Солнечные системы
раза
меньше средней плотности Солнца. Это позволяет с большой долей уверенности
говорить о том, что Сатурн состоит преимущественно из водорода (80% по
расчетам ученых) и гелия (18%).
Предположения о внутреннем строении Сатурна во многом опирались на
более достоверные заключения о Юпитере. В целом картина схожая: в верхних
слоях атмосферы Сатурна, помимо водорода и гелия, обнаружены также
незначительные количества метана. Ниже, как и у Юпитера, идет глобальный
водородный океан, затем слой металлического водорода. В центре находится
силикатно-металлическое ядро, предположительная масса которого составляет
более 9 масс Земли, а температура в нем достигает 20 000 К.
Из других тел,
окружающих Сатурн, стоит рассказать о крупнейшем из 17 спутников планеты —
Титане. Название отражает суть — Титан, один из самых больших спутников в
Солнечной системе, имеет в диаметре 5150 км. Он замечателен еще и тем, что
окружен атмосферой, которая в десять раз массивнее земной! Главной ее
составляющей является, по-видимому, азот. Велико содержание здесь таких
соединений, как метан, этан и ацетилен. Интересны также еще четыре крупных
спутника Сатурна — Япет, Рея, Диона и Тефия (диаметры порядка 1000 км).
Дело в том, что одно их полушарие (для Япета — переднее по направлению
вращения вокруг Сатурна, для остальных — наоборот) намного темнее другого.
Ученые считают, что яркая сторона этих тел покрыта снегом, тогда как другая
— какими-то горными породами.
Уран и Нептун
Эти две планеты, похожие друг на друга как близнецы, являются
гигантскими планетами, движущимися в самых отдаленных областях солнечной
системы. И на самом деле они очень похожи: Уран немного больше (его радиус
— 26 540 км, Нептуна — 24 300 км), но Нептун массивнее — его масса
составляет 17,25 масс Земли, тогда как у Урана всего 14,6. Благодаря этим
незначительным различиям средние плотности обеих планет почти равны: 1,71
г/см3 для Урана и 1,72 г/см3 для Нептуна. Разглядеть какие-либо
детали на поверхности Нептуна очень трудно, а на Уране видны лишь слабо
выраженные пояса, - эти планеты, конечно, окутаны атмосферами, похожими на
атмосферы Юпитера и Сатурна. Планеты имеют высокие значения альбедо, а в
спектрах видны полосы поглощения метана, аналогичные наблюдаемым у Юпитера
и Сатурна, но более интенсивные. Поглощение желтого и красного света парами
метана для Урана и Нептуна настолько велико, что планеты при прямых
наблюдениях имеют зеленоватый цвет; зеленоватая окраска Нептуна,
интенсивнее, чем Урана. На спектрограммах нет прямых подтверждений наличия
аммиака, но водород присутствует. Действительно планеты-гиганты очень
похожи друг на друга; различия их в основном внешние, обусловленные
изменением температуры в соответствии с их положением в пространстве. Все
эти планеты быстро вращаются, имеют огромной толщиной атмосферы, состоящие
из метана и, вероятно, аммиака, и содержат в своем составе легкие газы –
гелий, водород, причем последние характеризуются значительной концентрацией
к центру. По всем этим характеристикам планеты-гиганты отличаются от
планеты земной группы – Меркурия, Венеры, Земли, Марса и Плутона. Эти
различия настолько поразительны, что объединение этих двух групп планет в
одну систему кажется нелепым. Очевидно, эти различия обусловлены каким-то
важным эволюционным фактором.
Несмотря на грандиозность размеров, а может быть, именно вследствие
этого, планеты-гиганты не предоставляют никаких благоприятных возможностей
в качестве обители для существования жизни в каких-либо известных нам
проявлениях. Поэтому, если мы надеемся доказать универсальность такого
эфемерного явления, как жизнь, нам следует заняться исследованием планет
земной группы.
До начала 80-х годов человечество знало о существовании у Урана пяти, а
у Нептуна — двух спутников. Однако уже упоминавшийся Вояджер-2 обнаружил
еще десять мелких небесных тел, вращающихся вокруг Урана, но эти спутники
не представляют никакого интереса, так как являются просто глыбами,
похожими на астероиды, когда-то путешествовавшими по Вселенной, а ныне
захваченными магнитным полем планеты. Стоит заострить внимание на спутнике
Урана Миранде (наименьшем из пяти — его диаметр около 500 км). Он выглядит
настолько необычно, что ученые сделали предположение о том, что Миранда
сначала разломилась на куски, а затем вновь беспорядочно собралась воедино.
Больший из двух спутников Нептуна — Тритон — входит в группу крупнейших
спутников планет Солнечной системы — его радиус около 2000 км. Он движется
вокруг Нептуна в направлении, обратном вращению планеты, что заставляет
предполагать, что Тритон — это объект, захваченный Нептуном, а не
образовавшийся вместе с ним. И у Урана, и у Нептуна обнаружены кольца той
же природы, что у Юпитера и Сатурна.
Плутон
Самая далекая от Солнца из всех открытых до сих пор планет совершенно
не похожа на другие планеты, находящиеся во внешних областях солнечной
системы. Чужестранцем-карликом выглядит Плутон среди планет-гигантов.
Орбита планеты невероятно сильно наклонена – на 17(2( – ни у одной
известной планеты ничего подобного не было. Наклон оси составляет 50(. Мало
того, орбита обладает необычной вытянутостью. Потому и получается, что
Плутон то проходит всего в 4400000000 км. от светила, то удаляется от него
на 7400000000 км. По самым последним данным его диаметр составляет примерно
3100 – 3200 км. Словом, по размерам, по орбите и другим характеристикам –
скорее не планета, а … спутник. Действительно, Плутон представляет собой
как бы неполноценную планету.
В пользу такого предположения говорят и странности в периоде вращения
Плутона вокруг собственной оси. На полный оборот у него уходит 6 суток 9
часов 17 минут, а это слишком много для столь небольшого тела, так что и
скорость вращения выдает его с головой как самозванца в семье планет.
Скорость, с которой движется Плутон по своей орбите, примерно равна 16,8
км/ч. Орбита очень протяженная и поэтому один плутоновский год равен 247,7
земным годам. К примеру, если вам сейчас 17 лет, то на Плутоне вам было бы
0,07 лет.
Ускорение свободного падения над поверхностью Плутона равняется 0,49
м/с2. Если ваша масса примерно равна 70 кг., то на этой планете вы бы
весили 4 кг!
При зарождении и эволюции планеты. В ее недрах происходили менее
активные процессы, нежели на других планетах Солнечной системы. В рамках
модели равновесной конденсации из протопланетной туманности при температуре
около 40 Кельвин это тело, очевидно, аккумулировалось преимущественно из
метанового льда, и слагающее его вещество не претерпело в дальнейшем
заметной дифференциации. Другая возможность – формирование из гидратов
метана (CH4(8H2O) при температуре конденсации около 70 Кельвин с
последующим их разложением в процессе внутренней эволюции, дегазацией CH4 и
образованием метанового льда на поверхности. Отождествление его в спектре
отражения Плутона благоприятствует обеим этим моделям, не позволяя, однако,
сделать между ними выбор. При этом для любой из них средняя плотность
планеты оказывается не выше 1,2 г/см3, а альбедо не менее 0,4, что
соответственно уменьшает вероятный диаметр Плутона до размеров Луны, а
массу ограничивает несколькими тысячными долями от массы Земли. Если же
плотность всего 0,7 г/см3, как это следует из анализа соотношений масс
Плутона со спутником, то нужно дополнительно допустить, что слагающие его
замерзшие летучие вещества типа водно-метанового льда находятся в довольно
рыхлом состоянии.
Схема предполагаемого внутреннего строения Плутона (рис. 1):
Другая схема предполагаемого внутреннего строения (рис. 2):
В отличие от спутников планет-гигантов, у Плутона отождествлены
спектральные признаки метанового конденсата. По результатам узкополосной
фотометрии отношение интенсивности отражения в двух спектральных областях,
в одной из которых расположены полосы поглощения водяного и аммиачного
льда, а в другой – сильная полоса поглощения метанового льда, оказалось
равным 1,6. Если взять чистый метановый лед и снять те же спектры в
лаборатории, то отношение оказывается лишь немного больше, в то время как
для спутников гигантов с признаками водяного льда на поверхности это
отношение существенно меньше единицы. Этот факт служит довольно сильным
аргументом в пользу наличия метана. Обнаружение метанового льда на Плутоне
меняет существовавшие до недавнего времени представления о его поверхности,
образованной скальными породами, в сторону более реальных предположений о
покрывающем ее протяженном ледяном слое.
На Плутоне не обнаружено видимых признаков атмосферы. Маловероятно, что
неон может там концентрироваться хотя бы в малых количествах, так как столь
малая планета не способна удержать столь легкий газ.
Над поверхностью планеты максимальная температура примерно равна
–212(С, а минимальная –273(С, то есть постоянно приближается к абсолютному
нулю.
Плутон является уникальной и самой интересной планетой Солнечной
системы. По-прежнему остается множество загадок о точно
| |  скачать работу |
Солнечные системы |
