Текст книги "Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина"

Почему полнолуние – не лучшее время для наблюдения деталей лунной поверхности?

Полнолуние не является лучшим временем для детальных наблюдений лунного рельефа, потому что в этой фазе Луна освещается Солнцем равномерно и ее поверхность кажется плоской. В промежуточных фазах Луны хорошо видна граница темной (ночной) и освещенной (дневной) частей лунной поверхности – так называемый терминатор. Именно вблизи терминатора объекты лунного рельефа отбрасывают самые длинные тени, позволяя увидеть их в трехмерном измерении. Сложность лунного рельефа отражается и на форме самого терминатора – в телескоп он всегда выглядит неровным. Рядом с терминатором в ночной части лунного диска нередко видны в телескоп яркие точки. Это вершины гор, освещенные восходящим или заходящим Солнцем, тогда как подножия этих гор находятся в тени.

Что такое маскон?

Маскон (от англ. massconcentration – концентрация массы) – это область лунной поверхности, в которой наблюдается существенное повышение гравитационного поля (локализованная концентрация массы на некоторой глубине). Обнаружены масконы посредством измерения отклонений от расчетных параметров траекторий спутников, выведенных на окололунные орбиты. Большинство масконов находится в круговых морях видимой стороны Луны. Позднее обнаружены крупные масконы на границе видимой и обратной сторон Луны в Восточном Море и в Краевом Море. Огромный маскон обнаружен в экваториальной зоне центра обратной стороны Луны. Его диаметр достигает 1000 километров. Этот маскон способен отклонить на 1000 метров спутник, летящий на высоте 100 километров. Суммарная масса всех масконов составляет 0,0001 массы Луны.

Почему на карте Луны имя великого Галилея носит маленький кратер?

Начало номенклатуре многих объектов лунной поверхности положил итальянский астроном-иезуит Джованни Баттиста Риччоли (1598–1671). Ряд кратеров он назвал в честь выдающихся ученых и философов (Архимеда, Платона, Коперника и др.), но некоторым присвоил имена ничем не замечательных духовных лиц (например, один из крупнейших лунных кратеров был назван Клавием в честь собрата-иезуита). Стремясь унизить лично ему ненавистного Галилея, Риччоли назвал именем великого ученого крошечный кратер диаметром всего около 15 километров. Зато для себя он не поскупился: диаметр кратера Риччоли составляет около 160 километров.

Какой объект лунной поверхности является самым ярким и какой самым темным?

Самым ярким объектом лунной поверхности является центральная горка кратера Аристарха, самым темным – дно кратера Гримальди.

В июле 2004 года по радио и телевидению неоднократно сообщалось, что в период предстоящего в этом месяце полнолуния лунный диск будет виден вдвое большим обычного, что обусловлено максимальным приближением Луны к Земле. Так ли это?

Лунная орбита действительно является не круговой, а эллиптической, то есть имеет некоторую вытянутость. В связи с этим расстояние от центра Земли до центра Луны изменяется в пределах от 356 410 (в перигее) до 406 700 (в апогее) километров. Если учесть, что средний радиус Земли составляет 6371 километр, а средний диаметр Луны равен 3475 километрам, то легко можно рассчитать, что видимый с поверхности Земли (топоцентрический) угловой диаметр Луны изменяется в пределах от 29,84 до 34,13 угловой минуты, то есть не более чем на 14 процентов. Кажущееся увеличение «вдвое больше обычного» Луны у горизонта (по сравнению с ее размером в зените) – следствие глубоко укоренившейся в механизмах нашего мозга иллюзии, вынуждающей нас воспринимать небо как приплюснутый купол. Эффект указанной иллюзии при наблюдении Луны над горизонтом практически не зависит от того, находится ли Луна в перигее или апогее своей околоземной орбиты.

Является ли Луна единственным естественным спутником Земли?

В 1961 году были обнаружены два слабосветящихся пылевых облака, являющихся своеобразными спутниками Земли. Они расположены в так называемых точках либрации системы Земля – Луна, то есть в противоположных вершинах двух равносторонних треугольников, у каждого из которых две остальные вершины совпадают с центрами Земли и Луны (треугольники имеют общую сторону – отрезок прямой между центрами Земли и Луны). Размеры облаков сравнимы с размерами Земли, но масса их составляет всего около 10 тысяч тонн. Плотность облаков составляет приблизительно одну пылинку массой в две сотых миллиграмма на один кубический километр! Угловой диаметр облаков равен приблизительно 10 градусам (примерно в 20 раз больше лунного). Обращаясь вокруг Земли, облака также вращаются с периодом около месяца вокруг своих центров, которые колеблются относительно точек либрации, удаляясь от них на расстояние до 10 угловых градусов (при наблюдении с Земли). Существование указанных пылевых облаков объясняют тем, что области вблизи либрационных точек системы Земля – Луна представляют собой нечто вроде гравитационных ловушек. Отдельные пылинки проводят в них продолжительное время и затем улетают, а в ловушки попадают новые частицы межпланетной пыли.

Какой из спутников планет Солнечной системы имеет плотную атмосферу?

Единственным из спутников планет Солнечной системы, обладающим плотной атмосферой, является Титан, спутник Сатурна. Толщина и непрозрачность атмосферы Титана в оптическом диапазоне привели к тому, что его долго считали самым большим спутником в Солнечной системе. Однако современные наблюдения в инфракрасном диапазоне показали, что радиус его поверхности значительно меньше предполагаемого. Атмосферное давление на поверхности Титана в 1,5 раза выше земного. Атмосфера Титана, как и земная, состоит главным образом из азота (85 процентов), в ней не более 6 процентов аргона и несколько процентов метана. В атмосфере Титана обнаружены следы по крайней мере 12 других органических соединений (этана, гидроксида цианина, двуокиси углерода и др.) и воды. Органические соединения образуются при разрушении метана солнечным светом (в верхних слоях атмосферы Титана, где метан преобладает). Этот процесс подобен образованию смога над большими городами, но слой над Титаном гораздо толще. По многим параметрам атмосфера Титана напоминает условия на Земле в тот ранний период ее развития, когда жизнь на ней только зарождалась.

У какой планеты Солнечной системы наибольшее количество спутников и у какой наименьшее?

Рекордсменом Солнечной системы по количеству спутников является гигант Юпитер, у которого 39 известных спутников. Полностью обделила природа в этом отношении Меркурий и Венеру.

Какой из спутников планет Солнечной системы имеет наиболее вытянутую орбиту, а какой наименее?

Наиболее вытянутую орбиту из спутников планет Солнечной системы имеет Нереида, спутник Нептуна. Эксцентриситет ее орбиты (0,7512) в 3,65 раза превышает эксцентриситет орбиты Меркурия, рекордсмена в этом отношении среди планет Солнечной системы. На звание спутника с орбитой, максимально близкой к круговой, претендуют Тефия (спутник Сатурна), Порция (спутник Урана) и Тритон (спутник Нептуна). Эксцентриситеты их орбит менее 0,0001.

Какой спутник планеты в Солнечной системе самый большой?

Самым крупным спутником в Солнечной системе является Ганимед, сопровождающий самую большую планету Юпитер. По своим размерам (диаметр 5268 километров) он превосходит даже планету Меркурий, однако по массе, составляющей 149 квинтиллионов тонн (квинтиллион – миллиард миллиардов), более чем вдвое уступает Меркурию.

Какой спутник планеты в Солнечной системе самый большой по сравнению со своей планетой?

Самым большим спутником в Солнечной системе относительно своей планеты является хорошо нам всем знакомая Луна. Диаметр Луны всего в 3,67 раза меньше земного. Однако до августа 2006 года самым большим спутником по сравнению со своей планетой считался Харон, спутник Плутона. Диаметр Харона составляет 1270 километров, что всего-навсего в 1,9 раза меньше диаметра Плутона, а соотношение масс Харона и Плутона равно 1:8 (для сравнения, соотношение масс Луны и Земли 1:81). Поэтому Плутон с Хароном часто называли двойной планетой. Еще несколько десятилетий назад о существовании Харона никто и не подозревал, он практически случайно был обнаружен в 1978 году. Просматривая фотоизображения Плутона, американские астрономы Дж. Кристи и Р. Харрингтон заметили, что крошечное светлое пятнышко, каким видна на снимках эта планета, выглядит слегка удлиненным. Перепроверив свое открытие, астрономы убедились, что у Плутона есть спутник. Лишь после выведения на околоземную орбиту телескопа «Хаббл» впервые было получено изображение, где четко видны и Плутон, и Харон. По цвету Харон несколько голубее, чем Плутон. Это может означать, что они образовались не из единого облака, а уже потом были сведены вместе неведомыми нам обстоятельствами. Об этом же может свидетельствовать и аномальная разница в средней плотности Плутона и Харона (планета приблизительно в 8 раз плотнее спутника). В августе 2006 года Плутон перестали считать планетой, а Харон – не только спутником планеты, но и спутником Плутона. Дело в том, что барицентр (центр масс) системы Плутон – Харон находится вне объема Плутона, а потому, с формализацией Международным астрономическим союзом в августе 2006 года понятия «планета», Плутон и Харон отныне считаются компонентами парной системы небесных тел.

Какой из спутников Солнечной системы дольше всех проходит свою орбиту?

Рекордсменом по продолжительности орбитального периода среди спутников планет Солнечной системы является Сетебос. Этот крошечный спутник Урана (диаметр около 30 километров) открыт в 1999 году. Сетебос совершает полный оборот вокруг планеты за 2345 земных суток.

У какого объекта Солнечной системы самые горячие недра (после Солнца)?

Объект Солнечной системы с самыми горячими недрами (если, конечно, не считать Солнца) – Ио. Этот спутник Юпитера, открытый еще Галилеем, по размерам и массе очень похож на нашу Луну. На Ио обнаружено более 100 действующих вулканов, причем активность некоторых из них поразительна. Например, из кратера вулкана Пиллан столб изверженных пород поднимался на высоту до 120 километров. Температура извергаемой лавы здесь превышала 1600 градусов Цельсия, что на 600 градусов выше температуры земной вулканической лавы. Магматические выбросы, представляющие собой сернистую базальтовую массу, покрыли площадь около 130 тысяч квадратных километров.

Какой объект Солнечной системы обладает самым высоким альбедо?

Альбедо – это отражательная способность поверхности какого-либо тела, характеристика его «белизны», показывающая, какую часть падающего на него света отражает данная поверхность. Самым высоким значением альбедо (0,99±0,06) в Солнечной системе обладает Энцелад, спутник Сатурна. При диаметре почти 500 километров Энцелад состоит преимущественно из водяного льда и имеет самую чистую в Солнечной системе ледяную поверхность, почти идеально белую, которая отражает более 90 процентов падающего на него солнечного света. Для сравнения: среднее альбедо Луны составляет всего 0,12 (лишь 12 процентов падающего на Луну света отражается и рассеивается ее поверхностью); альбедо воды – 0,05; зеленой травы – 0,26; песка – 0,3; чистого снега – 0,85.

Как выбирают названия для спутников планет Солнечной системы?

Как правило, названия спутников связаны с названиями планет, вокруг которых они обращаются. Так, спутники Марса Фобос (Страх) и Деймос (Ужас) названы именами свирепых сыновей-близнецов древнегреческого бога войны Ареса, отождествляемого с римским богом войны Марсом. В именах галилеевых спутников Юпитера воплощены имена возлюбленных главы олимпийских богов Зевса – царевен Ио и Европы и нимфы Каллисто, а также похищенного Зевсом и ставшего его виночерпием троянского царевича Ганимеда (как известно, культ Зевса слился с культом главного бога римлян Юпитера). Большинство негалилеевых спутников Юпитера также названы в честь персонажей греческой мифологии, так или иначе связанных с Зевсом: Метида – первая супруга громовержца, Адрастея – вскормившая младенца Зевса нимфа, Амальтея – коза, молоком которой был вскормлен младенец Зевс, и т. д. Имена персонажей греческих и римских мифов воплощены также в названиях спутников Сатурна, Нептуна и Плутона. Несколько иная традиция проявилась в названиях спутников Урана. Начало ей положил Уильям Гершель, открывший Уран и его первые два спутника. Гершель назвал их именами царя фей и эльфов Оберона и его жены Титании – персонажей пьесы У. Шекспира «Сон в летнюю ночь». Впоследствии окружение Урана пополнили маленький эльф Пэк, дух воздуха Ариэль, вечно юные Дездемона, Джульетта и Офелия, неблагодарная Корделия (младшая дочь короля Лира) и другие шекспировские персонажи. Пять спутников Урана, движущиеся вокруг планеты в обратном направлении, да к тому же имеющие аномально вытянутые орбиты, получили имена явно отрицательных героев шекспировской драмы «Буря»: дикого уродливого раба Калибана и его матери, «от лет и злобы скрюченной» Сикораксы, их бога Сетебо-са, повелителя духов Просперо (бывшего герцога Миланского) и пьяницы-дворецкого Стефано, захотевшего стать королем острова. И лишь два спутника Урана не являются «шекспировскими», а связаны с поэмой английского поэта Александра Попа «Похищение локона». Эти спутники названы именами главной героини Белинды и мрачного и горестного духа Умбриэля.

Кто и когда открыл спутники Марса?

Спутники Марса (Фобос и Деймос) впервые открыл американский астроном Асаф Холл (1829–1907) в 1877 году. Самое поразительное, однако, состоит в том, что наличие у Марса именно двух спутников предсказали еще в середине XVIII века английский писатель Джонатан Свифт (1667–1745) и французский философ Вольтер (1694–1778). Рассказывая в знаменитых «Путешествиях Гулливера» о достижениях лапутян в области астрономии, Свифт сообщает, что «они открыли две маленькие звезды или два спутника, обращающиеся около Марса». В связи с этим имена Свифта и Вольтера присвоены двум кратерам на Деймосе. Менее известен, но не менее интересен тот факт, что в грузинском эпосе, восходящем к середине XVI века, весьма точно (значительно точнее, чем в «Путешествиях Гулливера») указан один из параметров орбиты Деймоса: «На небе этой звезды [Марса] находится еще одна звезда, длина орбиты которой равна 50 280 эджи», что при переводе в современные единицы длины составляет около 150 тысяч километров (1 эджи равен примерно 3 километрам). Длина орбиты Деймоса, по современным данным, равна 147 323 километрам.

Какой спутник обгоняет свою планету в ее вращении вокруг собственной оси?

Этим уникальным свойством обладает лишь один из спутников планет Солнечной системы – Фобос, спутник Марса. Фобос совершает полный оборот вокруг Марса за 7 часов 39 минут и 14 секунд, а планета оборачивается вокруг собственной оси за 24 часа 37 минут и 23 секунды. Он восходит и заходит на марсианском небе два раза в течение суток, при этом восходит на западе, а заходит – на востоке.

Какое свойство Япета, спутника Сатурна, стало одной из основ знаменитого романа Артура Кларка «Космическая одиссея 2001 года»?

Уникальная особенность Япета, третьего по величине спутника Сатурна, состоит в том, что одно его полушарие на порядок (приблизительно в 10 раз) светлее другого. Указанный феномен был замечен еще итальянским астрономом Джованни Кассини (1625–1712), открывшим Япет в 1671 году, а затем подтвержден при пролетах вблизи Сатурна космических аппаратов «Вояджер-2» (1981) и «Кассини» (2004). Эту особенность Япета использовал мэтр научной фантастики Артур Кларк в своем знаменитом романе «Космическая одиссея 2001 года» (1968). Герой этого романа Дейвид Боумен, приблизившись к Япету на космическом корабле, увидел в его экваториальной области «ослепительно белый овал размером приблизительно триста на шестьсот километров». Наличием этого овала и объяснялась в романе разница в яркости полушарий Япета. В центре этого белого «ока» Боумен заметил черную точку, которая при приближении к Япету оказалась загадочным черным монолитом – «Звездными Вратами». Весьма любопытно, что спустя 13 лет, когда «Вояджер-2» сфотографировал Япет, на снимке была четко видна огромная почти круглая область с черным пятном в центре. Известный астрофизик Карл Саган, участвовавший в обработке снимков от «Вояджера-2», отправил фотографию Артуру Кларку с припиской «Подумать только!».

Как быстро Харон перемещается над поверхностью Плутона?

Орбитальный период Харона в его обращении вокруг Плутона составляет 6,37825 земных суток, а период вращения Плутона вокруг собственной оси равен 6,3872 земных суток. Поэтому Харон практически «висит» над одной и той же точкой (точнее, за земные сутки смещается на 4,7 угловой минуты, за плутонианские сутки – на половину углового градуса). Промежуток времени между двумя последовательными восхождениями Харона над плутонианским горизонтом составляет около 12,5 земного года.

Почему Христиан Гюйгенс был уверен, что на Юпитере имеются огромные плантации конопли?

Нидерландский механик, физик и математик Христиан Гюйгенс, имеющий также большие заслуги в области астрономии, был сыном своего времени, а потому искренне верил в целесообразность всех деталей мирового устройства как Божьего творения. Главное назначение Луны, считали современники Гюйгенса, состоит в том, чтобы обеспечивать необходимые морякам приливы и отливы. Поэтому совершенно очевидно, полагал Гюйгенс, что наличие у Юпитера четырех (открытых Галилеем) спутников свидетельствует о широком распространении мореплавания на этой планете. Но корабль того времени был немыслим без большого количества парусов и канатов, основным сырьем для производства которых являлась пенька – грубое лубяное волокно из стеблей конопли. А значит, рассуждал Гюйгенс, на Юпитере обязательно имеются огромные плантации этого растения.

Как образовался пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера?

Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс шириной 100–300 миллионов километров, образованный несколькими десятками тысяч каменистых тел – астероидов. Они обращаются вокруг Солнца, проходя свою орбиту за 3–6 лет. Большая часть из них неправильной формы с размерами от нескольких сантиметров до 100 километров. Существует две гипотезы происхождения астероидов. По одной гипотезе, астероиды – это остатки планеты, расколовшейся в результате некой катастрофы – например, столкновения с другим массивным телом. Эта гипотетическая планета получила название Фаэтон. О времени ее разрушения, как утверждают сторонники гипотезы, свидетельствует Луна: 4 миллиарда лет назад на нее обрушился шквал обломков Фаэтона, отчего образовались гигантские ударные кратеры диаметром до 1000 километров. Такие же обломки летели и к Земле, но они разрушились в ее плотной атмосфере. Сторонники другой гипотезы происхождения астероидов считают их своего рода планетами, оказавшимися на их нынешних орбитах из-за интенсивных гравитационных процессов вблизи Юпитера.

Каким объектам Солнечной системы принято давать имена героев Троянской войны?

Имена героев Троянской войны носят представители двух групп астероидов, не входящих в основной пояс астероидов, а обращающихся вокруг Солнца на таком же расстоянии, что и Юпитер, причем их расстояния от Солнца и от Юпитера равны между собой, а периоды обращения равны периоду обращения Юпитера. В настоящее время известно более 1000 таких астероидов, называемых троянцами. Половина из них движется на 60 угловых градусов впереди Юпитера, а другая половина – на таком же расстоянии позади. В первую группу входят «греки» Агамемнон, Ахиллес, Аякс, Диомед, Менелай и др., во вторую – «троянцы» Приам, Эней, Анхис, Гелен, Агенор и др.

В чем состоит правило Тициуса – Боде и как оно соблюдается?

Правило Тициуса – Боде отражает эмпирически установленную немецким физиком и математиком И. Д. Тициусом (1729–1796) и получившую всеобщую известность благодаря работам директора Берлинской обсерватории И. Э. Боде (1747–1826) зависимость между расстояниями планет от Солнца. По правилу Боде – Тициуса, выраженные в астрономических единицах расстояния Меркурия, Венеры, Земли, Марса, средней части кольца астероидов, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона от Солнца (Нептун выпадает из этой зависимости) получаются следующим образом. К каждому числу последовательности 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384, образующей, начиная с 3, геометрическую прогрессию, прибавляется число 4, а затем все числа делятся на 10. Полученная новая последовательность чисел: 0,4; 0,7; 1,0; 1,6; 2,8; 5,2; 10,0; 19,6; 38,8 – представляет расстояния от Солнца (в астрономических единицах) перечисленных тел Солнечной системы. Как выполняется это правило, можно проиллюстрировать нижеприведенной таблицей, в которой КА – кольцо астероидов, а R и 11ф – теоретическое (соответствующее правилу Тициуса – Боде) и фактическое среднее расстояние объекта от Солнца (табл. 1).

Таблица 1

Удовлетворительного теоретического объяснения этой эмпирической зависимости пока нет.