалось определить продолжительность суток на Венере.

А сделать это пытались почти все астрономы, которые в той или иной мере интересовались этой планетой.

Первым попробовал это сделать известный французский астроном итальянского происхождения Джованни Кассини: в 1667 году он заявил, что сутки на Венере почти не отличаются от земных и соответственно равны 23 часам 21 минуте.

В 80-е годы XIX века итальянский астроном Джованни Скиапарелли установил, что Венера вращается намного медленнее. Согласно его расчетам, период обращения Венеры вокруг Солнца равен 225 суткам. Но и этот вывод оказался неправильным.

Французский астроном Джованни Кассини, пытавшийся разгадать загадку венерианских суток

Вслед за Кассини и Скиапарелли астрономы еще неоднократно пытались разгадать секрет венерианских суток. Но безуспешно.

И вот, наконец, в мае 1961 года группа советских ученых, используя межпланетный радар, установила, что Венере, для того чтобы сделать один оборот вокруг своей оси, требуется около 11 суток. Впрочем, как вскоре выяснилось, эта оценка оказалась весьма и весьма заниженной.

И только через год американские радиофизики Голдстайн и Карпентер смогли получить более-менее реальную величину: согласно их расчетам, сутки на Венере должны быть равны 240 земным.

Однако и эта цифра оказалась не совсем верной. Последующие расчеты показали, что сутки на Венере чуть-чуть длиннее. В настоящее же время продолжительность венерианских суток считается равной 243 земным, то есть сутки на Венере длиннее ее года!

В эти же годы было показано, что Венера обращается вокруг своей оси не с запада на восток, как Земля и остальные планеты, а с востока на запад. Это значит, что ее собственное вращение противоположно направлению ее обращения вокруг Солнца.

С чем это связано? Возможно, одна из причин этого аномального вращения скрыта в ранней истории планеты. Не исключено, что на ранних стадиях формирования Венера столкнулась с крупным небесным телом. Катастрофа такого масштаба вполне могла привести к изменению ориентации оси вращения планеты.

Венера – наиболее яркое (после Солнца и Луны) небесное светило. Максимальный ее блеск достигает –4,8 звездной величины.

Поэтому при безоблачном небе она хорошо просматривается с Земли. Правда, лишь в течение непродолжительного времени после захода Солнца (вечерняя звезда) и незадолго до его восхода (утренняя звезда).

Орбита Венеры лежит внутри земной орбиты. Поэтому и смена фаз у нее такая же, как у Луны. Когда Венера максимально приближается к Земле и приобретает в это время максимальную яркость, даже в небольшой телескоп можно увидеть, что формой она походит на серп.

Не совсем точные сведения, полученные путем телескопических наблюдений и математических расчетов, до середины XX века заставляли исследователей связывать с Венерой очень большие ожидания. И сводились они в первую очередь к надежде, что природные условия на планете аналогичны тем, которые существовали на Земле в процессе развития на ней жизни. И для этой точки зрения у астрономов имелись достаточно веские основания, связанные с тем, что обе планеты по своим характеристикам во многом схожи.

Так, у них практически одинаковые размеры: у Венеры экваториальный радиус 6051,8 километра, а у Земли – 6378,1; полярные радиусы соответственно – 6051,8 и 6356,8 километра. Так что разница и впрямь незначительная.

И средняя плотность у обеих планет тоже почти одинаковая: у Венеры она 5234, а у Земли – 5515 килограммов в метре кубическом.

Незначительная разница у обеих планет и в ускорении свободного падения: на поверхности Венеры оно на 10 % меньше земного. Кроме того, и Венера, и Земля перемещаются вокруг Солнца практически по круговым траекториям, лежащим почти в одной плоскости.

Более того, эти две планеты, в отличие от остальных соседей по Солнечной системе, имеют плотную атмосферу. И к тому же находится Венера почти рядом, конечно по космическим масштабам, с Землей.

А учитывая все эти аналогии, можно думать, что и по своему возрасту эти две планеты достаточно близки, а значит, в их развитии участвовали одинаковые механизмы.

Поэтому в научно-популярных журналах того времени появилось немало статей, в которых авторы, описывая Венеру, ничуть не сомневались, что она находится в своем развитии на стадии своеобразного каменноугольного периода, и на ее поверхности плещутся океаны, а суша покрыта пышной экзотической растительностью.

Но в начале второй половины XX века представления о Венере, на которой присутствует жизнь, стали меняться.

И связано это было в первую очередь с тем, что в 1950-х годах с помощью радиотелескопов были получены более точные сведения об атмосфере Венеры. Например, выяснилось, что она имеет огромную плотность: в 50 раз больше, чем на поверхности Земли. А это в свою очередь значит, что давление газа на самой Венере больше такового на поверхности Земли в 90 раз!

Раньше считалось, что плотные облака задерживают солнечные лучи, поэтому на Венере всегда стоит ночь. Однако когда были получены данные с автоматической станции «Венера-8», выяснилось, что для солнечного света облака Венеры не являются серьезным препятствием, и освещенность на ее поверхности примерно такая же, как в пасмурный день на Земле.

Впрочем, этой энергии Солнца вполне хватает, чтобы в результате парникового эффекта температура на поверхности Венеры установилась на уровне +470 °С. При такой жаре свинец, олово и цинк могут находиться лишь в расплавленном состоянии. Но вот с чем связана столь высокая температура Венеры, ученые пока не знают.

В связи с тем, что плотная атмосфера является хорошим теплоизолятором, суточные и годичные перепады температур на планете даже в условиях очень долгих венерианских суток практически отсутствуют.

Безусловно, надеяться на то, что в таком пекле может существовать жизнь, было по меньшей мере наивно.

 

«Кожа», «сердце» и «венцы» Венеры

Отсутствие воды самым непосредственным образом сказывается и на венерианском ландшафте, который практически ничем не отличается от бескрайней, выжженной солнцем пустыни.

Площадь поверхности Венеры – около 460 миллионов квадратных километров. Из них 80 % – плоские и холмистые равнины вулканического происхождения. Остальные 20 % планеты занимают четыре огромных горных массива: Земля Афродиты, Земля Иштар и области Альфа и Бета.

Очень много любопытного об особенностях венерианского рельефа астрономы узнали после изучения снимков, полученных в 1989—1994 годах с американской межпланетной автоматической станции «Магеллан».

Сотрудник НАСА Элен Стофан вспоминает: «Нашему взору предстали дугообразные разломы протяженностью 250—300 километров. Их опоясывали высокие хребты, чем-то напоминающие наши горы. К тому же на их вершинах располагались вулканы. Мы сразу задались вопросом: как они сформировались? Мы такого никогда не видели!.. Гигантские вулканы, напоминающие пузыри, когда-то извергали лаву из каждой расщелины. Казалось, что вся планета покрыта бороздами. По форме они напоминали реки, растекающиеся по всей поверхности планеты, но при такой высокой температуре, как здесь, воде неоткуда было бы взяться, поэтому это, скорее всего была лава. Там были и другие вулканы: их приплюснутые верхушки по форме напоминали блины. Создавалось впечатление, что кто-то их раскидал по всей поверхности. Некоторые вулканы были похожи на раздавленных насекомых. Куда бы вы ни посмотрели – всюду вулканы и все разные. Такое ощущение, что на планете правят одни вулканы. Но как такое могло получиться? Это для нас оставалось загадкой».

Советская автоматическая межпланетная станция «Венера-15»

Кроме вулканических кратеров, на Венере обнаружено порядка тысячи метеоритных кратеров: в среднем по 2 кратера на 1 миллион квадратных километров. Многие из них достигают диаметра 150—270 километров.

А вот кратеры, диаметр которых менее 6 километров, на Венере практически отсутствуют. Связано это скорее всего с тем, что небольшие метеориты сгорают в плотной атмосфере Венеры, так и не долетев до ее поверхности.

Внутренняя структура Венеры тоже имеет свои особенности. Так, плавающие на вязкой мантии литосферные плиты, свойственные Земле, на Венере отсутствуют. Однако это вовсе не значит, что венерианская кора все время остается в неподвижном состоянии. Дело в том, что из центра планеты к ее верхним слоям постоянно поступают потоки тепла, которые постепенно нагревают кору, делая ее мягкой и подвижной. В результате этих процессов она начинает деформироваться, в значительной степени изменяя поверхностный рельеф. Длятся такие циклы, предположительно, около полумиллиарда лет.

Что же касается центральной части Венеры – ее ядра, то каково оно – жидкое или твердое – ученые пока сказать не могут. Во всяком случае, отсутствие стабильного магнитного поля земного типа говорит о том, что в нем нет кругового потока электропроводящих веществ. А такие явления происходят только тогда, когда ядро выделяет тепловую энергию, потоки которой несут электрические заряды, образующие магнитное поле планеты.

Очевидно, что у Венеры конвекции тепловых потоков не происходит, а значит, и не образуется магнитное поле. Почему, пока неясно.

Скорее всего венерианское ядро еще не начало отвердевать, и поэтому там отсутствуют конвективные струи, которые благодаря вращению планеты, закручиваются и генерируют магнитное поле. Что ж, наверное, когда-нибудь такое случится, и у Венеры тоже появится свое собственное магнитное поле.

Кстати, кроме кратеров на поверхности Венеры имеются еще две, свойственные только ей, структуры рельефа – тессеры и венцы. Взору астрономов они предстали при анализе фотоснимков, которые были переданы на Землю в 1983—1984 годах с советских искусственных спутников «Венера-15» и «Венера-16».

Слово «тессера» в переводе с греческого означает «черепица». Они и впрямь на нее весьма похожи, только размеры у них очень и очень большие. Тессеры – это очень древние по происхождению возвышенности и нагорья, или гряды, длиной от сотен до тысяч километров. Поверхность тессер в разных направлениях пересекают хребты и разделяющие их долины. Сами эти хребты имеют ступенчатое строение, обусловленное многочисленными перепадами высот.

Хребты располагаются параллельно друг другу; нередко они изгибаются, образуя петли. Порой они похожи на сморщенную пленку на застывшем киселе, или же шевронные складки коленообразной формы. Что же касается размеров гряд, то они не впечатляют: высота нагорий от 1,0—1,5 до 2 километров, а уступов – до 1 километра.

Совокупность этих хребтов и создает сложную мозаичную структуру, напоминающую покрытую черепицей крышу.

Причину же образования тессер ученые видят в многократных тектонических движениях верхних слоев венерианской коры, в результате которых происходят ее деформации, ведущие к появлению трещин, а также к возникновению холмов и углублений на поверхности планеты.

Тессер на Венере не так уж и много, они занимают около 8 %, или 36 миллионов квадратных километров всей территории, поэтому они названы именами легендарных богинь из мифологических сказаний разных народов мира, которые олицетворяют судьбу и время.

Так, одно из крупных нагорий планеты, длина которого превышает 3000 километров, названо тессерой Фортуны. А тессере, находящейся южнее, присвоено имя латышской богини счастья и судьбы Лаймы.

Кроме тессер, рельеф Венеры представлен еще одним не менее, а может, даже более любопытным образованием – венцами. Это – округлые или овальные возвышенности вулканического происхождения, достигающие диаметра от 100 до 600 километров. Состоят они из кольца горных гряд и центрального плато, которое обычно находится ниже кольца гряд, но выше равнинной местности вокруг него. Многие венцы находятся в обрамлении застывших потоков лавы.

Венцов на поверхности Венеры насчитывается несколько сотен. Предполагается, что их сформировали потоки разогретого вещества, которые поднялись к поверхности планеты из частично расплавленной мантии.

Можно предположить, что венцы являлись главными «коридорами», через которые из недр планеты на ее поверхность изливалась раскаленная лава. Остывая, она образовала обширные равнины, которые ныне занимают почти 80 % территории Венеры.

 

Загадочная Венера

И хотя Венера уже открыла астрономам немало удивительных особенностей, тем не менее она, несмотря на то, что находится по соседству с Землей, хранит еще немало загадочного и таинственного.

Одна из тайн связана с проблемой жизни на Венере. Но поскольку об этом разговор уже шел, касаться этой проблемы мы не станем, а сразу перейдем к следующей венерианской загадке – вращению планеты вокруг собственной оси. Оно, как нам известно, происходит не так, как у других планет Солнечной системы, в том числе, и у Земли, а в противоположную сторону.

Венера продолжает оставаться загадкой для исследователей

Это значит, что космонавт будущего, который окажется на Венере, увидит непривычную для землянина картину: Солнце здесь всходит на западе, а садится – на востоке.

Одно время считали, что такая особенность характерна только для Венеры. Однако со временем выяснилось, что Уран тоже вращается не так, как остальные соседи по Солнечной системе.

Но вот почему эти две планеты наперекор остальным демонстрируют столь разительное своеобразие, астрономы ответить не могут, хотя для объяснения этого феномена и выдвинуто несколько предположений. Две основные версии предполагают или столкновение с гигантским метеоритом, или какие-то неизвестные процессы в ядрах этих планет.

Еще одна загадка Венеры – слишком медленное ее вращение вокруг своей оси и слишком быстрое – вокруг Солнца. Действительно, сутки на Венере в 244 раза длиннее земных. В то же время венерианский год длится всего 224,7 земных суток. То есть год на Венере короче суток!

Ученые предполагают, что на ранних этапах эволюции день на Венере был намного короче. Однако в силу каких-то процессов вращение планеты замедлилось, что и привело к нынешнему положению вещей.

Зонд «Венера-экспресс» на подлете к планете обнаружил еще один загадочный феномен. На полученных из космоса фотографиях хорошо заметно, что в атмосфере планеты над Южным ее полюсом находится черная гигантская воронка. Кажется, что атмосферные облака закручиваются в гигантскую спираль, которая через огромное отверстие уходит внутрь планеты. То есть Венера – полый шар.

Конечно, о существовании входа, ведущего в подземное царство Венеры, ученые всерьез не задумываются, но загадочные спиралевидные вихри над полюсом планеты пока ждут своего объяснения.

К тому же это странное атмосферное образование имеет два центра, которые сложным образом связаны друг с другом. А ведь известно, что практически любой атмосферный вихрь формируется вокруг некоего центра, в котором вращение отсутствует.

Не могут пока ученые разрешить еще одну загадку Венеры: отчего ее атмосфера вращается в 60 раз быстрее, чем сама планета?

Как, впрочем, и природу странного светлого пятна, появившегося в 2009 году на ее поверхности. Что способствовало появлению этой гигантской «веснушки»: вулканическая деятельность или турбулентные вихри в атмосфере, пока неизвестно.

А, возможно, причина совсем другая? Например, появление пятна мог вызвать солнечный ветер: поток заряженных частиц, выброшенных Солнцем, при взаимодействии с верхними слоями венерианской атмосферы мог вполне способствовать его появлению.

Но, по крайней мере судя по тому, что пятно особенно хорошо заметно в ультрафиолете, оно не появилось в результате падения метеорита.

Следует сказать, что пятна на Венере наблюдаются не первый раз и не первое десятилетие, и тем не менее однозначно объяснить их природу пока не удалось.

Еще одно загадочное явление наша «соседка» продемонстрировала ученым в 2008 году. Именно в это время исследователи Вселенной в атмосфере Венеры обнаружили странный светящийся туман, который, просуществовав всего несколько суток, так же неожиданно, как и появился, исчез. Астрономы считают, что на других планетах, в том числе и на Земле, это явление скорее всего отсутствует. Вероятнее всего, оно является некой особенностью, характерной только для атмосферы Венеры.

Перед этим, в июле 2007 года, в южном полушарии планеты также было отмечено несколько случаев яркого свечения. А спустя всего несколько дней похожие, но более яркие свечения были обнаружены в экваториальных районах Венеры.

С чем связано это непонятное явление, ученые пока не знают. Правда, на сегодняшний день все же известно, что все эти феномены появлялись в верхних слоях атмосферы в прилежащих к экватору районах, а также, что у них нет четкого периода.

Кроме того, на сей счет существуют и гипотезы. Скорее всего считают ученые, странное свечение возникает в связи с высокой плотностью венерианской атмосферы, в которой находится немало растворенной серной кислоты. Особенно много ее в облаках, которые находятся на 70-километровой высоте над поверхностью Венеры. Атмосферные процессы, происходящие в этих слоях венерианской атмосферы, приводят к появлению паров серной кислоты, которые поднимаются еще выше. Именно там под воздействием солнечных лучей они и начинают светиться.

Вот только неясно, какие механизмы заставляют оксид серы и воду подниматься на такие огромные высоты и там взаимодействовать. Астрономы предполагают, что этому могут способствовать неизвестные процессы, происходящие на поверхности Венеры.

Итак, самая близкая к нам планета хранит тайны, разгадка которых человеку пока не подвластна.

 

Марс: почему он красный?

Помимо своего основного названия, Марс еще именуют и Красной планетой. И в этом ничего удивительного нет. Кроваво-красный диск на черном ночном небе в годы, когда эта планета находилась на минимальном расстоянии от Земли, то есть во время Великих противостояний, всегда казался людям предвестником катастроф, войн, эпидемий и других страшных бед.

И, что удивительно, иногда эта мрачная примета сбывалась, причем даже в новейшее время. Особенно ужасное совпадение связано со Второй мировой войной, которая началась как раз во время Великого противостояния Марса в 1940—1941 годах.

Но мы отвлеклись от темы. А действительно, почему эта планета окрашена в цвет крови? Теперь, когда ученые с помощью космических аппаратов смогли поближе познакомиться с Марсом, стала известной и причина его необычной окраски. Оказалось, что во всем виновато железо. Точнее, его оксиды. Дело в том, что и в крови человека, и на Марсе его довольно много. Правда, в крови – это просто оксид железа, а на Марсе – оксид трехвалентного железа в смеси с песком и пылью.

Марсоход «Патфайндер» готовится к работе

Советские и американские автоматические станции, в разные годы приземлявшиеся на Марсе, передали на Землю массу любопытной информации. В частности, о химическом составе грунта и коренных горных пород планеты. Оказалось, что в марсианских грунтах очень много серы и оксидов железа – около 20 процентов. А его поверхность покрыта толстым слоем оксидной пленки, или «ржавчины», разрушающей темные глубинные породы.

Появляется же эта ржавчина в результате следующих химических процессов: выделявшееся из марсианских скал железо окислялось на воздухе, в результате чего и образовалась ржаво-красная пыль, которая немедленно распространялась по планете.

Явление это в Солнечной системе уникальное и характерно исключительно для Земли и Марса.

Остальные же планеты, как и их многочисленные спутники, такого соединения не имеют. Оно даже отсутствует на тех небесных телах, где, по предположениям ученых имеется вода.

Впрочем, по поводу особого цвета Марса выдвинута еще одна гипотеза. Ее автором является американский ученый Альберт Йен.

Поводом для новой гипотезы стали результаты, полученные в ходе исследований, проведенных в 1997 году марсоходом «Патфайндер». Так, было выяснено, что в марсианской пыли магния и железа содержится значительно больше, чем в материнской горной породе. И связано это может быть с тем, что эти минералы были занесены на Марс из космоса небольшими метеоритами, содержащими металлы.

Чтобы проверить свои предположения, ученый в специальной камере создал аналог атмосферы Марса, поместил в нее железо, а затем стал воздействовать на него ультрафиолетовыми лучами. Опыт длился в течение недели. Оказалось, что за это время металл начал ржаветь без непосредственного воздействия воды.

Впрочем, ученый заявляет, что его теория вовсе не опровергает предположение о существовании в далеком прошлом на Красной планете воды. Но при этом растекавшаяся по поверхности Марса вода, которая затем испарялась, сыграла незначительную роль в «покраснении» планеты.

Кстати, ряд американских исследователей Марса пришли к выводу, что пыль, покрывающая поверхность Красной планеты, может серьезным образом повлиять на здоровье астронавтов, которые высадятся когда-нибудь на эту планету.

Причин для этого несколько. Главные же из них – две.

Во-первых, вероятнее всего, что эта пыль представлена настолько мелкими частицами, что без труда преодолеет даже самую плотную изоляцию и попадет в жилые помещения станции. К тому же это заявление подкреплено фактами из истории освоения Луны. Действительно, американские астронавты, побывавшие на Луне, уже на следующий день после прилунения обнаруживали лунную пыль внутри спускаемого аппарата.

Во-вторых, марсианская пыль содержит до 0,2 процента хрома. И хотя в большинстве своем соединения хрома относительно безвредны, однако в тех условиях, которые имеют место на Марсе, могли образоваться и хроматы – соли хромовой кислоты. А эти соединения шестивалентного хрома как раз и являются сильными канцерогенами…

Как показали последние исследования Марса, помимо красного песка есть на поверхности этой планеты еще одно удивительное и загадочное образование – сферические объекты, размеры которых не больше шарика подшипника. В среде специалистов они получили название «черничек». Впрочем, они вовсе не голубого или синего цвета, как можно было бы подумать, ориентируясь на название, а, скорее, серые. Они в беспорядке разбросаны среди пластов обнаженных горных пород.

Спектральные исследования, проведенные марсоходом «Спирит», показали, что спектры сферических частиц и окружающих скал, сильно отличаются. И при этом «чернички» богаты гематитом, который на Земле обычно образуется во влажной среде.

Что же касается механизмов, которые могли привести к образованию этих конкреций, ученые пока выдвигают лишь гипотезы, которые могли бы объяснить появление этих структур на Марсе. Скорее всего механизмов может быть несколько, так как форма и цвета «черничек» очень разнообразны. Например, возникнуть они могли и под действием влаги, и в результате вулканической деятельности, и в ходе бомбардировки поверхности Красной планеты метеоритами.

Выходит, что Марс можно называть не только Красной планетой, но и Черничной.

 

Таинственные марсианские каналы

Изучение Марса ведется давно. Уже древние мыслители обратили внимание на эту планету. Но особенно активное изучение Марса началось с изобретением телескопа и измерительных приборов.

Мы не станем останавливаться на истории изучения этой планеты, хотя она тоже весьма интересна, а обратимся к тому времени, когда были впервые обнаружены «марсианские каналы».

Год 1877-й. Время очередного Великого противостояния Марса и Земли. Марс в это время находится от Земли всего в 55 миллионах километров – по космическим масштабам расстояние не столь значительное.

Конечно, такую уникальную возможность для наблюдений за Марсом астрономы упустить не могут. И поэтому многие ученые, прильнув к окулярам телескопов, внимательно наблюдают за Красной планетой.

Среди них и выпускник Туринского университета итальянец Джованни Скиапарелли. И вел он наблюдения за Марсом до тех пор, пока тот не отошел от Земли на значительное расстояние. В 1882 году ученый наконец-то получил возможность разобраться с полученными результатами. Рассматривая зарисовки и фотографии, Скиапарелли неожиданно увидел поразительную картину: на поверхности Марса во многих местах были хорошо видны линии, которые тянулись на сотни и даже тысячи километров.

Настоящим фанатом идеи «марсианских каналов» был американец Персиваль Лоуэлл

Впоследствии об увиденном он написал следующее: «Все огромное пространство континентов покрыто сетью тонких линий или тонких полосок более или менее отчетливого темного цвета… Они тянутся на большие расстояния по поверхности планеты в виде геометрически правильных линий, которые совершенно не похожи на извилистые русла наших рек. Некоторые, самые короткие из них, не достигают и 500 километров, другие же тянутся на тысячи… Одни из них увидеть легко, другие – чрезвычайно трудно; они напоминают тончайшую паутинную сеть, натянутую на диск».

Впрочем, сам Скиапарелли от увиденного в эйфорию не впал, а описал сделанное открытие в весьма острожных выражениях. Так, обнаруженные линии он назвал «canali». В итальянском языке это слово означает «русла, естественные каналы рек».

Но во время перевода сообщения на английский язык переводчиком была допущена ошибка: не вдаваясь в детали, он перевел слово «canali», как «каналы». А это был явный намек на то, что странные структуры рельефа имеют искусственное происхождение.

Появившаяся в печати научная статья о «марсианских каналах» имела эффект взорвавшейся бомбы. Газеты моментально запестрели заголовками, сводившимися к одному: на Марсе присутствуют разумные существа.

Затем появились книги, авторы которых чуть ли не в деталях описывали марсианскую жизнь. Многие были уверены, что обнаруженные на планете каналы, несомненно, являются фрагментами глобальной оросительной сети, которая помогает марсианам спасаться от засухи.

А вскоре выяснилось, что каналы смогли увидеть астрономы многих стран мира. Некоторые ученые установили наличие темных пятен, которые согласно наблюдениям весной, во время таяния полярных шапок снега и льда, становятся еще темнее, а зимой, когда количество снега в полярных районах увеличивается, они светлеют. Конечно же, большинство ученых эти, от сезона к сезону меняющие цвет, участки приняли за озера.

Но настоящим фанатом идеи «марсианских каналов» стал американец Персиваль Лоуэлл. Это был одновременно талантливый, увлекающийся и, что не менее важно, обеспеченный человек. Именно богатство и позволило ему построить персональную обсерваторию во Флагстаффе, штат Аризона. Лоуэлл в течение года изучал марсианские каналы и в то же время составлял их подробную карту. Проделав эту работу, он взялся за перо. В 1895 году на суд широкой публики была представлена его первая книга «Марс», а еще через пять лет была издана вторая – «Марс и его каналы».

И все две книги были пронизаны одной-единственной мыслью: марсианские каналы построили разумные существа. Книги в среде читающей публики стали очень популярными. Вера в марсиан стала почти всеобщей.

Наконец, положить конец этой эпидемии решили истинные астрономы, которые были далеки от мысли о существовании на Марсе высокоразвитой цивилизации. И, чтобы добраться до истины, они более чем активно взялись за изучение планеты.

Очень оригинальным путем попытался разобраться в «марсианских каналах» английский астроном Э. Маундер. В 1903 году он пригласил школьников и показал им издали несколько рисунков Марса, на которых вместо линий были нарисованы ряды точек.

Оказалось, что когда юные «эксперты» перерисовали эти изображения, то многие из них вместо множества точек изобразили прямые линии. Основываясь на этом психологическом эксперименте, Маундер пришел к заключению, что марсианские каналы, скорее всего оптические иллюзии.

Согласился с английским коллегой и французский астроном Антониади, который в 1909 году резюмировал результаты своих наблюдений за Марсом во время очередного Великого противостояния следующими словами: «Гипотеза о мнимом существовании геометрической сети получила окончательное подтверждение… ибо сильные инструменты нашего времени не обнаружили и следа той сети, между тем, как детали, гораздо более тонкие, чем прямолинейные каналы, были постоянно видны».

А известный американский ученый У. Корлис о каналах на Марсе высказался следующим образом: «Для того, чтобы увидеть марсианские каналы, нужно иметь хороший телескоп, хорошее зрение и… хорошее воображение».

Психологи хорошо знают, что в некоторых случаях глаз и мозг обобщают то, что видят, составляя целостную картину из отдельных деталей. А разломы, трещины на поверхности Марса или горные хребты вполне могут стать теми объектами, которые наше зрение может превратить в очень многие фигуры, в том числе и в каналы.

 

Разумная жизнь на Марсе. Была ли она?

Впрочем, эпопея с каналами еще не завершилась. По крайней мере имеются гипотезы, которые вовсе не отрицают возможное существование жизни на Марсе. Так, уже в 1973 году советский астроном В.И. Мороз заявил, что «некогда на Марсе текли реки и плескались голубые озера, давление было близким к атмосферному. На Марсе можно обнаружить живые существа, близкие к земным организмам».

Более того, совсем недавно, в 2008 году, некоторые чиновники и эксперты из штаб-квартиры НАСА в приватных разговорах заявили о том, что на Марсе обнаружены следы внеземных цивилизаций, представленные разного рода искусственными объектами. Например, сооружениями, похожими на руины городов, на пирамиды и даже на обломки космического корабля.

И для таких выводов есть определенные основания. Так, еще в 1972 году «Маринер-9» передал на Землю изображение странных объектов, которые находятся в районе марсианского плато Элизий. Эти объекты, по мнению ряда ученых, вполне могут быть пирамидами.

Этой же межпланетной автоматической станцией в южной полярной области Марса были сфотографированы похожие на искусственные сооружения геометрически правильные структуры. Некоторые исследователи предполагают, что это руины города.

Марсианская скала-пирамида

Еще одну странную фотографию астрономы получили в 1976 году с космического аппарата «Викинг-1». На ней изображен район Кидонии, расположенный в северном полушарии Марса. Здесь, как полагают специалисты, возможно, находятся «руины», имеющие сходство с египетскими пирамидами.

Кстати, по поводу остатков космического корабля проскользнула следующая информация: «…обломки были сфотографированы на пределе оптического разрешения, примерно в 15 милях от зонда НАСА (имеется в виду посадочный блок “Викинг-1”). Фотографии показывают приблизительно две трети цельнометаллического (?) корабля, который мог быть либо цилиндрическим, либо иметь форму тарелки… Видна борозда, прорытая кораблем в марсианской почве».

Однако самый любопытный из всех марсианских артефактов был обнаружен примерно в 9 километрах к востоку от «пирамид» Кидонии. На фотографии хорошо просматривается каменная структура, похожая на человеческую голову. Почти рядом с «пирамидами» находится странное темное кольцо. Анализируя снимок, специалисты НАСА заявили, что «голова» является «овальной формацией». Однако ни о кольце, ни о пирамидальных образованиях они не сказали ни слова.

Существует версия, согласно которой «идеально круглое» образование на вершине высочайшей марсианской горы Олимп якобы имеет искусственное происхождение. И построено оно внеземными цивилизациями для посадки своих космических кораблей.

В этом же ряду находится и гипотеза, которая странное совпадение в расположении трех крупнейших вулканов Марса с планом трех египетских пирамид в Гизе объясняет деятельностью инопланетян.

«Неужели на Марсе кто-то уже побывал и ждет нас сейчас? Даже самых суровых скептиков эти вопросы бросают в дрожь», – восклицает Р. Дрейкер. Но, чтобы ответить на этот банальный вопрос, необходимо появление человека на Марсе.

Итак, проблемы жизни на Марсе все еще продолжают волновать умы специалистов. Но тем не менее к окончательному решению этой проблемы ученые пока так и не пришли. И связано это прежде всего, с жидкой водой. И если в целом ее наличие на Красной планете не вызывает сомнений, то количество воды и ее агрегатные состояния, в которых она находится на планете, по-прежнему остаются темой многих острых дискуссий.

Дело в том, что когда астрономы с помощью спектроскопических измерений попытались измерить количество воды в атмосфере Марса, то оказалось, что ее там очень и очень мало.

Но когда Красную планету, как и другие тела Солнечной системы, начали исследовать автоматические станции, межпланетные зонды, спутники, то появились и новые сведения о составе марсианской атмосферы.

Так, тщательное исследование полярных шапок с помощью современной аппаратуры в 2000 году показало, что кроме твердого углекислого газа там содержится огромное количество твердого водного льда.

Теперь уже довольно точно известно, что воды на Марсе около 4,7 миллиона кубических километров. Находится она главным образом в криосфере – в слое вечной мерзлоты, толщиной в десятки и сотни метров.

Протяженные слои льда толщиной до 4 километров сконцентрированы в полярных шапках. Впрочем, существует версия, что под ними могут находиться довольно значительные по размерам древние озера жидкой и соленой воды. Немалые отложения льда имеются также в равнинных областях Марса.

Основываясь на результатах, полученных в ходе многочисленных исследований гидросферы Марса, ученые пришли к выводу, что в литосфере Марса в форме льда находится около 77 миллионов кубических километров воды.

Соответствующие математические модели показывают, что если бы всю воду, которая в настоящее время сосредоточена в криолитосфере, равномерным слоем распределить по поверхности Марса, то образовался бы бескрайний океан глубиной в несколько сотен метров.

Кроме того, астрономы предполагают, что под криолитосферой Марса находятся мощные слои соленых вод, об общих объемах которых пока ничего не известно. Хотя ученые и предполагают, что они довольно значительны.

Установили исследователи Марса и еще один любопытный факт, связанный с его гидросферой. Оказалось, что под Южной полярной шапкой также находятся огромные запасы водного льда. Так, если бы этот лед растаял, то вся поверхность Марса оказалась бы под 11-метровым слоем воды.

Согласно оценкам американских специалистов, толщина льдов на Южном полюсе Марса достигает 3,7 километра.

В то же время, согласно последним данным, толщина льдов на Северном полюсе приблизительно 1,03 километра.

Что же касается количества воды в атмосфере Марса, то оно совсем ничтожно. Да и трудно было бы ожидать, что в такой холодной среде, как марсианская атмосфера, может сохраниться значительное количество водяного пара.

Расчеты показывают, что если атмосферный пар равномерно осадить по всей поверхности Марса, то он сможет образовать слой пленки толщиной всего в несколько десятков микрон. Еще один-два микрона добавит к ней вода, содержащаяся в облаках.

Кстати, тот факт, что в Северной шапке льда воды гораздо больше, чем в Южной, говорит о том, что южное лето на Марсе намного суше северного.

Итак, вода на Марсе есть. Причем в значительных количествах. А это значит, что основное условие присутствия на планете жизни – наличие воды, – в полной мере выполняется. Теперь остается одно – найти эту жизнь.

 

Метан на Марсе

Марс нет-нет да и преподнесет астрономам очередную головоломку. То это «каналы», то ледяные «шапки», то «пещеры», то странные сооружения, напоминающие пирамиды или руины древних городов.

Метан на Марсе может образовываться и в результате тех геологических процессов, которые сопровождаются его выделением

В XXI веке Марс удивил ученых еще одним своим феноменом: огромными объемами метана, периодически наполняющими его атмосферу. С чем связаны эти «фокусы» Красной планеты, ученые пока сказать не могут.

Сделали же ученые это открытие в ходе многолетних и практически круглогодичных наблюдений Марса в инфракрасные и оптические телескопы. Эти исследования дали любопытные результаты: оказалось, что в спектре планеты периодически проскакивают характерные «пустоты». Связаны они с тем, что в этих полосах происходит поглощение света метаном, который временами вырывается из недр планеты.

Причем объемы этих выбросов весьма значительны. Так, только один из них был насыщен приблизительно 19 тысячами тонн метана. К тому же все они происходили в теплое время года, то есть в промежутке между окончанием марсианской весны и началом лета.

Этот факт астрономы объясняют частичным таянием вечной мерзлоты, подпирающей поверхностную оболочку планеты.

Но в связи с тем что в марсианской атмосфере молекулы метана очень быстро разрушаются, то те значительные его количества, которые обнаружены в северном полушарии, наводят на мысль, что связано это с какими-то постоянно протекающими на планете процессами. Однако найти причину, которая лежит в основе этого явления, ученые пока не могут.

Почему же периодические появления метана в атмосфере Марса столь заинтересовали ученых? Ответ прост: при метаболических процессах множество живых организмов как раз-то и выделяют метан. А это значит, что на Марсе могут существовать примитивные организмы.

Но если согласиться с предположением, что метан на Марсе выделяют микробы или другие микроскопические организмы, то они должны находиться в глубоких пластах планеты, под криолитосферой, то есть там, где температурный режим позволяет воде находиться в жидкой фазе.

И такая ситуация вполне возможна. По крайней мере в южноафриканских горах Витватерсранд бактерии были обнаружены на 3-километровой глубине. Под действием естественной радиации молекулы воды разлагаются до кислорода и молекулярного водорода, который живущие там микроорганизмы используют в качестве источника энергии.

Возможно, аналогичные обстоятельства на протяжении длительного времени позволяют выживать и марсианским бактериям. Обитая в глубине Марса на тех уровнях, где вода находится в жидком состоянии, где углерод можно получать из углекислоты, а радиация поставляет необходимую энергию, микроорганизмы продолжают существовать в недрах планеты и по сей день. Появившиеся же в результате обменных процессов газы, в частности метан, в огромных количествах сначала скапливаются в подземных пещерах, а с повышением температуры, сопровождающей наступление теплого времени года, периодически выделяются в атмосферу.

Вообще же эволюционные микробиологи считают, что бактерии, в которых жизненные процессы завязаны на потреблении водорода и углекислого газа и выделении метана, являются наиболее ранней формой жизни на Земле.

Но если планеты земной группы в первое время имели сходную эволюционную направленность, то не исключено появление жизни и на Марсе. И если она некогда действительно появилась, но не достигла в своем развитии высших форм, то логично предположить, что марсианские микробы и бактерии также использовали аналогичные метаболические циклы, то есть потребляли углекислый газ и выделяли метан.

Впрочем, метан на Марсе может образовываться и в результате тех геологических процессов, которые сопровождаются его выделением. Например, на Земле значительные выбросы метана происходят во время естественного превращения оксида железа в минералы-серпентины.

Аналогичные явления, правда, с участием воды и углекислого газа, могут, конечно же, происходить и на Марсе. И даже не исключено, что произведенный миллиарды лет назад метан сохранился в естественных «хранилищах» – в молекулярных структурах льда (клатратах) – до настоящего времени и теперь высвобождается во время сравнительно теплого лета.

Кстати, те же причины, что и объяснение происхождения метана на Марсе, побуждают астрономов объяснить и появление метана на спутниках Сатурна – Энцеладе и Титане.

 

Странные марсианские пещеры

Когда ученые тщательно проанализировали изображения поверхности Марса, полученные космическим аппаратом «Одиссей», то они заметили странные образования, по своей структуре напоминающие пещеры. Правда, говорить о существовании на Красной планете подземных гротов в земном понимании пока сложно, поскольку внутрь этих образований никто не заглянул. Поэтому разговор идет лишь об отверстиях в горных породах Марса, которые, вероятно, тянутся в глубь планеты.

О глубине этих марсианских гротов астрономы точно ничего сказать не могут, а называют лишь приблизительные цифры: около 130 метров.

Эти округлые пятна на поверхности Марса имеют диаметр от 100 до 250 метров. С помощью инфракрасных датчиков, которые находятся на космических аппаратах, изучающих Красную планету, астрономы измерили дневную и ночную температуру этих пятен. Результатом этих замеров стало предположение, что эти пятна представляют собой настоящие ходы в марсианском грунте.

Оказалось, что днем эти пятна прохладнее, а ночью – теплее, чем прилегающая к ним поверхность Марса. Правда, в отличие от пещерных провалов на Земле, в которых температурный режим практически постоянен, марсианские воронки стабильностью не отличаются. Тем не менее другого объяснения этому феномену ученые пока не нашли.

Чтобы объяснить существование этих пещер, ученые предложили ряд гипотез. Согласно одной из них, эти пещеры – последние прибежища марсиан, на которых неожиданно обрушилась глобальная катастрофа.

Марсианская поверхность

Но большинство специалистов эту гипотезу всерьез не воспринимают. Гораздо больше им импонирует предположение, высказанное геологами. Они считают, что найденные на Марсе пещеры появились вследствие падения на планету огромных метеоритов, а также в результате активной вулканической деятельности.

Процесс, который привел к появлению марсианских пещер, во многом аналогичен тому, который происходит на Земле. Когда во время извержения вулкана вниз по склону горы стекает расплавленная магма, то ее поверхность постепенно остывает. В результате этого процесса появляется твердая оболочка. Лава, которая находится под этой коркой, сохраняет высокую температуру и продолжает двигаться вниз. Когда извержение завершается, образовавшиеся в результате этих процессов каналы превращаются в лабиринты пустых пещер.

Обычно потолки этих естественных катакомб непрочные и поэтому быстро обваливаются. Но при определенных условиях они могут приобрести прочность, которой вполне хватит, чтобы уцелеть и при новых извержениях. Таким путем могут образоваться длинные и глубокие пещеры, заваленные мощными слоями затвердевшей лавы. Но при этом некоторые из этих природных коридоров могут сохранить связь с поверхностью.

Согласно второй гипотезе, пещеры на Марсе появились в результате мощных ударов массивных метеоритов. Вследствие этих «бомбардировок» появлялись многочисленные разломы в почве и вода, появившаяся из растаявшего льда. Распространяясь по образовавшимся трещинам, вода вымывала из марсианских грунтов легкорастворимые минералы. И если грунт был податливым, трещины увеличивались в размерах, со временем превращаясь в разветвленную паутину коридоров.

Именно в таких пещерах, по мнению ученых, и следует искать живое вещество, так как толстый слой породы способен защитить биологические объекты от космической радиации.

 

Двуликий «Янус»

Уже давно исследователей Солнечной системы ставит в тупик странная ситуация с поверхностью Марса. Дело в том, что Северное полушарие планеты почти полностью занято огромным плоским котлованом, а Южное нагорье утыкано горами, во много раз превышающими земные.

Самыми же высокими областями считаются большие вулканические купола гор Фарсида и равнины Элизий. Над обеими областями доминируют несколько огромных потухших вулканов, самым большим из которых является Арсия высотой 27 километров и 26-километровый Олимп в возвышенной области Тараис в Северном полушарии. Это самые высокие щитовые вулканы в Солнечной системе. Для сравнения, такие же вулканы на Земле на Гавайских островах поднимаются над морским дном всего на 9 километров.

Кроме того, и диаметр марсианских вулканов несравним с диаметром их земных собратьев.

Так, крупнейшие из них – Арсия и Олимп – у основания достигают 500—600 километров. При этом диаметр кратера у Арсии – 100, а у Олимпа – 60 километров. В то же время у величайшего на Земле вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах диаметр кратера 6,5 километра.

Таким образом, Красная планета словно демонстрирует два своих лика – взбалмошный горный и спокойный равнинный.

Чтобы как-то истолковать эту особенность Марса, ученые выдвинули две разные версии. Приверженцы первой из них считают, что около 3,8 миллиарда лет назад мощнейшая вулканическая деятельность привела к тому, что из внутренних областей Марса на его поверхность вылилось колоссальное количество магмы. Остыв, она и создала необычное различие в полусферах Марса.

Красная планета словно демонстрирует два своих лика – взбалмошный горный и спокойный равнинный

В основу второй гипотезы положено предположение, что огромная низина Бореалис в Северном полушарии, занимающая 40 % площади Марса, появилась еще в самом начале его эволюции, когда крупное небесное тело врезалось в поверхность планеты.

Но в правильности этой гипотезы были высказаны определенные сомнения. Например, было отмечено, что внешний вид этой низины мало напоминает ударный кратер: во-первых, она сильно вытянутая, хотя в случае падения метеорита должна быть круглой; во-вторых, ее края неровные, причем на разных участках имеют разную высоту.

Но, несмотря на эти возражения, гипотеза продолжает жить. Тем более что в ее пользу не так давно ученые представили довольно серьезные аргументы. Вытянутость низины, считают ученые, вовсе не противоречит этой гипотезе. Дело в том, что похожие кратеры есть и на Луне. И скорее всего они появились в результате падения метеоритов или астероидов на планету под острым углом.

А неровности краев низины Бореалис вполне объяснимы начавшейся уже позже вулканической деятельностью.

Для доказательства своей точки зрения ученые воспользовались данными зондов серии «Марс», исследовавшими планету. В ходе обработки полученной информации ученые создали модель, из которой убрали предполагаемое воздействие на долину вулканов. И увидели почти идеально ровный эллиптический кратер, который, кстати, является самым большим в Солнечной системе.

Расчеты показывают, что в планету на заре ее юности врезалось тело диаметром около 2 тысяч километров, то есть больше, чем Плутон. Столкновение произошло под углом в 45 градусов. В результате и появилась воронка поперечником почти 10 тысяч километров.

Кстати, предполагается, что таким же путем появился и наш спутник – Луна.

 

Марсианские «черви» и «пауки»

Их называют по-разному: и стеклянными туннелями, и стеклянными трубками, и стеклянными червями. В каждый из этих терминов заложена определенная смысловая нагрузка, сконцентрировавшая в себе качественное определение неизвестного марсианского объекта.

Американский фантаст Артур Кларк связывал происхождение «трубок» с деятельностью гигантских червеобразных организмов

Так, в соответствии с первыми двумя определениями объекты должны иметь внутреннюю полость или же стать таковыми во время их формирования. Кроме того, эти названия наводят на мысль, что данные объекты могут иметь искусственное происхождение. В то же время название «черви» предполагает, что эти структуры имеют естественное происхождение. А в связи с тем, что эти структуры отражают солнечные лучи, слово «стеклянный» как раз и говорит о том, что они состоят из соответствующего материала.

Следует сразу заметить, что странные трубы распространены по территории Марса неравномерно. Больше всего их зафиксировано на равнине Ацидалия. Кстати, на северо-востоке этой равнины находится и знаменитая Сидония. Именно здесь космические аппараты сфотографировали так называемое Лицо и Пирамиды – структуры, о которых нельзя определенно сказать, искусственного они происхождения или естественного.

В районе этих спорных образований космические станции зафиксировали также систему крупных трещин, собранных в сложный ячеистый узор. И как раз во всех этих разломах были обнаружены объекты, похожие на огромные трубы с «ребрами жесткости», расположенными перпендикулярно их продольной оси.

Эти марсианские «трубы» – довольно грандиозные образования, достигающие в поперечнике пятидесяти и более метров. Самая же массивная из этих систем имеет ширину 3 километра и длину – около 50 километров. Астрономы предполагают, что кроме этих гигантов в небольших трещинах находятся и более мелкие «черви», но увидеть их на снимках не представилось возможности.

История же открытия этих феноменов началась в августе 1999 года. Именно тогда частная американская компания МССС, работавшая на НАСА, получила фотографии одного из районов Ацидалии со странными гофрированными объектами, очень похожими на огромные трубы.

Через три года, после соответствующих бюрократических процедур, были выполнены повторные снимки того же участка Ацидалии. И к удивлению специалистов, на полученных фотографиях никаких видимых изменений с «червями» не случилось: они по-прежнему находились на старых участках.

Конечно же, данной марсианской аномалии требовалось правдоподобное объяснение. В связи с этим было выдвинуто несколько гипотез, которые можно объединить в две альтернативные группы. В соответствии с первой группой гипотез эти «гофрированные трубы» имеют естественное происхождение, согласно же другой – их создали разумные существа.

Так, сотрудник НАСА доктор Дэвид Пери утверждает, что это марсианские дюны. Американский геолог Рон Никс считает, что такие огромные трубчатые структуры могли появиться лишь в результате значительных выбросов лавы.

А вот приверженцы техногенной версии уверены, что черве-образные сооружения построили обитатели Марса. И сделали они их для того, чтобы обеспечить водой жилые и промышленные комплексы, находящиеся внутри этих структур. А некоторые энтузиасты утверждают даже, что на фотографиях – остатки древней марсианской цивилизации.

Есть и такие ученые, правда, их немного, которые связывают происхождение «трубок» с деятельностью гигантских черве-образных организмов. В частности, такую точку зрения в 2001 году высказал известный американский фантаст Артур Кларк. Правда, реально смотрящий на вещи ученый вряд ли согласится признать существование организма длиной 50 и шириной 3 километра.

Еще одна гипотеза предполагает, что «черви» – это неизвестные на Земле типы гидротехнических сооружений.

Короче говоря, гипотез предостаточно. Однако ни одна из них пока не в состоянии объяснить, что же на самом деле представляют собой гигантские марсианские «черви»…

Но, оказывается, кроме «червей» обнаружены на Красной планете и «волосы, и «пауки». И опять же, помогли это сделать современные технические средства – автоматический зонд НАСА, который 25 марта 2009 года передал на Землю фотоснимки странных объектов.

«Волосы» имеют довольно значительные размеры и внешне напоминают клочья шерсти. Поэтому их так и назвали – «волосы».

Чтобы объяснить происхождение этих необычных структур, астрономы выдвинули несколько гипотез. Приверженцы наиболее правдоподобной из них предполагают, что эти волосоподобные образования являются продуктом выделяющейся из недр планеты твердой углекислоты, которая при повышении температуры начинает испаряться, то есть превращается в газ.

Пробив наружный ледяной слой, струи газа вырываются на поверхность. При этом они захватывают с собой мельчайшие пылевидные частицы, которые рассеивают вокруг. В результате этого процесса, как считают специалисты, и возникают такие странные структуры, напоминающие пучки волос.

Если же пыль на поверхности отсутствует, а корка льда слишком твердая и не поддается разрушению, то не сумевший вырваться наружу газ в этом случае образует на поверхности выпуклости. Они-то как раз и похожи на огромных пауков. Поэтому в силу аналогии ученые назвали их марсианскими «пауками».

 

Загадочное ускорение Фобоса

Эту загадку Фобос задал астрономам в 1945 году. Именно тогда американский ученый Б. Шарплесс заметил в движении Фобоса труднообъяснимые особенности. Оказалось, что спутник Марса перемещается по очень пологой спирали, медленно, но неуклонно приближаясь к поверхности планеты. После проведенных расчетов Шарплесс заявил: «Если так будет продолжаться и дальше, то через 15 миллионов лет Фобос может упасть на Марс». Вот такая арифметика. Именно это ускорение в движении Фобоса и было названо вековым.

С этой особенностью Фобоса ученые не могли разобраться до тех пор, пока в 1959 году не установили, что по похожим спиралевидным орбитам движутся также и искусственные спутники Земли. В верхних слоях атмосферы в результате торможения скорость их падает, и они начинают снижаться, одновременно, приобретая центростремительное ускорение. Эти данные натолкнули ученых на мысль, что, возможно, те же самые факторы влияют на изменение параметров Фобоса.

В движении Фобоса есть труднообъяснимые особенности

В том же году знаменитый советский астрофизик И.С. Шкловский в ходе строгих математических расчетов показал, что столь странное поведение Фобоса вполне объяснимо, если предположить, что он… внутри пустой, как, например, те же искусственные спутники Земли!

Эти выводы советского ученого приводили к четкому логическому выводу, что Фобос тоже является искусственным телом! А дальше следовал однозначный вопрос: кто построил это тело? И автоматически напрашивался ответ: представители иной цивилизации!

Однако другой советский ученый, Н.Н. Парийский, практически в одно и то же время со Шкловским предложил свое объяснение ускорения Фобоса. Согласно его гипотезе, непонятные явления в движении спутника можно объяснить приливным торможением.

Говоря другими словами, перемещение Фобоса, хотя размеры у него и невелики, из-за близости к Красной планете вызывает значительные приливы марсианской коры, во многом похожие на те, которые вызывает на Земле ее спутник – Луна. А образовавшийся на Марсе приливной горб, который отстает от движения Фобоса на четверть круга, притормаживает его своим притяжением.

Впрочем, этой гипотезой объяснения странного поведения Фобоса не исчерпываются. Например, было высказано предположение, что тормозит движение спутника очень плотная атмосфера Марса. Или давление солнечного света.

Но последующие исследования показали, что ни атмосфера Марса, ни солнечный свет никакого отношения к вековому ускорению не имеют. Однако оно, тем не менее существует. Это со временем подтвердили не только наблюдения с Земли, но результаты, полученные с автоматических межпланетных станций.

Так, на фотоснимках, отправленных на Землю космической станцией «Маринер-8», было хорошо заметно, что Фобос и Деймос представляют собой громадные глыбы неправильной формы. А это значит, что к их происхождению инопланетяне отношения не имеют.

На сегодняшний день наиболее приемлемым считается объяснение Парийского. В пользу этой гипотезы говорит и то обстоятельство, что у другого спутника Марса, Деймоса, векового ускорения не наблюдается.

 

Юпитер. Жестокий, злой и водородный

Долгое время у большинства исследователей Солнечной системы о Юпитере было очень благоприятное мнение. Связано оно было с тем, что Юпитеру постоянно приписывалась своеобразная роль защитника Земли и других планет от массированного обстрела астероидами. Астрономы считали, что газовый гигант Юпитер благодаря мощным силам гравитации захватывает многочисленную армаду космических тел, которые, залетев в пределы Солнечной системы из далеких просторов Вселенной, нередко могут серьезно угрожать другим планетам.

И вдруг отношение к Юпитеру-защитнику резко изменилось. И случилось это благодаря детальному компьютерному анализу поведения малых небесных скитальцев в пределах планеты-гиганта.

Исследовав траектории 40 тысяч астероидов, комет и других космических тел, в силу разных причин оказавшихся во владениях Солнечной системы, ученые обнаружили, что поведение Юпитера не столь благородно, как считалось ранее.

До появления в Солнечной системе эти тела обычно двигались по круговым орбитам. И, «обитая» где-то на периферии Солнечной системы, какой-либо реальной опасности для внутренних планет они не представляли.

Но как только они оказывались в сфере влияния внешних планет, особенно Юпитера, их поведение резко менялось: и в первую очередь это проявлялось в том, что эти «мелкие» небесные скитальцы неожиданно изменяли траектории своего движения. Их орбиты начинали сильно вытягиваться, и в конце концов это приводило к тому, что они, подобно гигантским ядрам, устремлялись в центральные районы Солнечной системы.

Исследования Юпитера показали, что в большинстве случаев он несет главную ответственность за падающие на Землю астероиды

Ученые, которые установили этот факт, впоследствии заявили: «Наши исследования Юпитера показали, что в большинстве случаев он несет главную ответственность за падающие на Землю астероиды. То есть он не защищает нашу планету, а организовывает по ней настоящий и к тому же беспорядочный обстрел».

Таким образом, вместо «благородного рыцаря», Юпитер предстал в обличье злого и коварного разбойника.

Установили ученые и еще один любопытный факт, связанный с Юпитером. Правда, его жестокого характера он не касается. Оказывается, на этой планете, как и на Земле, тоже есть свой Мировой, правда, юпитерианский океан. Но вместо воды находится в нем главный элемент планеты – водород. А океаном он называется потому, что при том колоссальном давлении, под которым находится поверхность Юпитера, водород превращается в жидкость. Именно по этой причине вся поверхность Юпитера, укрытая слоем атмосферы, представляет собой огромный океан сжиженного молекулярного водорода.

И конечно же этот океан, существование которого для жителя Земли кажется абсолютно невозможным, имеет массу удивительных особенностей. Так, на нем разгоняет волны сверхплотный ветер, достигающий скорости 100 и более метров в секунду. И при этом вся поверхность юпитерианского океана, если говорить земным языком, напоминает «кипение» обычной воды. Кстати, когда в 1994 году в это водородное море упала комета, возникли гигантские волны, высота которых достигала нескольких километров.

Этот водородный океан имеет и много других особенностей, трудно укладывающихся в те представления, к которым привык живущий на Земле человек. Например, в юпитерианском океане по мере погружения в него очень быстро растут давление и температура. Так, на глубине в 46 тысяч километров от поверхности планеты давление достигает 3 миллионов атмосфер, а температура – около 11 тысяч градусов. (А это, между прочим, почти в два раза выше температуры на поверхности Солнца.) Находясь под таким фантастическим давлением, водород переходит в жидкое металлическое состояние, похожее на ртуть.

Впрочем, сегодня ни один специалист не может даже приблизительно описать те качественные характеристики, которые присущи жидкому водороду. И причина этого одна: он никогда не воспроизводился в лабораторных условиях.

 

Родимые пятна Юпитера

Оно было замечено еще в 1665 году. И впервые увидел его астроном Джованни Кассини. Речь в данном случае идет о Большом Красном Пятне (БКП) на Юпитере.

Впрочем, претендовать на звание первооткрывателя БКП может и Роберт Гук, который в 1664 году в своих записях указал на наличие некоего пятна на Юпитере. Скорее всего это и было знаменитое «родимое пятно» этой планеты.

Впрочем, открытие объекта для астрономов лишь, как говорится, начало большого пути. И на этой дистанции их могут ожидать самые невероятные сюрпризы. Так, до полета американских космических аппаратов «Вояджер» большинство ученых считало, что пятно представляет собой некое плотное образование. Но после многочисленных наблюдений и фотоснимков этой марсианской метки оказалось, что это – гигантский ураган-антициклон, имеющий огромнейшие размеры: по крайней мере согласно последним измерениям, его длина колеблется от 24 до 40, а ширина – от 12 до 14 тысяч километров. При этом, как установили многочисленные наблюдения, площадь пятна постепенно уменьшается. Например, в начале XX века оно примерно в 2 раза было больше, чем в настоящее время.

Что же касается характеристик БКП, то, во-первых, расположено оно примерно на 22-м градусе южной широты где-то на 8-километровой высоте от верхней кромки окружающих облаков, и, во-вторых, перемещается это пятно параллельно экватору планеты. Газ в этой юпитерианской «родинке» полный оборот совершает почти за 6 земных суток, и при этом движется против часовой стрелки. Скорость же воздушных потоков внутри БКП превышает 500 километров в час.

Располагая столь точными топографическими данными юпитерианского пятна, ученые тем не менее объяснить его насыщенный красный цвет пока не могут, хотя и предполагают, что не последнюю роль в этом играют химические соединения, в состав которых входит фосфор.

Роберт Гук в 1664 году в своих записях указал на наличие некоего пятна на Юпитере

Кроме Большого пятна, есть на Юпитере и другие вихревые отметины, правда, меньших размеров, которые оставляют после себя мощные ураганы. При этом эти области разбушевавшихся стихий могут быть белыми, коричневыми или красными. И продолжительность их жизни исчисляется не неделями или месяцами, а десятками, а, возможно, и сотнями лет. Следует также отметить, что «родинки» в атмосфере Юпитера отмечены в обоих полушариях. Правда, те, которые существуют продолжительное время, зафиксированы лишь в Южном полушарии.

Как и в атмосфере Земли, в атмосфере планеты-гиганта тоже происходят столкновения ураганов. И связано это и в том и в другом случае с разными скоростями движения атмосферных потоков. Такое явление было отмечено земными наблюдателями в 1975 году. В результате этого «поцелуя» БКП на несколько лет потускнела. Почему? Астрономы пока находятся в недоумении.

Вообще, биография БКП насыщена разными приключениями. Так, астрономы предполагали, что в июле 2006 года БКП столкнется с крупным красным телом Oval BA. Однако этого не произошло.

Через два года телескоп «Хаббл» зафиксировал факт поглощения Большим пятном скромного пятнышка красного цвета, появившегося в 2006 году.

Кстати, многие астрофизики полагают, что поглощением таких пятнышек-лилипутов Большое красное пятно подпитывает себя энергией. И, возможно, длит свой невероятно долгий век.

Чуть выше уже упоминалось об еще одном пятне на поверхности планеты-Геркулеса. Астрономы назвали его Oval BA. Образовалось оно, согласно различным точкам зрения, между 1998 и 2000 годами. И случилось это после того, как три небольших овальных тела, за которыми астрономы наблюдали в течение 60 лет, слились в одно.

Вначале новая «родинка» на Юпитере имела белый цвет. Но в феврале 2006 года она неожиданно «перекрасилась» в красно-коричневый.

Почему меняется цвет, сказать пока трудно. Но, согласно одной из гипотез, причина этого явления кроется в следующем: пока мощные ураганные ветры дуют над верхним краем поверхности атмосферы, пятно имеет белый цвет. Когда же сила ветра возрастает, вихрь поднимается выше общего слоя облаков. И уже в этой атмосферной области ультрафиолетовый участок спектра солнечного излучения в результате химических процессов меняет цвет облака, придавая ему красный оттенок.

Кстати, следует отметить, что гигантские «пятна-ураганы» характерны не только для Юпитера, но и других газовых планет. В частности, Большим темным пятном может «похвастать» и Нептун.

 

Загадочные спутники Юпитера

На многих небесных телах – планетах и спутниках – происходят извержения вулканов. И в общем-то ничего удивительного в этом нет. Казалось бы, то же самое можно было бы сказать и об Ио – спутнике Юпитера, на котором также отмечена вулканическая деятельность. Однако как выяснилось, механизм извержений на этом спутнике особенный и к тому же весьма удивительный.

На Земле, как известно, извержения вулканов происходят в результате разогрева коры под воздействием тепла, которое излучается при радиоактивном распаде элементов. Но размеры Ио небольшие, поэтому ученые уверены, что такой механизм вулканической деятельности на спутнике функционировать не может. А извержения тем не менее происходят.

Оказывается, энергию для внутреннего разогрева Ио получает из нескольких источников: приливных воздействий второго юпитерианского спутника – Европы, самого Юпитера и в незначительном количестве от третьего спутника – Ганимеда.

Как только Ио приближается к определенной точке относительно Европы и Ганимеда, их влияние начинает искажать орбиту Ио. При этом за один оборот спутник два раза меняет траекторию движения, перемещаясь на 10 километров «вверх» и на такое же расстояние – «вниз». В результате этих «прыжков» круглая форма орбиты меняется.

А поскольку Ио имеет значительный приливный горб, то во время движения по орбите ее сильно качает. В результате всех этих воздействий литосфера Ио периодически меняет свою форму и положение и при этом, подобно многократно изгибаемой проволоке, разогревается.

Такие приливные воздействия приводят к тому, что в центре Ио выделяется колоссальная энергия – 60—80 миллионов МВт. При этом большая ее часть поступает в приповерхностные слои спутника, разогревая литосферу.

Галилеевы спутники Юпитера. Слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Выдвинутая гипотеза на удивление оказалась очень верной. Дело в том, что на основании анализа взаимных возмущений юпитерианских спутников были предсказаны извержения на Ио. Этот прогноз был опубликован в печати незадолго до сближения со спутником автоматической станции «Вояджер». Оказалось, что мощность, рассеиваемая в приливных возмущениях Ио, достигает 2 Вт на метр квадратный, что в 30 раз больше тепла, которое излучает поверхность Земли.

Измерения температуры спутника, проведенные «Вояджером», показали, что около 2 % его поверхности занимают активные горячие пятна. Их более 10. Размеры пятен колеблются от 75 до 250 километров, а температура в них достигает 310, 400 и даже 600 градусов Цельсия. «Вояджер-1» обнаружил 8 гигантских извержений, которые происходили как раз в горячих пятнах.

Когда уже «Вояджер-2» через 4 месяца оказался рядом с Ио, то было отмечено, что 7 вулканов все еще действуют. «Потух» лишь один из наиболее крупных вулканов, получивший название Пеле.

В 1979 году в точке, которая оказалась вулканической кальдерой Пеле, была зарегистрирована наивысшая температура – 600 градусов Цельсия…

Информацию о спутнике Юпитера – Европе, как и о любом другом далеком космическом объекте, астрономы получают из снимков, которые отправляют на Землю искусственные космические аппараты.

Судя по тому рельефу, который ученые увидели на фотографиях с космических аппаратов, оболочка одного из спутников Юпитера – Европы представляла собой сплошной ледяной панцирь, броней окутывающий его тело.

Но для ученых был интересен даже не сам ледяной «костюм» Европы, а обнаруженная на ее поверхности густая сеть искривленных пересекающихся линий. Причем вся она напоминала структуры, которые ранее были обнаружены на снимках Северного Ледовитого океана, сделанных с искусственных спутников Земли.

Сначала странную аналогию астрономы посчитали ошибкой в измерениях, потом ее связали с недостатками в фотоаппаратуре. Но когда был проанализирован спектральный состав полученных изображений, всякие сомнения отпали: на поверхности Европы находится лед.

Причем согласно первым расчетам, толщина ледяного «одеяла» Европы должна была составлять около 100 километров. Правда, впоследствии более точные измерения дали совсем другие, более скромные результаты.

Как и любой лед, структура верхнего покрывала Европы стабильностью не обладает и под воздействием различных внутренних и внешних факторов периодически разрушается. Из появившихся на поверхности спутника «ран» выливается вода, которая тут же взаимодействует с веществами, соприкасающимися с поверхностными слоями Европы.

Что же касается сетки линий, то скорее всего это разломы, которые являются следствием серьезных тектонических процессов в массивной ледяной коре. Эти «раны» Европы впечатляют своими размерами: нередко их ширина достигает сотен километров, а протяженность – 3000 и более километров.

При этом сами эти разломы очень быстро заполняются выбрасываемым изнутри спутника раствором, имеющим оранжевый цвет. При этом изливающийся раствор очень быстро закипает и в то же время почти моментально замерзает, выпадая на поверхность спутника в виде снега и инея. Радиус же этих выбросов достигает нескольких сотен километров.

Впрочем, даже не ледяной кожух Европы является точкой основной интриги, связанной с этим спутником. Более важен для астрономов тот слой, который находится под вечными льдами Европы. Дело в том, что существует версия, согласно которой под ледяной корой Европы находится огромное море жидкой воды, объем которой, по некоторым сведениям, может быть намного больше той, что вмещают в себя все океаны Земли. И это предположение, между прочим, подтвердили данные, полученные со спутника «Галилей».

Более того, на некоторых кадрах даже можно заметить значительные куски льда, вмерзшие в другие, более молодые ледяные фрагменты. Многие же участки коры спутника словно состоят из блоков, которые, как предполагают исследователи, могут даже перемещаться.

 

Юпитер-предсказатель

Есть в истории исследования Юпитера два любопытных факта, ставших важными вехами в развитии астрономической науки.

В 1609 году Галилео Галилей сконструировал телескоп, дававший почти 30-кратное увеличение. С его помощью он предпринял первое телескопическое исследование вселенских просторов, открыв немало нового и любопытного на небе.

А в ночь с 6 на 7 января 1610 года ученый впервые увидел в телескоп рядом с Юпитером четыре яркие точки, которые нельзя было рассмотреть невооруженным глазом.

Не прошло и суток, а эти звездочки уже находились в другом месте, изменив свое положение относительно планеты и друг друга.

Прежде чем делать какие-то выводы, Галилей за странными «звездами» вел наблюдение в течение нескольких дней. В конце концов он пришел к заключению, что в поле его телескопа находятся спутники Юпитера, которые движутся вокруг него, как планеты вокруг Солнца.

В марте 1610 года из печати вышло сочинение Галилея «Звездный вестник, открывающий великие и в высшей степени удивительные зрелища…». В нем ученый и рассказал о своем открытии новых небесных тел – спутников.

В 1609 году Галилео Галилей сконструировал телескоп, дававший почти 30 кратное увеличение

О своих наблюдениях попутчиков Юпитера Галилей писал следующее: «Хотя я и принял их за неподвижные звезды, меня удивило их расположение в точности на одной прямой линии, параллельной эклиптике… Две звезды располагались к востоку, а одна – к западу… Но когда я по воле Божией повторил наблюдения 8 января, то обнаружил совершенно иное расположение – все три звездочки стояли к западу от Юпитера, ближе к нему и друг к другу… Не может быть сомнения в том, что они совершают свои обороты вокруг Юпитера, а вместе с ним в двенадцать лет – оборот около центра мира… Мы приобретаем прекрасный аргумент против тех, которые, мирясь в системе Коперника с движением планет вокруг Солнца, настолько смущаются годичным обращением Луны вместе с Землей вокруг Солнца, что отвергают эту мировую систему. Но теперь имеется не только одна планета, обращающаяся вокруг другой и вместе с последней – вокруг Солнца, но целых четыре, путешествующих и вокруг Юпитера, и вместе с ним – вокруг Солнца».

Но, как нередко случается, большинство ученых к открытию Галилея отнеслись с явным недоверием. Тогда ученый обратился за поддержкой к Кеплеру, отправив ему экземпляр только что изданной книги.

Кеплер проявил к молодому коллеге максимум уважения и вскоре опубликовал ответ, назвав его «Разговор со Звездным вестником». В «Разговоре» Кеплер высказал полную поддержку исследованиям Галилео. Кроме того, «звезды» Юпитера и Луну он предложил называть «спутниками».

Кстати, по четырем спутникам Юпитера – Ио, Европе, Ганимеду и Каллисто – мореплаватели долгое время определяли положение судна в открытом море, то есть использовали их в качестве своеобразных «небесных часов».

Помог Юпитер и его спутники ответить и на вопрос: как распространяется свет – мгновенно или скорость его все же конечна?

Датский астроном Оле Ремер много времени уделял наблюдениям за затмениями спутников Юпитера. При этом он делал предварительные расчеты наступления этих событий. Когда же в 1675 году ученый сравнил реальную картину с расчетной величиной, то обнаружил, что, если Юпитер и Земля находятся по разные стороны от Солнца, наблюдения и вычисления расходятся. В этом случае затмения спутников отличаются от полученных математическим путем примерно на 1000 секунд.

Чтобы объяснить этот факт, Ремер предположил, что 1000 секунд – это как раз то время, которое требуется свету, чтобы пересечь по диаметру орбиту Земли. А так как диаметр земной орбиты равен 300 миллионам километров, то скорость света должна составлять около 300 000 километров в секунду.

 

Сатурн. Окольцованная планета

Как мы уже знаем, с именем великого Галилея связано немало астрономических открытий. С помощью телескопа он обнаружил горы на Луне, открыл фазы Венеры, пятна на Солнце, а также звездную природу Млечного Пути.

В 1610 году ученый приступил к тщательным наблюдениям за Сатурном. Именно в это время он и обнаружил кольца этой планеты. Но сначала Галилей не понял, что представляют собой эти странные образования, поэтому в своих дневниках лишь отметил, что Сатурн состоит из частей. В июле того же 1610 года он опубликовал следующее зашифрованное сообщение: «Отдаленнейшую из планет наблюдал тройную». Во времена Галилея «отдаленнейшей из планет» считался Сатурн, а его кольца в телескопе ученого выглядели как два размытые пятна по внешнему краю планеты.

Их он даже сравнил с двумя слугами, «которые поддерживают старика Сатурна (бога времени у древних римлян) в его утомительном пути по небу».

Автоматическая межпланетная станция «Кассини»

Дальнейшие наблюдения за Сатурном принесли еще ряд сюрпризов. Так, в 1612 году вместо тройной планеты Галилей увидел лишь одиночный диск. «Возможно ли, что какой-то демон-насмешник обманул меня?» – писал он.

Но на этом «фокусы» Сатурна не прекратились. Через некоторое время Сатурн предстал перед ученым с «парой ручек» по краям. Все эти «иллюзии» далекой планеты Галилео Галилей так и не разгадал. А в 1626 году в связи с потерей зрения он и вовсе прекратил наблюдения за небесными телами.

Кроме Галилея, в свои простенькие телескопы увидели странную свиту Сатурна и некоторые другие астрономы того времени. И, конечно же, им тоже не удалось разобраться с «придатками» Сатурна.

Только когда были изобретены более мощные средства наблюдений за небесными телами, появились и более полные сведения о странных структурах Сатурна. Так, в 1660-х годах нидерландский математик, физик и астроном Христиан Гюйгенс открыл у Сатурна кольца, а в 1675 году знаменитый французский астроном Кассини установил наличие между кольцами щели…

Кольца Сатурна все время находились в сфере внимания ученых. И такой постоянный к ним интерес дал свои результаты. Так, уже к середине XIX века астрономы обнаружили, что Сатурн находится в окружении десяти колец.

Со временем было обнаружено, что Сатурн обладает целым комплектом разных колец, а 3 основные из них, получившие названия A, B и C, можно увидеть даже с Земли. Более слабые кольца называются D, E, F. В свою очередь эти кольца тоже делятся на более узкие колечки. В результате Сатурн оказывается опоясанным великим множеством колец. Сколько же всего их, сказать сложно. Хотя предполагается, что их от 500 до 1000.

Несколько узких колец было обнаружено также и в делении Кассини, хотя ранее считалось, что какие-либо вещества в нем отсутствуют.

Оказалось также, что щель, обнаруженная Кассини, не единственная. Их теперь насчитывается около полутора десятков. Кстати, в ясные ночи деление Кассини можно увидеть с Земли, впрочем, как и менее заметные щели.

Ширина всех колец Сатурна приблизительно равна 400 тысячам километров. В то же время, как это ни удивительно, их толщина всего несколько десятков метров. Поэтому сквозь них, словно через мелкоячеистую сеть, видны звезды. Правда, их яркость при этом значительно слабее, чем в обычных обстоятельствах.

Используя передовые технические средства, в особенности уникальные возможности космических межпланетных станций, ученые разобрались со многими «анатомическими» особенностями колец Сатурна. Оказалось, что все они состоят из разных по форме и размерам льдин: некоторые из них не больше мельчайших пылинок, другие – достигают нескольких метров в поперечнике.

А, например, при тщательном исследовании кольца С было установлено, что размеры льдин в нем колеблются от 10 сантиметров до 10 метров. При этом на один кусок льда размером 10 метров приходится примерно 1000 кусочков в поперечнике около 1 метра и примерно миллион мельчайших ледяных пылинок.

В основном же кольца, как предполагают ученые, состоят из частиц метровых размеров.

Подчиняясь универсальным законам Кеплера, в зависимости от радиуса кольца они движутся с различными скоростями. При этом чем они ближе к планете, тем их скорость выше.

Следует иметь в виду, что ежегодно кольца меняют свой внешний вид. Связано это с изменением наклона плоскости колец по отношению к плоскости орбиты планеты. Поскольку наклон плоскости колец по отношению к плоскости орбиты составляет 26°, то по этой причине в течение года они имеют максимальную ширину. Однако затем они становятся все ỳже и ỳже, пока спустя примерно 15 лет не превратятся в едва видимую линию.

Очень красочно описал кольца Сатурна физик и астроном Николай Горькавый. Предоставляем ему слово.

«…Если “перепрыгнуть” через полтора миллиарда километров, отделяющих нас от Сатурна, и взглянуть на кольца с расстояния 100—200 тысяч километров, то окажется, что они расслаиваются на тысячи колечек. Среди них есть узкие потоки, отклоняющиеся от круговой орбиты. Края некоторых колец зазубриваются, а сами они колышутся под гравитационным напором спутников, изгибаясь и образуя волны. Спиральные волны, эллиптичные кольца, странные переплетения узких колечек… все сюрпризы колец трудно перечислить.

Ну, а если приблизиться к кольцам вплотную, то они окончательно потеряют для нас свою монолитность и превратятся в огромное количество отдельных “спутничков” Сатурна – частиц из обычного водяного льда самой разной величины: от мелких пылинок до глыб с поперечником 10—15 метров. Основная масса колец Сатурна заключена в частицах метровых размеров. Но это не цельные куски льда, а снежные комья, такие же рыхлые, как свежевыпавший земной снег (только там вряд ли есть узорчатые снежинки).

Эти снежные тела вращаются вокруг Сатурна со скоростью около 10 км/сек. Их скорости так хорошо уравнены, что соседние частицы кажутся неподвижными по отношению друг к другу. На самом деле они очень медленно перемещаются в разных направлениях – со скоростью 1—2 мм/сек. Примерно с такой скоростью ползают земные улитки.

Время от времени можно наблюдать эффектное зрелище – столкновение двух крупных частиц. Вот две глыбы размером с садовый домик начинают медленно соприкасаться друг с другом, сдвигая с поверхности целые сугробы рыхлого снега. Им не повезло: они не выдержали взаимного давления при ударе и медленно развалились на части. Типичная для колец “катастрофа” при скорости миллиметр в секунду!

Два больших остатка первоначальных тел продолжают движение, а сброшенные с них сугробы снега, комки и снежная пыль неспешно разлетаются в разные стороны, сверкая в лучах далекого Солнца. Через несколько дней “пострадавшие” частицы снова вырастут, поймав и поглотив огромное количество более мелких снежков в кольцах».

 

Горы и «спицы» на кольцах Сатурна

Мы уже отмечали, что при диаметре в сотни тысяч километров толщина дисков Сатурна достигает всего несколько десятков метров. И эти сведения считались устоявшимся фактом. Однако данные, которые астрономы получили с зонда «Кассини», эту точку зрения поколебали.

Оказалось, что некоторые участки колец вдруг утолщаются, в результате чего образуются довольно высокие горы. Например, одна из них имела высоту 4 километра.

Судя по всему, эти образования появляются в результате многочисленных столкновений осколков, входящих в состав колец. Данные о горных массивах колец были получены аппаратом в середине апреля 2009 года, когда на планете наблюдалось равноденствие – явление для Сатурна достаточно редкое, так как полный орбитальный оборот он совершает за 30 земных лет.

Во время этого явления, когда свет от Солнца падал на ребро колец, стали хорошо заметны все неровности на их поверхности. Их-то аппарат «Кассини» и сфотографировал. А высоту гор астрономы определили по длине теней, ими отбрасываемых.

Обнаруженные гигантские «выпуклости» на плоской равнине колец среди астрономов вызвали настоящее смятение. Так, один из них по этому поводу сказал следующее: «Это как надеть 3D-очки и внезапно обнаружить у картинки третье измерение. Это одно из самых важных открытий, сделанных за все время работы “Кассини”».

Еще один специалист, астроном Каролин Порко, заявила: «Мы считали, что плоскость колец имела в высоту не больше пары этажей, если сравнивать их с современными зданиями. На деле же она может достигать 3 километров – для нас это звучит, как воплотившаяся научная фантастика…»

Кольца Сатурна все время находятся в сфере внимания ученых

В ноябре 1980 года американская автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1» вошла в систему Сатурна и передала на Землю подробную информацию о самой планете, ее кольцах и спутниках.

Уже на первых фотографиях, полученных с «Вояджера-1», было зафиксировано немало интересных фактов: вещество в щели Кассини, различный цвет колец, а также неодинаковая их яркость. Но больше всего заинтересовали ученых так называемые «спицы» – темные или светлые, вытянутые по радиусу, полосы из мелкой пыли в некоторых областях кольца В. Их длина примерно 3,5 тысячи километров, ширина – около 100 километров.

Кстати, в качестве уточнения следует отметить, что изображения «спиц» были найдены на некоторых зарисовках Сатурна, сделанных еще в позапрошлом веке. Но им тогда особого значения ученые не придали.

Следует отметить, что «спицы» – явление непостоянное. Они могут возникнуть и исчезнуть всего в течение нескольких часов. Анализ этих странных структур показал, что состоят они из заряженных частиц размером с микроскопическую пылинку.

В отношении же их происхождения выдвинуто несколько гипотез. Так, согласно одной из них, всему виной были метеориты: они попадали в кольца, вызывая электризацию частиц. Однако эта версия вряд ли может объяснить столь правильное расположение полос. Дело в том, что столкновение нескольких метеоритов с кольцами так, чтобы их следы могли сложиться в прямые линии, практически невозможно.

Согласно другой концепции, причиной появления «спиц» являются молнии, которые в свою очередь образуют мощные электронные пучки. Находящиеся в них свободные электроны проникают в кольца и выбивают из них мельчайшие частицы, которые имеют электрический заряд. Правда, откуда у этих «пылинок» заряд, ученые пока не знают. Впрочем, существуют предположения, что заряжаются они под влиянием атмосферы Сатурна или обладающего высокой энергией ультрафиолетового излучения Солнца.

Есть и более упрощенная гипотеза. Суть ее в том, что в результате взаимодействия мельчайших частиц, находящихся в кольцах, с электростатическими силами магнитного поля Сатурна, они (частицы) концентрируются в определенных местах или поднимаются над кольцами, образуя «спицы».

 

Тайны колец Сатурна

Множество теорий отнюдь не говорит о том, что «истина где-то рядом». А теорий, которые пытаются объяснить происхождение колец Сатурна, и впрямь немало. Говорить обо всех версиях нет смысла, поэтому остановимся лишь на некоторых из них.

Но вначале следует отметить, что даже о времени появления колец взгляды ученых сильно разнятся. Так, согласно одной из существующих точек зрения, возникли они около 4 миллиардов лет назад в результате разрушения одного из спутников Сатурна при его столкновениях с многочисленными крупными метеоритами. Хотя вызвать разрушение спутника могло и столкновение с крупной кометой или гигантским астероидом.

«Родить» кольца могло и некое массивное чужеродное небесное тело, оказавшееся в сфере влияния планеты-гиганта, которая своим мощными гравитационными силами буквально превратила его в обломки. Кстати, бреши в кольцах, которые могли оставить в них «пришельцы» из далеких миров, являются серьезным аргументом в пользу этой гипотезы.

Приверженцы другой гипотезы предполагают, что кольца сформировались из останков околопланетного облака. Из-за непостоянства притяжения Сатурна в спутники превратилась лишь его внешняя область. В то же время в веществе внутренних районов из-за быстрого и беспорядочного его движения происходили столкновения частиц и обломков, что в конце концов привело к полному его разрушению.

Впрочем, 4-миллиардный возраст колец не все ученые признают. Дело в том, что материалы, собранные миссией «Вояджеров», привели некоторых астрономов к прямо-таки невероятному выводу: кольцам Сатурна – 200 миллионов лет.

Помимо своего происхождения, кольца Сатурна хранят немало и других тайн

А судя по данным зонда «Кассини», отдельные кольца могли появиться независимо друг от друга, в различное время и в силу разных причин. Более того, некоторые самые «древние» кольца, как выяснилось, постоянно обновляются.

Кстати, кольца за время своего существования сделали уже триллион оборотов, то есть гораздо больше, чем спутники или планеты по своим орбитам. Суммарная масса ледяных колец Сатурна сравнима с весом его спутника Мимаса, масса которого почти 11 тысяч триллионов тонн, при радиусе около 200 километров.

И еще один вопрос, который связан с историей образования колец: почему они плоские? Оказывается, все просто. Плоская форма колец связана с разнонаправленным действием гравитационной и центробежной сил. Первая сжимает систему с обеих сторон, а вторая – мешает этому сжатию, правда, лишь поперек оси вращения. Воспрепятствовать же сжатию вдоль оси она не может.

Помимо своего происхождения, кольца Сатурна хранят немало и других тайн. Одну из них открыли американские астрономы. Оказалось, что пролетавшие недалеко от Сатурна «Вояджеры» установили весьма любопытное явление. Примерно через каждые 10 часов кольца отправляли в эфир короткие радиоимпульсы частотой от 20,4 кГц до 40,2 МГц. Эти странные позывные были названы Сатурнианскими электростатическими разрядами (СЭР). Казалось, таким образом Сатурн пытается наладить связь с другой планетой.

Когда эти данные стали достоянием пишущей братии, во многих газетах появились сенсационные сообщения о том, что в кольцах Сатурна находится как минимум орбитальная станция инопланетян, с помощью которой они пытаются установить контакт с землянами. Но, как показало будущее, встречи двух цивилизаций не произошло.

Записал странные звуки, исходящие от Северного и Южного полюсов Сатурна, и аппарат «Кассини». Причем таинственные сигналы он фиксировал в течение трех лет. Оказалось, что на некотором удалении от поверхности планеты находятся «точечные» радиоисточники, которые перемещаются в магнитном поле Сатурна и скапливаются у полюсов.

По мнению астрофизиков, эти звуки могут возникать во время взаимодействия заряженных частиц, которые попадают в атмо-сферу планеты, а также при трении и разрушении кусочков льда при их столкновениях.

Согласно другому предположению, эти «звуки» издают метеориты, которые после падения на кольца сталкиваются с кусками льда и разбиваются. Процесс их столкновения и разрушения и сопровождается соответствующим «звучанием». Расчеты показали, что размеры частиц, обстреливающих кольца, колеблются от нескольких миллиметров до десятков сантиметров.

О том, что кольца Сатурна находятся под постоянным обстрелом метеоритов, ученые предполагали давно. Но никто не думал, что этот метеоритный дождь может иметь «голос».

 

Дожди и ледяные вулканы спутников Сатурна

К спутникам Сатурна Энцеладу и Титану у астрономов давно особое отношение. И тому немало причин. Дело в том, что, когда «Вояджеры» еще в начале 1980-х годов сделали первые фотографии Энцелада, ученые после их анализа стали предполагать, что на спутнике происходят активные геологические процессы.

Еще больше информации об Энцеладе, уже в нашем столетии, принесла ученым станция «Кассини». На многочисленных фотографиях спутника хорошо заметно, что его поверхность представлена равнинами, странными «морщинами», очень небольшим количеством кратеров, и, самое главное, практически вся она покрыта слоем чистого водяного льда. И именно из-за этого льда Энцелад весь белый, словно укутанный в снежную шубу. И по этой же причине он на 90 % отражает свет.

Энцелад. Фото со станции «Кассини»

Кроме этого Энцелад оказался «владельцем» довольно значительного слоя атмосферы, то есть он составил пару Титану – единственному до этого спутнику в Солнечной системе, тоже имеющему атмосферу. Состоит она на 65 % из водяного пара и на 20 % – из молекулярного водорода. Остальные же 15 % приходятся на углекислый газ, азот, моноокись углерода.

Когда 14 июля 2005 года «Кассини» прошла на высоте всего в 168 километров от поверхности спутника, ей удалось обнаружить еще и гейзеры Энцелада, которые представляли собой выбросы частиц льда и водяного пара из его южной полярной области. Их максимальные концентрации были отмечены над узкими параллельными трещинами, получившими название «тигровой шкуры».

Ученые предполагают, что эти выбросы постоянно подпитывают атмосферу Энцелада соответствующими соединениями. Ведь сам спутник, диаметр которого всего лишь 504 километра, вряд ли в состоянии удержать вокруг себя атмосферу достаточно продолжительное время.

Самый же главный сюрприз, который преподнес Энцелад астрономам, касался его недр: именно там, по мнению специалистов, находится углеводородный «суп», жидкая вода и источник тепла. А это как раз те главные составляющие, которые участвуют в возникновении простейших биологических структур.

В выбросах гейзеров были обнаружены самые разнообразные вещества: продукты разложения воды, азот, оксид углерода, метан, пропан, ацетилен и ряд других соединений. Ученые считают, что эти вещества образуются в результате химических реакций в высокотемпературной среде, которую создает кипящая вода, скрытая на глубине в несколько десятков километров. А в жидком состоянии она находится потому, что ее разогревают радиогенные процессы и приливные явления.

Но если внутри Энцелада есть азот, метан и жидкая вода, которая взаимодействует с горячими породами и металлами, а также имеются условия, благоприятные для синтеза ацетилена и пропана, то скорее всего там проходят многие химические реакции. И вполне вероятно, в ходе этих реакций образуются сложные органические соединения, возможно даже такие, как аминокислоты. А это – кирпичики белков, которые составляют основу жизни.

Что ж, гипотеза и впрямь увлекательная! А вот насколько она реальна – покажет будущее…

Не менее загадочен и другой спутник Сатурна – Титан, являющийся к тому же и самым большим спутником в окружении Сатурна. Его диаметр – более 5100 километров. Это лишь на 50 километров меньше, чем у самого большого спутника в Солнечной системе – Ганимеда.

Титан, как и Энцелад, окружен атмосферой, причем очень похожей на земную. Она, как и воздушная оболочка Земли, состоит в основном из азота; правда, вместо кислорода вторым по объему в ней является метан.

Как и на нашей планете, в небе Титана иногда собираются наполненные влагой облака. И тогда из них на поверхность спутника начинают сыпаться дождь и снег. Причем как предполагают исследователи, ливни на Титане очень интенсивные: за несколько часов там может выпасть до одного метра, а то и более осадков. А капли дождя достигают 1 сантиметра в диаметре. Но ливни на Титане – большая редкость. Поэтому климат там такой же, как в самых жарких пустынях Земли.

Однако говоря об огромном количестве выпадающей с ливнями влаги, следует учесть, что даже если в любой момент времени в какой-то точке Титана идет метановый дождь, тем не менее в этой же точке дожди, вероятнее всего, выпадают раз в несколько сотен лет. Но при этом сразу может выпасть слой влаги толщиной в несколько метров.

Но, естественно, то огромное количество влаги, которая появляется на поверхности Титана после проливных дождей, должно куда-то деваться. И ученые уже давно предполагают, что эта влага стекает в огромные реки и озера.

Действительно, еще в 1995 году на основе информации, полученной с помощью телескопа «Хаббл», а также других средств наблюдения, планетологи предположили, что на Титане существуют озера и реки, заполненные жидким метаном.

Но только в июле 2009 года был замечен солнечный блик от жидкой поверхности, что явилось прямым доказательством существования на Титане метановых озер.

До этого радар «Кассини» также зафиксировал вблизи полюсов очень ровную поверхность, которая принадлежала жидким метановым водоемам.

Радарные снимки метановых озер в южном полярном регионе были получены с «Кассини» в июне 2005 года, а в июле 2006 года были сфотографированы озера в северном арктическом регионе.

В марте 2007 года «Кассини» передал на Землю снимки нескольких гигантских озер, обнаруженных недалеко от Северного полюса. Крупнейшее из них достигает в длину 1000 километров. Его площадь сравнима с площадью Каспийского моря. Площадь же другого озера-гиганта равняется 100 000 квадратных километров. А вот таких пресноводных озер на Земле нет…

Трудно представить, что есть места, где из жерла вулкана вместо раскаленной магмы, черного дыма и пепла наружу вырываются клубы… кристалликов льда. Но оказывается, такое вполне возможно. Правда, не на Земле, а на далеком ледяном Титане.

У планетологов этот процесс носит название криовулканизма. А приставка «крио» как раз и указывает, что грозные криовулканы Титана извергают не расплавленную породу, а раскрошенный лед, холодные потоки воды, аммиак и метан.

Впрочем, о существовании на Титане подобного явления ученые догадывались давно. Но доказать это они не могли. И только благодаря космическому аппарату «Кассини», передавшему на Землю снимки поверхности спутника, астрономы получили веские доказательства в пользу существующей версии. На фотографиях хорошо заметна легкая дымка, которая висит над рельефом, похожим на застывшие потоки жидкости. Кроме того, аппарат установил наличие в этих районах снега из аммиака.

Наличием криовулканов прекрасно разрешается загадка присутствия большого количества метана в атмосфере спутника. Согласно расчетам, Титан вряд ли смог бы длительное время удержать столько этого газа в атмосфере, если бы у него не было постоянного дополнительного источника. И этим источником как раз и является криовулканизм.

Кстати, криовулканы обнаружены и на некоторых других небесных телах Солнечной системы. Впервые же это явление зафиксировал космический аппарат «Вояджер-2» на поверхности приполярных областей спутника Нептуна – Тритона.

Имеются криовулканы и на некоторых спутниках Урана, в частности на Умбриэле, Титании, Обероне и Ариэле. А на полюсе Умбриэли было обнаружено ярко-белое ледяное кольцо диаметром около 140 километров.

 

Нептун. Конкурент властелина колец

Единоличным властелином колец среди планет Солнечной системы долгое время считался Сатурн. Но оказалось, что есть они и у Нептуна.

Причем сообщение об этом еще в 1846 году сделал британский астроном Уильям Ласселл. Но через шесть лет он посчитал увиденное оптической иллюзией.

«Вояджер-2» между Нептуном и Плутоном

Первый реальный намек на то, что Нептун окружен кольцами, появился почти полтора века спустя. Но только в 1984 году французский астроном Андрэ Браик обнаружил, что при прохождении Нептуна на фоне далекой звезды свет от нее трижды прерывался неизвестными объектами, которые находились на одинаковом расстоянии от планеты. Их назвали дугами или арками и посчитали, что они представляют собой участки несформировавшегося кольца.

Действительно, через пять лет «Вояджер-2» обнаружил вокруг Нептуна шесть темных колец, состоящих из мельчайших пылинок.

Но помимо колец, «Вояджер-2» зафиксировал еще нечто более удивительное – три плотные яркие арки, которые были нанизаны на сплошное узкое прозрачное колечко.

Внутри арок просматривались отдельные сгустки, расположенные цепочкой на расстоянии в несколько сотен километров один от другого.

Более тщательное исследование снимков показало, что в середине арок находятся плотные структуры шириной 15 километров, окруженные 50-километровым прозрачным шлейфом из пыли.

Как выяснилось, арки Нептуна – это ранее неизвестные науке эллиптические вихри антициклонического типа, состоящие из твердых объектов, самые крупные из которых достигают нескольких сотен метров в поперечнике.

Эти уникальные вихри называются эпитонами. Они находятся в сложных гравитационных взаимодействиях между собой, с ближайшим спутником Галатеей и с непрерывным пылевым кольцом…

Сегодня планетологам известно, что толщина атмосферы Нептуна, по разным расчетам, колеблется от пяти до восьми тысяч километров. Состоит она из водорода – 80 %, гелия – 19 % и метана – 1 %. А поскольку метан хорошо рассеивает синие лучи, то в этой связи Нептун имеет соответствующий цвет – синий со слегка зеленоватым оттенком.

Но не это удивляет астрономов в явлениях, которые характерны для воздушного слоя самой далекой планеты Солнечной системы.

Ведь, хотя температура внешней поверхности облаков Нептуна и чрезвычайно низкая – всего лишь –214 °С, тем не менее эта периферийная планета выделяет в окружающее пространство энергии в 2,5 раза больше, чем она получает от Солнца. Это значит, что внутри Нептуна происходят некие процессы, сопровождающиеся образованием большого количества энергии. Что это за процессы, ученые пока ответить не могут. Но какие бы источники энергии ни существовали внутри Нептуна, его атмосфера все равно постоянно перемещается.

И вот что странно: при всем том, что атмосфера Нептуна с внешней стороны самая холодная в Солнечной системе, скорость ветров в его воздушном океане – самая большая в сравнении с другими планетами. Она достигает 700 километров в час, или 200 метров в секунду.

А ведь до полетов «Вояджера-2» астрономы были уверены, что малоподвижную холодную атмосферу Нептуна нарушают лишь медленные воздушные течения.

Конечно, немаловажную роль в этом играет и быстрое вращение Нептуна, и очень низкая температура, уменьшающая вязкость атмосферных газов. И, возможно, еще ряд других факторов.

Вихри же, которые бушуют над планетой, порой достигают невероятных по земным меркам размеров: нескольких тысяч километров в поперечнике и выглядят в виде темно-синих пятен на более светлом фоне атмосферы…

Кстати, немалый интерес для астрономов представляет и Тритон – самый большой спутник Нептуна и одновременно одно из самых холодных тел в Солнечной системе. Его диаметр равен 2700 километрам, или 3/4 диаметра Луны.

Спутник одет в 10-километровый слой сильно разреженной атмосферы, основу которой составляют азот и незначительное количество метана. Давление этой оболочки очень незначительное: в 70 тысяч раз ниже земного.

Долгое время астрономы считали, что на поверхности спутника плещутся моря и озера жидкого азота. Но оказалось, что огромная его территория занята льдом и инеем. Причем лед на Тритоне весьма необычный: он состоит из азота, поскольку температура на спутнике очень низкая – около –240 °С. Азот же, как известно, замерзает при –210 °С.

Кроме азотистого льда, Тритон удивил планетологов и особенностями своего рельефа. Например, на спутнике обнаружены трещины, длина которых достигает 1000 километров при ширине всего в 30 километров.

Еще один феномен Тритона – районы, имеющие клетчатую поверхностную структуру. Она представлена ячейками поперечником 20—30 километров, вокруг которых возвышаются 300-метровые валы.

Подобных образований нет ни на одном из планетных тел. И их происхождение тоже не имеет объяснения. Предполагается, что появились они в результате криогенного вулканизма. Вместо расплавленной магмы из недр спутника вырывается холодная жидкость, которая, замерзая на поверхности, образует ледяные возвышенности. Источник же энергии этих вулканов весьма своеобразен: вероятнее всего, это сезонное солнечное тепло.

Еще на Тритоне имеются газовые гейзеры. Это темные столбы азота, поднимающиеся строго вертикально до высоты 8 километров. После пересечения этой своеобразной границы они изгибаются и параллельно поверхности спутника вытягиваются в «шлейфы» длиной до 150 километров.

 

Атмосферные феномены Нептуна

Нептун, как известно, находится на расстоянии четырех с половиной миллиардов километров от Земли. Поэтому его изучение сопряжено с массой разного рода проблем. Например, его очень сложно изучать с помощью космических аппаратов. Правда, определенную информацию об этой планете ученые получают в ходе анализа снимков, полученных с исследовательского аппарата «Вояджер-2» и космического телескопа «Хаббл».

И тем не менее кое-какие сведения о Нептуне астрономы имеют. Причем эти данные покрыты не только пеленой таинственности и загадочности, но и содержат много противоречий.

Взять хотя бы Большое темное пятно, которое в определенной степени являлось аналогом Большого Красного Пятна на Юпитере: по крайней мере оба они – антициклоны.

Обнаружено оно было в 1989 году с помощью незаменимого «Вояджера-2». Это темное эллипсовидное образование имело 13 000 километров в длину и 6600 километров в ширину. Скорость ветра вокруг пятна достигает 2400 километров в час. Не зная точно, что оно собой представляет, ученые все же выдвинули предположение, что это – дыра в метановых облаках Нептуна, постоянно менявшая свою форму и размер…

Внимательный читатель, наверное, заметил, что при описании Большого темного пятна на Нептуне употребляется прошлое время. И этому есть веские причины. Дело в том, в 1994 году это пятно внезапно «покинуло» свой постоянный район дислокации и появилось в совершенно ином месте. Но ведь не могло же оно «нырнуть» в нижние слои атмосферы, спрятавшись за облаками! Впрочем, чтобы строить правдоподобные гипотезы о странном поведении Большого темного пятна, необходимо знать его природу. А она пока является для астрономов загадкой.

То, что ученые знают о Нептуне, не только таинственно, но и полно противоречий

Есть на Нептуне еще одно, относительно стабильное образование. «Относительно» же потому, что этот объект очень стремительно перемещается. Этим удивительным объектом является странное белое облако, получившее название Скутер. Попутно следует заметить, что таких таинственных объектов на других газовых планетах скорее всего нет.

Чтобы объяснить присутствие этого таинственного облака, было выдвинуто несколько предположений. Но, видимо, наиболее правдоподобной является гипотеза, в соответствии с которой Скутер – это огромный газообразный фонтан, бьющий из нижних слоев планеты. Иначе говоря, своеобразный исполинский гейзер, вырывающийся из недр Нептуна. И хотя этот выброс очень быстро рассасывается, но постоянно поступающие из глубин Нептуна новые порции газа создают видимость устойчивого движущегося облака. Но даже если эта гипотеза и верна, то попутно возникают новые вопросы: где происходит это непрерывное извержение и что его поддерживает?

Скорее всего в недрах планеты существуют некие внутренние источники тепла, что и объясняет многие особенности атмосферы Нептуна. И эти же особенности отличают Нептун от Урана, который и по размеру, и по массе, и, возможно, по химическому составу очень схож с Нептуном. А это еще одна загадка далекой планеты…

Но если о поверхностных слоях атмосферы Нептуна можно лишь гадать и высказывать различного рода версии, то о строении его твердого ядра ученые пока даже не знают, что и говорить. Поэтому в научной литературе порой и появляются самые фантастические предположения: например, что внутренние области Нептуна состоят из… алмазов!

 

Плутон. Портрет планеты-карлика

Девятую планету Солнечной системы открыли только в 1930 году. Хотя искали ее довольно долго. А улыбнулось счастье 24-летнему Клайду Томбо – лаборанту в Лоуэлловской обсерватории, который успел проработать на этом месте всего несколько месяцев. Но эти месяцы были насыщены очень напряженной работой: почти каждую ночь молодой человек с помощью телескопа фотографировал сияющее мириадами звезд темное покрывало неба. А днем полученные снимки он внимательно изучал, пытаясь найти на них новое небесное тело.

Наконец, эта скучная монотонная работа принесла фантастический по своей значимости результат: 8 февраля 1930 года Клайд Томбо открыл новую планету и сразу же заявил об этом директору обсерватории Весто Слайферу.

Слайфер вместе с другими астрономами без промедления начали ревизию отснятых Томбо фотографий ночного неба, сличая снимки, сделанные молодым лаборантом в разные дни.

Проверка шла долго. В конце концов сделанное Томбо заявление подтвердилось. И 13 марта того же года было официально сообщено об открытии новой планеты.

А уже 1 мая 1930 года новая планета получила свое официальное название – Плутон. Правда, чуть позже выяснилось, что еще более десяти лет назад, в 1919 году, французский астроном Рейно тоже предлагал назвать Плутоном планету, существование которой в то время лишь предполагали, но еще не открыли. Однако к 1930 году о предложении француза забыли…

Плутон находится во внешней части Солнечной системы в компании четырех настоящих гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Среди этих великанов выглядит он настоящим карликом. По весовым и линейным размерам он не только в сотни раз меньше своих громадных соседей, но также меньше Земли и даже Луны: его диаметр составляет 2/3 диаметра Луны, или 2390 километров. Масса же этого лилипута в 480 раз меньше массы Земли.

Более того, обошли его по своим количественным параметрам и многие спутники: Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Луна, Европа и Тритон. Он в этой группе замыкающий – восьмой по ранжиру.

Соответственно и площадь поверхности Плутона тоже небольшая: всего 17,9 миллиона квадратных километров.

Клайд Томбо 8 февраля 1930 года открыл новую планету – Плутон

Мало того что у Плутона маленькие размеры и вес, у него также и довольно необычная орбита: она сильно растянута, поэтому во время перемещения планеты по своему небесному пути расстояние от нее до Солнца меняется чуть ли не в два раза – от 29,6 астрономической единицы (4,4 миллиарда километров) до 49,3 (7,4 миллиарда километров). В то же время все другие планеты движутся почти по круговым орбитам.

Кроме того, орбита планеты-карлика находится под довольно большим углом (17°) к плоскости орбит остальных планет.

В отличие от других планет на Плутоне и самые низкие температуры: от –220 до –240 °С. При таком холоде даже азот твердеет.

Все это показывает, что Плутон по многим своим параметрам стоит особняком от остальных соседей по Солнечной системе. Именно по этой причине 24 августа 2006 года Генеральная ассамблея Международного астрономического союза лишила Плутон звания планеты.

Долгое время считалось, что атмосфера как таковая на Плутоне вообще отсутствует. Однако в 1988 году, когда небесное тело во время орбитального движения заслонило одну из далеких звезд и соответственно идущий от нее свет, астрономы свою точку зрения на атмосферу Плутона вынуждены были изменить. В настоящее время считается, что она состоит из азота с примесью метана и угарного газа.

Кроме того, астрономы не исключают также наличия в верхней части атмосферы Плутона слоя электрически заряженных частиц – ионосферы.

А вообще атмосферное давление на Плутоне очень и очень малое: 0,3 паскаля. А это в триста тысяч раз меньше земного. Но даже в такой разреженной среде дуют ветры, появляются дымки и протекают химические реакции.

Понятно, что в такой воздушной среде практически отсутствуют облака. Поэтому черное небо Плутона даже в дневное время усыпано бесчисленными мириадами звезд. А Солнце в это время суток похоже на большую звезду с едва видимым диском.

Вообще же, днем здесь в 900 раз темнее, чем в ясный полдень на Земле. И в то же время в 600 раз светлее, чем в полнолуние ночью.

Следует также указать еще на одну особенность Плутона. Дело в том, что у этого карлика гравитационное поле тоже слабенькое, поэтому он не может удержать даже ту разреженную оболочку, которая его окружает, и она постоянно уносится в космос. Но тем не менее атмосфера на Плутоне присутствует. И связано это лишь с тем, что вместо улетевших молекул появляются новые, испарившиеся с ледяной поверхности планеты. Таким образом, атмосфера Плутона напоминает кометную, которая все время «убегает» от ядра кометы.

Такого явления ни на одной планете не наблюдается. По крайней мере в столь огромных масштабах, как на Плутоне, где атмосфера практически постоянно обновляется.

Что же касается поверхности Плутона, то весь он одет в ледяную броню. Правда, лед этот состоит не из воды, как на Земле, а из крупных, поперечником в несколько сантиметров кристаллов замороженного азота. Внутри них находится небольшое количество «твердого раствора» метана.

Тем не менее в некоторых местах на поверхности Плутона космические аппараты обнаружили и водный лед, а также незначительные количества льда из монооксида углерода (угарного газа).

В связи с тем, что поверхность Плутона сплошь покрыта льдом, она, как зеркало, отражает около 60 % падающего на нее солнечного света. И что весьма удивительно, на Плутоне очень значительные перепады колебания яркости: одни места чернее угля, другие светлые, словно первый снег.

Что же касается внутреннего строения Плутона, то на сей счет существуют лишь предположения, основанные на его средней плотности. А она равняется 1,7 грамма в сантиметре кубическом. Это в два раза меньше плотности Луны, и в три раза – плотности Земли. Эти данные позволяют предположить, что Плутон на 1/3 состоит из каменных горных пород и на 2/3 – из водного льда.

Кроме того, считается, что в центре Плутона находится каменное ядро диаметром около 1600 километров, а вокруг него простирается слой водного льда толщиной 400 километров. Астрономы также не исключают, что пространство между ядром и его ледяной оболочкой заполнено жидкой водой, представляющей собой своеобразный глубинный океан.

 

Странная парочка: Плутон—Харон

В 1978 году астроном Джеймс Кристи с помощью полутораметрового рефлектора зафиксировал наличие у Плутона спутника, который был назван Хароном. Такое имя в греческой мифологии носил перевозчик душ умерших через подземную реку Стикс в царство мертвых – Аид.

А ведь отнесись ученые внимательнее к более ранним фотографиям Плутона, они скорее всего обратили бы внимание на то, что планета на этих снимках похожа на слегка вытянутое пятнышко, в разное время ориентированное по-разному.

Как Луна к Земле, так и Харон все время повернут к своему «хозяину» – Плутону одной стороной. Более того, Плутон тоже всегда обращен к спутнику одним и тем же полушарием. Это очень редкое «взаимопонимание» двух небесных тел связано с тем, что их периоды обращения вокруг своих осей и их орбитальные периоды совпадают. И равны они 6,4 суток.

Когда ученые рассчитали расстояние между Плутоном и Хароном, то оно оказалось даже по земным меркам совсем незначительным – всего 18—20 тысяч километров. В космических же масштабах – это почти ничто. Скорее всего именно по этой причине планетологи столь долгое время и не могли увидеть спутника Плутона.

Когда же астрономы определили точный вес Плутона и Харона, то были поражены. Оказалось, что Плутон (а не Земля, как думали раньше) имеет самый массивный спутник в относительном весе в Солнечной системе. Вес Харона составляет 1/8—1/10 массы Плутона. Что же касается диаметров, то у Плутона он равен 2324 километрам, а у Харона – 1212 километрам.

Вероятнее всего, все три спутника Плутона появились в одно и то же время в результате его столкновения с гигантским астероидом или метеоритом

Таким образом, пара Плутон—Харон является для Солнечной системы уникальным явлением. Ведь диаметр Харона – это около половины поперечника планеты, вокруг которой он обращается. В то же время у всех остальных спутников это соотношение составляет всего несколько процентов.

Что же касается происхождения Харона, то на этот счет у астрономов есть несколько гипотез.

Согласно одной из них спутник Плутона появился в результате столкновения некоего гигантского небесного тела с Плутоном, в результате чего планета потеряла часть своего объема, а из мусора, выброшенного в космическое пространство, и сформировался Харон.

Американский ученый Канап построил компьютерную модель, где показал, что такой сценарий вполне вероятен. Расчеты показали, что объект размером от 1,6 до 2 тысяч километров, летящий со скоростью один километр в секунду, при столкновении с Плутоном вполне мог породить его луну – Харон.

Впрочем, у этой версии сторонников немного. Большинство исследователей считают, что раньше Плутон и Харон являлись разными космическими телами, между которыми во время перехода на другую орбиту произошло столкновение, и они притянулись друг к другу. И хотя взрыв при этом был огромной силы, два тела не разрушились.

А вот тот факт, что центры тяжести Плутона и Харона лежат за пределами этих объектов, дал повод для появления еще одной версии на эту тему. У астрономов возникло предположение, что Плутон и Харон – одно тело, и их следует рассматривать как двойную планету…

В 2005 году телескоп «Хаббл» зафиксировал в системе Плутона два космических тела. Их назвали объектами S/2005 P1 и S/2005 P2; впоследствии им присвоили личные имена, назвав соответственно Гидра и Никта. Теперь эти космические объекты считаются миниатюрными спутниками Плутона.

А они и впрямь настоящие крошки. Так, их диаметры оцениваются соответственно в 125 и 140 километров. Но даже в этом случае не исключается, что каждый из них еще в два раза меньше.

Радиус орбиты Гидры – 49 тысяч километров. Никта же перемещается по орбите радиусом 65 тысяч километров.

Ученые также установили, что все три спутника – Харон, Гидра и Никта – вращаются по круговым орбитам в одной плоскости. При этом, пока Харон совершает один оборот, Гидра успевает сделать два витка, а Никта – ровно три. Наличие же общей орбитальной плоскости говорит о том, что все три спутника появились в одно и то же время в результате столкновения Плутона с гигантским астероидом или метеоритом.

В связи с открытием этих двух крошечных спутников ученые предполагают, что в одной с ними плоскости находится кольцо из мелких обломков, оставшихся после древней катастрофы.

В то же время сам Плутон ни на один из своих спутников не похож, отличаясь от них характерным красноватым оттенком, который, очевидно, обусловлен наличием на его поверхности метанового льда.

 

Уран. Катящаяся планета

Уже древние исследователи неба даже без помощи приборов могли видеть на небосводе 5 планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Большего же невооруженный глаз рассмотреть не мог. Поэтому лишь изобретение телескопа позволило пытливым умам человечества не только подробнее изучить известную с давних пор пятерку планет, но и обнаружить еще три новые: Уран, Нептун и Плутон. И первым из этой триады астрономы обнаружили Уран.

Телескоп Гершеля, с помощью которого был открыт Уран

Кстати, сама история открытия Урана весьма любопытна. Дело в том, что обнаружил планету не ученый-астроном, а 42-летний профессиональный музыкант и композитор Вильям Гершель. Впрочем, хотя Гершель и уделял немало внимания своим музыкальным делам – играл в местном оркестре на скрипке и гобое, давал уроки музыки, сочинял, – тем не менее главным его увлечением была астрономия.

Как только у него появлялось свободное время, он шлифовал металлические стекла для телескопов, сам их строил, а затем по ночам вглядывался сквозь окуляр в бескрайние просторы Вселенной.

Когда наблюдение неба переросло в настоящую страсть, музыкант изготовил телескоп, установил его в беседке собственного сада и приступил к постоянным наблюдениям за ночным небом. Причем делал он это отнюдь не из праздного любопытства. Он решил создать атлас звездного неба Северного полушария…

Это случилось 13 марта 1781 года. Гершель в этот день изучал звездную россыпь в созвездии Тельца. Неожиданно вместо яркой точки он увидел небольшой диск. По этому поводу в дневник наблюдений он занес следующую запись: «необычного вида – либо звезда, окруженная туманностью, либо комета».

И хотя у Гершеля был выбор, он все же посчитал, что увидел комету. Об этом событии он вскоре сообщил в Королевское общество. Это открытие принесло астроному небывалую известность. В том же году его приняли в члены Лондонского Королевского общества, а также ему была присвоена степень доктора Оксфордского университета.

Но не прошло и двух месяцев, как российский ученый, академик Андрей Лексель в выводы Гершеля внес корректировку. Рассчитав параметры орбиты этой «кометы», он пришел к выводу, что она передвигается вокруг Солнца по кругу. А по такой траектории перемещаются только планеты. Кометы же движутся по сильно вытянутым параболам. Это значило, что Гершель открыл новую, доселе неизвестную седьмую планету, тем самым расширив горизонты Солнечной системы почти в два раза.

Вновь открытой планете Гершель присвоил имя короля Англии Георга III, который в ту пору правил страной. Однако это название признания не получило. А вот название Уран, которое предложил немецкий астроном Иоганн Боде, прижилось. Почему – сказать трудно. Но скорее всего это связано с тем, что новое название хорошо влилось в уже существующий пантеон римских богов в названиях планет внешней части Солнечной системы.

Открытие Урана не только принесло Гершелю научные лавры, но и оказало значительное влияние на его дальнейшую судьбу. Сначала король Георг III присвоил астроному титул сэра. А в 1782 году предложил ему должность Королевского астронома, а его сестра Каролина была определена в помощники Королевского астронома. Кроме того, им было назначено пожизненное жалованье, соответственно, в 200 и 50 фунтов стерлингов в год…

Дальнейшее изучение Урана позволило выяснить у этой планеты немало любопытных особенностей. Одной из них является весьма странное направление оси вращения Урана. Оказывается, она имеет наклон 98°. А это значит, что ось вращения планеты фактически находится в плоскости его орбиты. Поэтому и движение Урана вокруг Солнца имеет довольно оригинальный характер: планета, подобно знаменитому сказочному Колобку, катится вдоль своей орбиты, переворачиваясь с боку на бок.

Этот феномен Урана, связанный с его движением и вращением, совсем не вписывается в общую структуру возникновения планет из пылевого облака, все области которого в соответствии с существующими представлениями вращались вокруг Солнца в одном направлении.

Эту загадку астрономы пытаются разрешить с помощью гипотезы, согласно которой планета Уран, будучи уже вполне сформированной, столкнулась с каким-то массивным небесным телом. Произошла глобальная катастрофа, в результате которой ось вращения Урана значительно отклонилась от первоначального направления, но отклонение было столь большим, что она так и не вернулась в прежнее состояние.

Загадкой для ученых остается и внутреннее строение Урана. По этому поводу выдвинуто две альтернативные гипотезы. Сторонники первой из них считают, что в самом центре планеты находится каменное ядро, состоящее в основном из окислов кремния. Ядро это огромное: его диаметр в 1,5 раза больше диаметра Земли. Окутано ядро оболочкой из смеси водного льда и каменных пород. Потом простирается слой жидкого водорода, а затем – очень мощная атмосфера.

А вот согласно другой гипотезе, каменное ядро у Урана и вовсе отсутствует. И походит он на огромный шар из снеговой «каши», состоящей из смеси жидкости и льда, вокруг которой находится газовая оболочка.

 

Невидимые кольца Урана

Уран – это, без всякого сомнения, планета Гершеля. Потому что он не только обнаружил ее во вселенских просторах, но открыл два ее спутника, а также в 1789 году зарисовал кольцо, окружавшее это небесное тело. По этому поводу он сделал в своем дневнике запись, что обнаруженное им кольцо «короткое, не такое, как у Сатурна».

Но вот что интересно. Кольцо в то время увидел один лишь Гершель. Поэтому большинство астрономов посчитали, что кольцо вокруг Урана – не что иное, как дефект оптики телескопа. А раз так, то вскоре об открытии Гершеля все забыли и в течение почти двух столетий к нему не возвращались.

И только лишь в 1977 году кольцо вокруг Урана было открыто вновь. В то время планету наблюдали в тот момент, когда она двигалась на фоне далекой звезды, тем самым заслонив собой ее свет.

Этот способ изучения планетных атмосфер позволяет астрономам определить их плотность, состав и ряд других параметров. Так вот, когда ученые в 1977 году «просвечивали» Уран, было отмечено исчезновение света еще до того, как планета закрыла собой звезду. К тому же свет то пропадал, то появлялся вновь 5 раз подряд. И только после этих периодических «подмигиваний» он исчез надолго, так как звезду перекрыл сам Уран.

Затем, когда планета прошла мимо звезды, открыв ее свет для земного наблюдателя, она снова, как и в первый раз, пятикратно замигала.

Вильям Гершель – не ученый астроном, а профессиональный музыкант и композитор

Анализ этого явления показывал, что объекты, перекрывавшие звезду, скорее всего имеют отношение к самому Урану. Напрашивалось первое предположение, что это – спутники. Однако впоследствии от этой гипотезы пришлось отказаться, поскольку в окружении Урана нет спутников, которые могли бы заслонить звезду.

Поэтому появилась вторая версия, согласно которой Уран окружен 5 узкими кольцами. Но, в отличие от ярких колец Сатурна, они очень темные, и поэтому до сих пор их нельзя было увидеть в телескоп.

Названы кольца были в соответствии с первыми буквами греческого алфавита: Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Самое дальнее из них – Эпсилон – находится в 52 тысячах километров от центра планеты. Это кольцо ослабило свет звезды на 90 %, а внутренние кольца – не более чем на 50 %. Поэтому предполагается, что в сравнении с другими кольцами оно или самое мощное, или состоит из вещества, осколки которого расположены очень близко друг к другу.

Дальнейшие, более тщательные исследования позволили найти в системе Урана одиннадцать колец. Предполагается, что сформированы они огромным количеством малых тел размером от нескольких метров до нескольких километров.

Кольца Урана очень узкие: ширина всего 1—10 километров, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 километров. Каждое кольцо шире всего в той области, которая наиболее удалена от планеты.

Толщина же колец исчисляется десятками метров. Они имеют четкие края, и каждое кольцо движется практически как единое целое. В наиболее широких кольцах хорошо просматриваются радиальные структуры километровых масштабов.

Таким образом, выяснилось, что в 1789 году Гершель и впрямь зарисовал кольца Урана. Вот только неизвестно, видел ли великий астроном кольца в действительности, или ему помог их «наблюдать» дефект телескопа?

Но вариант с дефектом маловероятен, так как Гершель имел в своем распоряжении оптические приборы самого высокого качества. Но в таком случае почему в течение почти двух веков колец больше никто не увидел? Видимо, астрономы еще долгое время не смогут ответить на этот вопрос…

 

Равномерно обогретая планета

Итак, Уран вертится и движется по своим собственным правилам. Конечно же, это не могло остаться для планеты без последствий. В результате у Урана появился целый набор необычных явлений, которые на других планетах отсутствуют.

Одним из них является довольно необычная картина смены времен года. За один оборот вокруг Солнца, который у Урана продолжается в течение 84 земных лет, на нем один за другим появляются четыре годовых сезона: весна, лето, осень и зима.

Уран вертится и движется по своим собственным правилам

И, без сомнения, каждый из них имеет свои характерные особенности. Так, лето в Северном полушарии Урана – это один день, который по продолжительности равен 20 земным годам. А вот Южное полушарие все это время окутано сплошной тьмой: там царствует дуэт настоящей полярной «зимы» и полярной ночи.

А вот весной и осенью Солнце на Уране каждые сутки, которые равняются приблизительно 16,8 часа, поднимается и заходит. Однако по мере того как планета, двигаясь по орбите, приближается к районам, соответствующим зиме в северном полушарии, освещенность начинает меняться: северное полушарие погружается на 20 земных лет в холодную тьму, а в южном – наступает 20-летний день.

Совсем по-иному времена года меняются на полюсах и на экваторе. На экваторе урановый год включает 2 лета и 2 зимы, и продолжительность этих сезонов соответствует почти 21 земному году. На полюсах же, в отличие от экватора, в урановом году только одно лето и одна зима. Зато тянутся они в этих областях планеты по 42 земных года…

Очень обширную информацию об Уране передал на Землю космический аппарат «Вояджер-2». Особенно много сведений получили астрономы об атмосфере планеты. Так, выяснилось, что ее мощность достигает 7000 километров, а верхнюю ее границу формируют облака.

Кроме того, было установлено, что атмосфера содержит 84 % молекулярного водорода, 14 % гелия, 2 % метана, а также незначительное количество ацетилена, цианида водорода и моноксида углерода.

Поскольку красные лучи поглощают молекулы метана, атмосфера Урана имеет зеленовато-голубой цвет.

Среди всех планет Солнечной системы у Урана самая низкая температура атмосферы: –224 °C.

Так как Уран, как и любая другая планета, во время движения лишь одной своей стороной повернут к Солнцу, то можно было бы предположить, что из-за столь неравномерного обогрева солнечным теплом между освещенными и погруженными во мрак областями планеты должна быть колоссальная разница в температуре. То есть сторона, обращенная к Солнцу, будет намного теплее той, которая находится в темноте. Но, как выяснилось, ничего такого на планете не происходит.

Очень важные сведения о температурном режиме планеты передал на Землю «Вояджер-2». Тем более что в то время, когда космический аппарат находился в окрестностях Урана, зима и лето на полюсах планеты достигли своего максимума.

Полученная информация поразила планетологов: оказалось, что температура на обоих полюсах и на экваторе практически одинакова!

С чем это связано, сказать трудно. Пока ученые выдвигают лишь версии. Но несомненно, что такая температурная стабильность связана с некими, пока неизвестными процессами, в результате которых атмосферное тепло переносится от более нагретых районов к менее нагретым, и наоборот.

Кроме того, верхняя граница температуры Урана над освещенным полушарием почти одинаковая в различных районах – от полюса до экватора. Разброс составляет всего лишь 4° (от –208 до –212 °С). Это был еще один температурный сюрприз, который преподнес Уран землянам.

В атмосфере всех планет-гигантов дуют очень сильные ветры. Есть такие ветры и на Уране. В основном это ветры, которые несут воздушные массы с запада на восток со скоростями от 140 до 580 километров в час. А вот вдоль экватора направление ветров обратное. И скорость их тоже приличная: 350 километров в час.

 

Магнитный штопор

Мы уже неоднократно упоминали о той огромной роли, которую сыграли «Вояджеры» в изучении планет. Например, мало того что «Вояджер-2» передал уникальную информацию об атмосфере Урана, не менее поразительные сведения астрономы получили от него и о магнитосфере этой планеты. А сведения действительно уникальные: ведь Уран, в очередной раз демонстрируя свою исключительность, заимел сразу четыре магнитные полюса – два главных и два второстепенных.

Но кроме двух пар магнитных полюсов, есть у магнитосферы Урана и другие уникальные особенности. Чтобы лучше понять, в чем они заключаются, стоит, видимо, немного подробнее остановиться на этом явлении.

Так вот, как показывают исследования, у всех планет Солнечной системы форма магнитных полей в общем-то одинаковая: силовые линии выходят из одного магнитного полюса, огибают планету на некотором расстоянии от ее поверхности и входят в другой магнитный полюс. То есть, если говорить аналогиями, планету окружает своеобразный магнитный кокон. Правда, форма его асимметрична. Связано это с тем, что поток заряженных частиц, прилетающих от Солнца, сталкивается с магнитосферой, «сдавливая» ее со стороны, обращенной к Солнцу. С противоположной же стороны на огромное расстояние от планеты вытягивается огромной длины магнитный хвост, или шлейф. Например, у Земли он имеет длину около 5 миллионов километров.

Исследовательский аппарат «Вояджер-2»

Отличия же между магнитными коконами планет сводятся главным образом к их геометрическим размерам, которые в свою очередь, зависят от напряженности магнитных полей.

Магнитосфера же Урана имеет две уникальные особенности. Так, центр магнитного кокона на целых 60 градусов сдвинут в сторону от оси вращения планеты. То есть стрелка компаса на Уране будет «смотреть» не на север, а на магнитный полюс. Это значит, что если бы аналогичная ситуация была на Земле, то стрелка компаса указывала бы на Канарские острова. Кроме того, магнитное поле на Уране очень изменчиво: его напряженность варьирует от одной области к другой.

Кроме того, образование магнитного поля Урана происходит не в ядре планеты, а в более близких к поверхности областях, то есть в жидком аммиаке, который находится между ядром и атмосферой. Именно в этой среде и формируются магнитные силовые линии, обволакивающие планету, как кокон гусеницу.

Все эти особенности в структуре магнитного поля Урана приводят к тому, что магнитный шлейф, протянувшийся от планеты к внешним границам Солнечной системы на расстояние в 10 миллионов километров, внешне похож на длинный штопор. Взаимное вращение планеты и ее магнитного поля, сильно наклоненного к оси ее вращения, закручивает силовые линии вдоль хвоста, как волосы в женской косе.

Увидеть это уникальное образование земной наблюдатель не может. Однако если бы человек имел «магнитное зрение», он без особых проблем даже невооруженным глазом смог бы наблюдать на ночном небе этот гигантский объект. Тем более что и размеры его немаленькие: почти в половину Луны…

 

Луна. Гипотезы ее рождения

Самая распространенная гипотеза возникновения Луны гласит, что главную роль в этом процессе сыграло некое тело размерами с Марс. Именно оно врезалось в молодую Землю в те далекие времена, когда только-только стала формироваться Солнечная система.

Итак, космический «снаряд» на огромной скорости сталкивается с Землей, в результате чего гигантский расплавленный кусок железа прорывается к ядру нашей древней планеты, производя грандиозные метаморфозы. Самая глобальная из них заключается в том, что более легкие каменные фрагменты верхней части Земли и небесного тела разлетаются в окружающее пространство и со временем формируют кольцо, ставшее Луной. Вероятнее всего, эти осколки сконцентрировались вокруг самого крупного фрагмента. Кстати, в первые моменты своей небесной жизни Луна находилась в 20 раз ближе к Земле, чем в настоящее время.

Загадка возникновения Луны до сих пор волнует ученых

Впоследствии эта гипотеза была названа гипотезой Большого всплеска, или Большого удара. И выдвинули ее еще в 1975 году американские астрофизики. И по сей день в ее пользу имеется немало аргументов. Например, она очень правдоподобно объясняет, почему в теле Луны почти полностью отсутствует железо. Правда, вопрос только в том, что это было за тело, которое столкнулось с Землей, и откуда оно взялось?

Пытаясь ответить на эти вопросы, планетологи смоделировали «Большой удар» и пришли к выводу, что столкнувшееся с Землей тело находилось точно на таком же расстоянии от Солнца, что и Земля. Кроме того, было установлено, что тело, «родившее» Луну, столкнулось с Землей на относительно небольшой скорости и ворвалось в ее недра по касательной.

И тут появляется самый интригующий вопрос, связанный с появлением Луны: в каком же укромном местечке это небесное тело пребывало во время формирования Солнечной системы, и как оно смогло «вымахать» до масштабов Марса? Ведь классическая версия, объясняющая рождение планет, гласит, что они появились в ходе постепенного гравитационного притяжения разновеликих обломков, в конце концов и сформировавших их нынешние гигантские формы.

Оказывается, все объясняется, если согласиться с тем фактом, что в Солнечной системе находятся две особые области, названные точками «Лагранж-4» и «Лагранж-5». Их еще в 1772 году «открыл», а точнее, вычислил французский математик Жозеф Луи Лагранж. Размещаются они на земной орбите. Причем если говорить о круговом движении Земли, то одна точка расположена на 60 градусов позади нашей планеты, а другая – впереди. В этих местах все силы в системе Земля – Солнце стабилизируют, или уравновешивают, друг друга. И любые небольшие космические тела, которые перемещаются относительно медленно, попав в эти точки, оказываются в своеобразной ловушке, откуда вырваться на широкий вселенский простор они уже не могут.

И, вероятнее всего, в какой-то из этих точек и «выросла» планета величиной с Марс, которая к тому же двигалась вокруг Солнца по той же траектории, что и наша Земля. Когда же эта неизвестная планета достигла соответствующей массы, силы гравитационного возмущения, исходившие от других планет, в конце концов раскачали ее, и она вынуждена была «покинуть» точку Лагранжа.

Более того, в созданных компьютерных моделях было показано, что после этого уже ничто не могло помешать «изгнанному» телу столкнуться с Землей. При этом в 25 % моделей было показано, что при столкновении космического «снаряда» с юным земным шаром должно было появиться тело, абсолютно похожее на Луну.

Это значит, что появление у Земли столь крупного спутника, как Луна, событие далеко не редчайшее, а весьма вероятное. То есть планетарные системы, в которых присутствуют столь громадные луны, как наш спутник, обычное явление.

 

Тайны и загадки Луны

Луна всегда притягивала взор человека. О ночном светиле, медленно плывущем по темному небосводу, слагали песни, стихи, легенды. И одновременно с ней связывали немало таинственных явлений как в жизни человека, так и в целом в природе.

Но прошли столетия, и многие свои тайны Луна не смогла уберечь перед любознательностью, наблюдательностью и умом ученых, ее исследовавших.

Но тем не менее немало загадочного и таинственного сохранила Луна и по сей день. Так, на протяжении многих веков профессиональные астрономы и просто любители увидели на Луне немало странных кратковременных явлений, которые не вписывались в общепринятые догмы. Их объединили в несколько категорий. Это перемены в форме и четкости изображения деталей лунного рельефа, их яркости и цвета; появление или исчезновение темных пятен, а также внезапные вспышки; движущиеся объекты и другие аномальные явления.

Причем увидели ученые эти странные явления не только с изобретением телескопа, а намного раньше. Одно из первых описаний удивительного лунного явления принадлежит английскому хронисту Гервасию Кентерберийскому. Случилось оно 18 июля 1178 года. Пять очевидцев наблюдали, как «верхний рог молодой Луны раскололся на две части. Из середины этого разлома внезапно выскочил пылающий факел, разбрызгивая во все стороны огонь, раскаленные угли и искры на большое расстояние».

Исследователи Луны в Море Ясности

В более позднее время, точнее, в мае 1715 года французский астроном Е. Лувилль, наблюдая затмение Луны, увидел, как левый край небесного светила озарили кратковременные вспышки, а также возникли быстрые дрожания световых лучей. Эти же оптические явления увидел и знаменитый Э. Галлей, наблюдавший лунное затмение с Британских островов.

Таинственные явления на Луне были замечены и позже, на протяжении XVIII—XIX веков. Вот только небольшой перечень тех аномальных явлений, которые наблюдали астрономы в эти годы на Луне. Так, в августе 1738 года на лунном диске были зафиксированы вспышки, похожие на молнию. Почти через пятьдесят лет – в октябре 1785 года – на Луне неожиданно возникли кратковременные яркие пятна света, состоящие из отдельных маленьких искр. Двигались эти пятна по прямым линиям на север. В июле 1842 года, во время солнечного затмения, было замечено, как лунный диск несколько раз пересекли яркие полоски. А в сентябре 1881 года был зафиксирован кометообразный объект, который перемещался по поверхности Луны. Причем его наблюдали из двух точек, расположенных на расстоянии 12 тысяч километров одна от другой.

Но это, как говорится, дела давно минувших дней. А что же в наше время? Оказывается, не меньше феноменов, чем раньше. И помогают в этом современные технические средства: в частности различные виды телескопов и разнообразные космические летательные аппараты…

Осень 1957 года. В американском специализированном журнале «Скайс энд телескоп» появляется фотография кратера Фра Мауро, полученная астрономом Р. Куртисом. На снимке в размытых лунных тенях хорошо заметно изображение мальтийского креста. Тщательная экспертиза всякие сомнения в подлинности фотографии опровергла. Любопытно в этом факте еще и то, что через какое-то время крест из кратера исчез.

Спустя семь лет, в мае 1964 года, группа американских астрономов в течение часа над Морем Спокойствия наблюдали светлый объект, который двигался со скоростью около 32 километров в час. При этом площадь его постепенно уменьшалась, пока объект окончательно не исчез из поля зрения. А всего через месяц та же группа исследователей зафиксировала, а затем в течение двух часов наблюдала пятно, перемещавшееся со скоростью 80 километров в час.

Наблюдения необъяснимых лунных феноменов посыпались, как из рога изобилия. В одну из ночей 1966 года английский астроном П. Мур, наблюдая дно одного из кратеров Луны, вдруг зафиксировал непонятные полосы, которые к тому же меняли цвет с темного на зелено-коричневый. Более того, они меняли форму, увеличивались в размерах и к лунному полудню достигли максимальной величины. Затем их размеры уменьшились, они поблекли и, наконец, к лунному вечеру совсем пропали.

Море Спокойствия очередную аномалию продемонстрировало в сентябре 1967 года. На этот раз канадские астрономы засекли в этом районе темный объект с фиолетовым оттенком по краям. Он в течение 10 секунд перемещался с запада на восток. Через 13 минут странное образование неожиданно исчезло из поля зрения ученых, а затем рядом с кратером, который находился на пути следования объекта, на доли секунды вспыхнул желтый свет.

А вот еще одно, теперь уже поистине фантастическое наблюдение, сделанное в 1968 году американскими астрономами. Именно тогда они зафиксировали в районе кратера Аристарх три красных световых объекта, которые спустя короткое время слились в одно. В то же время японские исследователи видели розоватое пятно, заслонившее собой южную часть этого же кратера. Далее стало происходить нечто невероятное. Неожиданно в кратере возникли две красные и одна синяя полосы, каждая шириной 8 и длиной 50 километров. Причем наблюдалась вся эта «иллюминация» как раз во время полнолуния, то есть в тот период, когда лунную поверхность заливает яркий свет.

На этом необъяснимые явления, которые фиксируются обычно в определенных областях видимого полушария Луны, не завершаются и их при желании, можно было бы продолжить. Интереснее другое: что это за феномены? Тот факт, что наблюдаемые с Земли движущиеся световые объекты концентрируются в определенных местах, позволяет отбросить гипотезы, пытающиеся объяснить эти явления процессами, происходящими в земной атмосфере. Впрочем, как и невозможно связать их лунным вулканизмом с излучениями, которые вызывают ультрафиолетовые лучи Солнца, и т.д. А это значит, что на Луне происходит нечто загадочное…

Выше уже говорилось о странных явлениях, которые на протяжении столетий наблюдают на Луне астрономы.

Но одно дело наблюдать за лунными феноменами с Земли, а другое – оказаться в тех местах, где они фиксируются. И вот 13 сентября 1959 года зонд «Луна-2» осуществил первую посадку на поверхность Луны. Безусловно, за всем ходом событий, связанных с этой операцией, было организовано тщательное наблюдение.

Итак, что же удалось увидеть астрономам в это время? Многое! Например, в 21 час 02 минуты 23 секунды известный английский астроном П. Мур зафиксировал яркую вспышку в Море Паров, которое находится в шестистах километрах южнее. Более того, такую же вспышку и темное кольцо разлетающейся пыли в этом же месте и в этом же промежутке времени заметил еще один астроном – П. Уилкинс.

Независимо друг от друга ирландские исследователи П. Мюррей и Р. Вильямс тоже заметили вспышку: «как будто на несколько секунд от далекого факела отодвинули заслонку». Район, в котором она была зафиксирована, расположен в семистах километрах южнее от места падения «Луны-2», то есть в области кратера Ауверс на южном берегу Моря Ясности.

Там же немец А. Флорж заметил пятно, которое в два раза увеличило свои размеры буквально за 3—4 минуты. У восточного побережья того же Моря Ясности, но уже в тысяче километров от места падения «Луны-2», темное расширяющееся пятно в течение 3—17 минут наблюдали англичане С. Бредфорд, Р.Г. Таунсенд и Р.П. Таунсенд.

Любопытную информацию для размышлений о странном поведении нашего ночного светила дает анализ лунных катастроф.

Например, 17 июля 1967 года менее чем за час до прилунения американской станции «Сервейор-4» в кратере Агриппа неожиданно появилось облако пыли. Аппарат же снижался всего в 390 километрах от этого образования. А когда до «стыковки» с Луной оставалось всего две с половиной минуты, радиосвязь с «Сервейором-4» внезапно прервалась, и аппарат потерпел крушение.

Не менее странная история произошла и с японским зондом «Хагоромо» – первым аппаратом землян, выведенным на селеноцентрическую орбиту 19 марта 1990 года, после четырнадцатилетнего перерыва.

Как только аппарат был выведен на окололунную орбиту, радиосвязь с ним оборвалась.

Согласно данным Американского Лунного общества, в это время на темной стороне Луны около получаса наблюдалось таинственное свечение. Тогда же была зафиксирована вспышка в кратере Аристарх, а в кратере Гассенди горел оранжевый свет.

Еще одним примером, когда при приближении к Луне появляется странное свечение, является полет «Аполлона-16» в 1972 году. Когда происходила высадка астронавтов на поверхность спутника, было отмечено, как два раза увеличивалась яркость кратера Цензорин, расположенного на небольшом расстоянии от места прилунения аппарата.

А когда астронавты собирались покинуть лунную поверхность, в северо-западной части кратера Аристарх внезапно возник пучок света, который удлинялся со скоростью 1,35 километра в секунду. Достигнув высоты 162 километров, он неожиданно переместился на 60 километров в сторону от исходной точки и исчез. Продолжался же этот световой эффект приблизительно три минуты. Но поскольку лунные сейсмометры не отметили в это время видимых сотрясений грунта, то считать происшедшее извержением газов или падением метеорита вряд ли целесообразно.

Похожие вспышки света наблюдали и другие астронавты. Например, 10 декабря 1972 года с лунной орбиты об аналогичном явлении сообщил член экипажа «Аполлона-17» Х. Шмитт: «Я только что увидел вспышку на лунной поверхности! Она была северней Гримальди».

Через сутки недалеко от того места член экипажа этого же космического корабля Ю. Сернан передал на Землю: «Я только что смотрел вниз и сам видел вспышку света. Прямо на конце борозды на востоке Моря Восточного». Кроме того, точечные вспышки света именно в этих районах не раз замечали и с Земли.

Во время облета Луны «Аполлоном-11» астронавты Н. Армстронг и Э. Олдрин также стали очевидцами непонятного ночного свечения на валу кратера Аристарх.

Здесь приведено лишь несколько примеров из того огромного архива фактов, которые находятся в руках исследователей Луны. Но и они со всей очевидностью демонстрируют, что наш спутник не так прост, как может показаться, если глядеть на него с Земли невооруженным глазом.

 

Экзопланеты

О том, что кроме планет Солнечной системы где-то в космических далях могут существовать и другие, родственные им объекты, астрономы предполагали давно. Но только в 30-е годы прошлого столетия ученые приступили к систематическому поиску этих планет.

Первым за эту работу в 1938 году взялся голландец Пиет Ван де Камп. Особенно его заинтересовала звезда в созвездии Змееносца, которую в 1916 году открыл американский астроном Эдвард Барнард. Эта звезда, относящаяся к категории красных карликов, обладает рекордным собственным движением: она ежегодно смещается на 10,3 угловой секунды. К тому же эта звезда находится очень близко к Солнцу: всего в 5,96 светового года.

И в окрестностях именно этой уникальной звезды де Камп решил начать поиски планет. И ученый не ошибся.

В 1944 году он заявил, что рядом со звездой Барнарда находится несветящееся тело. Его масса оказалась в 60 раз больше массы Юпитера, что для планеты было излишне много, а для звезды, наоборот, маловато. И де Камп, проявив осторожность, назвал открытый им объект телом промежуточной массы.

Ради справедливости следует сказать, что кроме де Кампа в 1943 году с подобными заявлениями выступили еще несколько ученых. Так, американец Стрэнд сообщил об открытии у звезды 61 Лебедя компаньона массой в 16 Юпитеров, а астрономы Рейл и Холмберг обнаружили объект в полтора раза легче, который принадлежал двойной звездной системе 70 Змееносца.

Однако вскоре от этих своих заявлений ученые отказались, поскольку не удалось их подтвердить. А вот де Камп не сдался. В 1963 году он заявил, что абсолютно уверен в том, что у звезды Барнарда имеется холодный спутник, правда, масса его не 60 масс Юпитера, а 1,6 массы этой планеты.

Красный Карлик

И тем не менее со временем эти заявления де Кампа были опровергнуты, и сделанные им «открытия» стали считать астрономическими заблуждениями…

Обнаружили же экзопланеты лишь в конце XX века. И «подарили» их астрономам пульсары. Так вот, если вокруг пульсара обращаются планеты, то они силой своей гравитации слегка меняют характер его вращения и вызывают колебания принимаемого на Земле радиосигнала.

И хотя планеты у пульсаров начали фиксировать с начала 1970-х годов, но лишь в 1992 году работавшие в США поляк Александр Волщан и канадец Дэйл Фрей не только обнаружили, но доказали, что вокруг миллисекундного пульсара PSR 1257+12, отдаленного от Солнца на 980 световых лет, вращаются две планеты.

Чуть позже было установлено, что планет не две, а три. При этом масса одной из них вдвое больше массы Луны, а две остальные соответственно тяжелее Земли в 4,3 и 3,9 раза.

Кроме фиксации радиосигналов, поступающих от пульсаров, астрофизики использовали и другие методы поиска экзопланет. И эти другие методы привели к тому, что в 1988 году группа канадских астрономов сообщила, что ими, вероятно, обнаружен темный спутник Гаммы Цефея. Правда, ученые при этом признали, что применяемая ими аппаратура не обладала необходимой чувствительностью, поэтому они не совсем уверены в том, что сделали открытие.

Однако в 2003 году результаты ученых были полностью подтверждены. И, таким образом, можно считать, что открытие экзопланет произошло в 1988 году…

Важное для астрономии событие произошло 23 ноября 1995 года, когда швейцарские ученые Мишель Мэйор и Дидье Келоз в престижном журнале «Nature» опубликовали статью, в которой заявили об открытии планеты, обращающейся вокруг обычной звезды.

Не прошло и нескольких недель, как американские исследователи подтвердили этот результат и сообщили о регистрации еще пары экзопланет. Позднее подобные открытия посыпались одно за другим. Таким образом, планетарная астрономия вышла за пределы Солнечной системы.

Ученые сразу поняли, что экзопланеты отличаются от спутников Солнца. Первая из них была обнаружена около звезды 51 Пегаса. Она обращается по круговой траектории с радиусом в 7,5 миллиона километров, совершая один оборот всего за 4,2 суток, и обладает весьма солидной массой – 0,47 массы Юпитера. Для сравнения: крошечный Меркурий никогда не подходит к Солнцу ближе, чем на 46 миллионов километров, и делает полный оборот за 88 суток.

Обе планеты, о которых сообщили американцы, также вызывали удивление. Это явно были газовые гиганты – 2,54 и 7,44 массы Юпитера. К тому же они находились довольно близко к своим звездам – 47 Большой Медведицы и 70 Девы: их большие полуоси равняются соответственно 2,1 и 0,48 а. е. А Юпитер, кстати, отдален от Солнца на 5,2 а. е.

Большая часть из обнаруженных экзопланет мало чем похожи на нашу Землю. Во-первых, это гигантские газовые шары наподобие Юпитера с массой, которая обычно в сотню раз больше земной. Таких экзопланет около 170, то есть 90 % от всех известных в настоящее время. Причем в этой компании астрономы выделяют пять разновидностей.

Во-первых, «водных гигантов». Они наиболее многочисленные. А названы так потому, что, судя по некоторым признакам, их температура должна быть такой же, как на Земле. Поэтому предполагается, что их окутывает оболочка из облаков, в состав которых входит водяной пар или ледяные кристаллы.

Следующую группу составляют так называемые «горячие Юпитеры». Они находятся от своих звезд в 10 раз ближе, чем Земля от Солнца, и поэтому температура на этих экзопланетах колеблется от +700 до +1200 °С.

Немного прохладнее на «теплых Юпитерах»: температура там от +200 до +600 °С.

Еще холоднее на «сернокислых гигантах». Считается, что их окутывают облака из капелек серной кислоты, то есть такие, как на Венере. Соединения серы могут придавать этим планетам желтовато-белую окраску.

В самых же холодных областях находятся «двойники Юпитера» с температурой, аналогичной той, которая характерна для Юпитера Солнечной системы, то есть от –100 до –200 °С на внешней поверхности облачного слоя.

Помимо газовых планет-гигантов, астрономам известны и планеты, масса которых колеблется от 6 до 20 масс Земли. Их можно сравнить с Ураном и Нептуном. Поэтому ученые и назвали этот тип экзопланет Нептунами. Они тоже подразделяются на несколько типов.

Больше всего среди них «горячих Нептунов»: их девять. Поскольку они находятся очень близко от своих звезд, температура их внешней оболочки очень высокая.

Зафиксирована астрономами и пара «холодных Нептунов», или «ледяных гигантов», которые во многом похожи на Нептун из Солнечной системы. К этому же типу отнесены и две «суперземли»: гигантские планеты земного типа. У них, в отличие от планет-гигантов, отсутствует плотная и толстая атмосфера.

Предполагается, что одна из этих «земель» очень горячая. По своим параметрам она похожа на Венеру. Вероятно, там происходит активная вулканическая деятельность.

На другой же экзопланете из этой парочки, которую назвали «холодной», предполагают наличие водного океана. За это ее неофициально назвали Океанидой…

Поскольку экзопланеты – новые и малоисследованные объекты Вселенной, от них ученые постоянно ждут сюрпризов. И ожидания астрономов оправдываются. Например, в 2011 году известный специалист по экзопланетам Дэвид Беннетт с группой сотрудников объявил об открытии среди темных юпитероподобных экзопланет своего рода «бродяг», которые свободно дрейфуют по космосу. Связано это с тем, что они не связаны с материнскими звездами силами гравитации.

Как предполагают исследователи, такие планеты-странники в начальной стадии формирования планетарных систем, к которым они принадлежали, были выброшены с орбит своих материнских звезд.

Более того, астрономы, открывшие этот феномен, считают, что подобного рода небесные тела имеют довольно широкое распространение в Млечном Пути.

Это значит, что в скором времени возможна корректировка и некоторых представлений о темной материи – одного из крае-угольных камней современной астрофизики.