Астронет - Тулліо РЕДЖЕ Етюди про Всесвіт
"Вояджер" виконав завдання і тепер віддаляється від системи Сатурна; приблизно через десять років він, можливо, надішле нам перші знімки Урана, зняті з близької відстані. Астрономам є чим зайнятися під час тривалого очікування цих зображень. Космічний зонд вже зробив тисячі чудових фотографій Сатурна на додаток до зображень Юпітера.
Що ж дізналися ми про Сонячну систему за допомогою цієї та багатьох інших автоматичних станцій? Практично вся планетологія була перебудована з урахуванням величезної кількості нового матеріалу, проти якою інформація, отримана раніше з допомогою телескопів, має переважно історичну цінність.
Склад Юпітера
Почнемо з Юпітера, колос Сонячної системи. Галілей першим побачив диск і чотири головні супутники, провівши знамениту серію спостережень, що відкривають епоху сучасної астрономії. Через три століття "Вояджер" підвів нас до самої планети і дав можливість розглянути деталі її поверхні. Діаметр Юпітера становить близько 144000 км, що приблизно в 12 разів більше діаметра Землі, а його маса лише в 300 разів перевищує земну; якби Юпітер мав таку ж щільність, як і Земля, то, враховуючи їх розміри, його маса мала б перевищувати земну більше ніж у 1500 разів. Насправді Юпітер складається з легшої речовини: із суміші водню, гелію та деяких домішок, що включають метан, аміак, сірчисті та інші хімічні сполуки. Сила тяжіння на поверхні Юпітера приблизно в два з половиною рази більша, ніж на Землі: хлопчик, що важить 40 кг, на Юпітері важив би цілий центнер. З цієї причини вага верхніх шарів стискає оболонку Юпітера, поступово доводячи речовину до дуже великої густини в міру переходу в глиб планети. Юпітер майже весь складається з речовини з газорідкою структурою,і тільки в самому центрі, можливо, є невелике кам'янисте ядро, приховане під величезною оболонкою. Саме це ядро оповите воднем, який, будучи стиснутий до неймовірної щільності, перетворюється на тверду металеву речовину, яка проводить електрику та тепло.
Нездійснена зірка
Юпітер утворився при стисканні тієї ж газової туманності, з якої утворилося Сонце, і за своїм хімічним складом він також схожий на Сонце. При цьому маса Юпітера ледь досягає однієї тисячної маси Сонця, що дуже багато за земними масштабами, але недостатньо, щоб запалити термоядерні реакції, які виробляють тепло надрах Сонця. Так що тут ми маємо справу з "зіркою, що не відбулася". У цьому сенсі Сонячна система включає подвійну зірку (або навіть потрійну, якщо вважати Сатурн). Процес стиснення Юпітера ще закінчено, і тепло, вироблене цим безперервним гравітаційним стиском речовини Юпітера, випромінюється атмосферою планети в інфрачервоній області спектра, невидиме для людського ока, але цілком помітне для астрономічних приладів.
Сприймається в інфрачервоному світлі, Юпітер світиться сам і випромінює втричі більше енергії, ніж отримує від Сонця.
Конвективні рухи
Температура планети збільшується в міру поступу всередину, досягаючи кількох десятків тисяч градусів у самому центрі. Такі високі температури викликають конвективні рухи в оболонці планети, рухи, що нагадують те, що ми бачимо в каструлі, поставленій на вогонь: глибинні маси рідини гарячіші та легші і тому переміщуються до поверхні. Досягши її, вони випромінюють тепло у зовнішній простір, охолоджуються і опускаються вниз; цикл починається знову.
У телескоп видно, що поверхню Юпітера поділено на горизонтальні смуги.(паралельні екватору). Темні смуги чергуються зі світлими. Вважається, що в межах світлих смуг гаряча речовина виходить на поверхню, тоді як на темних смугах охолоджена речовина починає спускатися вниз. Дані, отримані "Вояджером", показали, що ця теорія при всіх її перевагах повинна бути вдосконалена з урахуванням разючих структур, що ускладнюють та прикрашають атмосферу Юпітера гірляндами, вихорами та величезними вирами всіляких кольорів. Ще Кассіні бачив на поверхні планети знамениту Червону Пляму, названу так, як каже Азимов, через яскравий червонувато-жовтогарячий колір. Зблизька видно, що ця червона пляма не єдина і що є ще одна, набагато менша. Зрозуміло, велика пляма залишається найзнаменитішою: таки вона була виявлена років триста тому. Поруч із цими плямами розташовано безліч інших різнокольорових плям, що мають, мабуть, різні фізичні та хімічні склади.
"Вояджер" сфотографував атмосферу Юпітера через безліч кольорових світлофільтрів; потім були відновлені триколірні зображення, але "зміщеному кольорі", так, щоб інфрачервоний "колір" був представлений як червоний; інші кольори теж були змінені. На цих фотографіях різні за хімічним складом компоненти атмосфери забарвлені у різні кольори, що дає змогу вченим розібратися у складних метеорологічних умовах Юпітера.
Червона Пляма
Дослідження показали, що Червона Пляма - це великий вихор, що займає площу, яка в три-чотири рази перевищує всю площу поверхні Землі. На деяких "прискорених" кінокадрах чудово видно вихровий рух плями, що проковтує дрібніші плями і повертає їх назад неушкодженими, як після кола на каруселі. Схоже, що Червона Пляма височить якгігантський сплющений купол над середнім рівнем навколишньої поверхні Юпітера. Смугаста структура цієї поверхні пояснюється швидким обертанням планети, що здійснює один оборот трохи менше ніж за десять годин; у полярних зонах вплив обертання зменшується, і замість смуг видно безліч дрібних плям, де гаряча речовина з'являється з глибин.
Найсильніше магнітне поле Юпітера захоплює випромінювання Сонця, створюючи смертельний потік заряджених частинок, подібний до радіаційних поясів Землі і небезпечний навіть для електронного обладнання; такий потік майже миттєво спричинив би смерть будь-якої форми земного життя.
Автоматичний зонд зафіксував полярні сяйва і сліпучі блискавки, які постійно змінювали обриси в шаленому вируванні атмосфери Юпітера, де вирували безперервно змінювали один одного ураганні вітри зі швидкостями до 400 км/год.
Супутники Юпітера
"Вояджер" передав на Землю не лише знімки самої планети, а й чудові фотографії її супутників. З основних супутників (галілеєві супутники) найближчим до планети є Іо, на якому виявлено цілих вісім вулканів, що діють; кора Іо, таким чином, перебуває у стані високої активності. З цієї причини на ньому немає слідів бомбардувань метеоритами, які видно на Місяці, Марсі та майже на всіх небесних тілах Сонячної системи, що мають тверду кору. Нагадаємо, що, згідно з загальноприйнятою теорією, місячні кратери є результатом таких інтенсивних бомбардувань, що відбувалися близько трьох мільярдів років тому при зародженні Сонячної системи і з меншою інтенсивністю, що тривають аж до наших днів. На Іо безперервні потоки лави, що вивергалася, стерли всі сліди минулого, залишивши покривало червоного кольору, що складається, ймовірно, з сірки і різнихсірчистих сполук; місцевість незатишна ще через високий рівень небезпечного випромінювання поясів, подібних до радіаційних поясів Землі. Відкриття вулканів, що діють, стало повним сюрпризом для планетологів і одним з найбільш значних результатів, отриманих "Вояджером".
Що стосується складу інших супутників Юпітера, то, очевидно, вони містять більше льоду і менше важких кам'янистих матеріалів, причому це збагачення льодом і зменшення частки важких речовин тим помітніше, чим далі від планети знаходиться супутник. Число достовірно відомих супутників Юпітера перевищує дюжину; здебільшого це крижані кулі близько сотні кілометрів у діаметрі, ледь видимі із Землі. Підрахунок їх числа, проведений акуратно, без поспіху за допомогою стаціонарного штучного супутника Юпітера, напевно, виявив би сотні дрібніших супутників. Таким чином, система Юпітера нагадує Сонячну систему у мініатюрі.
Так само плідним виявився візит космічного зонда до Сатурна. Як і очікувалося, поверхні Сатурна та Юпітера схожі за характеристиками; судячи з усього, наявність жовтих стрічок, що розташовані вздовж екваторів, пов'язане з присутністю метану.
В астрологічних посібниках можна прочитати, що Сатурн приносить нещастя, його вплив завжди пов'язані з великим горем. У книгах з астрономії написано в прозаїчному стилі, що середня відстань від Сонця до цієї планети становить 1427 млн. км (майже в десять разів більше, ніж відстань до Землі) і що один оборот навколо Сонця вона здійснює приблизно за 30 років.
Відкриття кілець Сатурна
У 1610 р. Галілей, розглядаючи Сатурн з допомогою телескопа, зауважив, що планета виглядає досить дивно, і вирішив, що він бачить два тіла, що супроводжують основну планету і розташовані по обидва боки.від неї. Про своє відкриття він повідомив анаграмою "Smaisnermiclmbpobtalevmibvneuvgttaviras", над якою довго ламав голову Кеплер, марно намагаючись знайти для неї рішення. Нарешті, Галілей роз'яснив зміст написаного: "Altissimum planetam tergeminum observavi" ("Я виявив, що найдальша потрійна планета"). Через кілька років через відносний рух Сатурна і Землі кільця виявилися повернутими в профіль і тому стали практично невидимими. Галілей вирішив, що він помилився і перестав займатися Сатурном. Він помер, так і не дізнавшись про існування кілець.
Кільця були відкриті Гюйгенсом в 1659, про що він оголосив наступним чином: "aaaaaa, cccc, d, eeeee, g, h, iiiiiii, llll, mm, nnnnnnnnnn, oooo, pp, q, rr, s, tt ", що означало: "Anulo cingitur tenui, nusquam coherente, ad eclipticam inclinato" ("Вона оточена легким кільцем, що ніде не стосується світила і нахиленим щодо екліптики").
Ми позбавимо читача інших анаграм і докладної розповіді про історію цих досліджень. Сатурн є величезною планетою, що має в діаметрі 119300 км, трохи менше Юпітера. Система кілець має зовнішній діаметр понад 240 000 км і з часом змінювалася.
Склад та структура кілець Сатурна
Шотландець Дж.К. Максвелл був першим, хто в 1850 р. у роботі, що ознаменувала собою початок його блискучої наукової кар'єри, серйозно поставив питання про природу кілець Сатурна. За допомогою незаперечних аргументів, заснованих на законах небесної механіки, він показав, що кільця не можуть бути ні твердими, ні рідкими. Залишалася гіпотеза пилу, тобто. безлічі астероїдів, що обертаються по орбіті навколо планети, настільки дрібних і численних, що вони сприймаються як безперервне кільце. Через століття модель пилу досі вважається справедливою, таоцінки середнього діаметра "пилу" дають значення порядку одного метра. Крім того, схоже, що вони складаються з льоду. Через обурення, викликані супутниками Мімасом і Енцеладом, деякі орбіти нестабільні і залишаються незаповненими. Тому пил збирається в складну систему концентричних кілець, щілини між якими, ймовірно, не перевищують одного кілометра; для порівняння можна сказати, що товщина аркуша паперу виявиться рівною 25 м, якщо пропорційно збільшити всі розміри Землі до розмірів Сатурне.
Ця теорія, як і будь-яка інша, заснована на законі всесвітнього тяжіння Ньютона і, по суті, є складним прикладом застосування цього закону.