Текст книги "Астрономия без преград. Увлекательные научные факты, истории, наблюдения"

№ 14
Без пальто, но в шляпе. Снежные шапки Марса

Марс – Красная планета, занимающая в Солнечной системе место сразу за Землей. Почему она такого яркого цвета? Поверхность Марса покрыта слоем железной пыли, которая окисляется, ржавеет, и поэтому имеет красноватый оттенок. Солнечные лучи, отражаясь от нее, приобретают такой же цвет.

По многим характеристикам Марс напоминает Землю: день на Красной планете длится почти столько же, сколько земной: 24 часа 37 минут. Правда, год в два раза длиннее – 687 дней. У Марса тоже есть естественные спутники, их два, Фобос и Деймос. Из всех планет Солнечной системы температура на Марсе самая близкая к земной, хотя назвать ее благоприятной очень трудно. Днем поверхность красной планеты может «прогреваться» до —30 °C, ночью она охлаждается до —80 °C. На Марсе, как и на Земле, есть смена времен года. Марсианской зимой настолько холодно, что часть углекислого газа, из которого состоит атмосфера, замерзает и оседает на поверхности планеты, покрывая ее коркой сухого льда.

На Марсе присутствует вода, правда, в замороженном состоянии, в виде больших ледяных шапок на полюсах планеты. Если они вдруг растают, то затопят всю планету, она будет покрыта 30-метровым слоем воды. Но при существующих условиях растаять лед не может, слишком холодно.

На Марсе есть низменности, довольно большие по размерам. Существует версия, что когда-то они были морским дном. Это одно из возможных доказательств того, что когда-то на Красной планете была вода, сохранившаяся сегодня лишь в виде ледяных шапок. Другое доказательство – галька, которая выглядит так, как будто ее миллионы лет обтачивала вода.

Герои и смельчаки проложат первые воздушные тропы трасс: Земля – орбита Луны, Земля – орбита Марса и еще далее: Москва – Луна, Калуга – Марс.

– Константин Циолковскии

№ 15
Марсиане, ах! Есть ли жизнь на Марсе

Марс считается самой перспективной планетой в смысле существования на ней жизни. Конечно, никаких марсиан с лысыми черепами и огромными глазами там нет, но ученые надеются обнаружить признаки простейших форм жизни.

В XIX веке считалось, что на Марсе есть система каналов, созданная древней цивилизацией. Но на снимках, сделанных космическими аппаратами, исследователи никаких каналов не обнаружили.

Тем не менее теория существования жизни на Марсе в далеком прошлом, когда условия на планете были более благоприятными, не потеряла своей актуальности.

Ученые по сей день исследуют пробы марсианского грунта, его атмосферу, магнитные поля и т. д. Некоторые факты дают им возможность предполагать наличие на планете органической материи.

В середине 1990-х годов в руки ученых попал метеорит, прилетевший на Землю с Марса. Детальное исследование позволило обнаружить в нем очень мелкие минеральные структуры, которые можно было бы принять за остатки древних микроорганизмов. Мнения исследователей разделились: одни считали, что это свидетельство существования каких-то форм жизни, обитавших на Красной планете в древности, другие приводили убедительные доказательства того, что это ошибка.

Сегодня Марс исследуют прекрасно оснащенные космические аппараты, сделавшие множество удивительных открытий. Прямых доказательств наличия каких бы то ни было форм жизни пока не обнаружено, но найдено множество фактов, которые можно интерпретировать в пользу этой гипотезы.

Через несколько лет путешествие на Марс будет не более сложно, чем перелет из Москвы в Берлин.

– Алексей Толстой

№ 16
Планета – это жидкость. Газовые гиганты

Юпитер и Сатурн – самые крупные из всех планет Солнечной системы. Их легко можно увидеть в телескоп, и они представляют собой великолепное зрелище, Сатурн с его кольцами и Юпитер с его спутниками.

У этих гигантов много общего: они состоят из водорода и гелия, как и Солнце, обе планеты имеют атмосферу и покрыты облаками из мелких частиц водяного льда и аммиака. Приблизительно такую же структуру имеют перистые облака на нашей Земле.

Эти планеты не только очень большие, но и очень тяжелые. Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, а масса Сатурна – в 95 раз. Сила тяжести на гигантах огромна, так же как и давление в атмосфере. Если бы астронавты смогли спуститься на Юпитер или Сатурн, то спуск напоминал бы погружение в глубины океана.

Правда, кроме давления, по мере приближения к поверхности увеличивалась бы и температура. В верхних слоях атмосферы температура очень низкая: на Юпитере —149 °C, а на Сатурне —178 °C. А внутри тела планеты она приблизительно такая же, как на Солнце.

В отличие от Земли, Юпитер и Сатурн энергетически не полностью зависят от Солнца. Эти планеты самостоятельно генерируют энергию почти в таком же количестве, в каком получают ее от светила. Сила тяжести сжимает газ, из которого они состоят, в результате он нагревается и выделяется тепло. Оно идет изнутри наружу, и на поверхности постоянно создаются воздушные потоки: ветры, ураганы, бури. Водород в атмосфере Юпитера и Сатурна находится под таким сильным давлением, что ведет себя, как жидкий металл, создавая магнитные поля, простирающиеся далеко в космос.

Среди монотонности обыденности лишь немногие ощущают реальность Космоса.

– Николаи Рерих

№ 17
Заместитель Солнца. Юпитер

Масса Юпитера в три раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых. Если бы Солнце вдруг исчезло, планеты стали бы вращаться вокруг Юпитера, и он стал бы центром собственной системы. Юпитер и сам мог бы стать Солнцем, вернее, настоящей звездой. Для этого нужно лишь, чтобы его масса увеличилась в 80 раз, тогда температура и давление в его центре достигли бы величин, необходимых для начала ядерного синтеза. По всем остальным характеристикам он вполне подходит на роль светила.

Планета представляет собой гигантский шар из газа, который вращается с очень высокой скоростью. Сутки Юпитера длятся около 10 часов. Из-за такого быстрого вращения над его поверхностью постоянно образуются полосы из облаков, которые можно наблюдать в телескоп. На самом деле, из-за этих облаков сама планета практически не видна: астрономы наблюдают верхний облачный слой, а не поверхность.

К югу от середины планеты располагается образование, задавшее астрономам немало загадок – Большое красное пятно. Это гигантский ураган, размером с нашу Землю, который вращается против часовой стрелки.

Пятно было открыто в 1664 году, с тех пор его размеры и форма немного изменились. По поводу его происхождения существует немало гипотез и теорий, по одной из них красный цвет – это соединения, содержащие фосфор.

По последним данным, у Юпитера обнаружено 67 спутников, но их может быть и больше, просто не все еще открыты. Наиболее известны самые крупные из спутников: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. У Юпитера, так же как и Сатурна, есть кольца. Но они тусклые и увидеть их с Земли, даже в телескоп, очень сложно.

Юпитер, ты сердишься – значит, ты не прав.

– Лукиан Самосатский

№ 18
Ветреный, но окольцованный. Сатурн

Сатурн известен, прежде всего, своей главной достопримечательностью – кольцами. Астрономы-любители обожают эту планету, ведь ее можно разглядеть даже в не самый мощный телескоп. Издалека кажется, что кольцо у Сатурна одно, а на самом деле их четыре – три основных, широких, и четвертое, очень тонкое. Кольца состоят из обломков льда с примесями различных элементов, размером от 1 сантиметра до 10 метров.

Не раз астрономы думали, что кольца Сатурна исчезли. Впервые судьбой колец обеспокоился Галилей, который их и открыл. Гораздо позже, в 1921 году, появился слух, что кольца разрушились и их обломки несутся на Землю. В действительности кольца Сатурна оставались на своем месте, просто они повернулись к Земле ребром, и увидеть их при помощи несовершенных приборов было невозможно. Ведь толщина колец по космическим меркам очень мала – от нескольких десятков до нескольких сотен метров. При том что их диаметр составляет 250 000 километров.

Вторая по величине планета в Солнечной системе знаменита своими ветрами, ураганами и бурями. Скорость ветра на Сатурне может достигать 1800 км/ч. На Земле представить такое просто невозможно, ветер бы моментально все разрушил. Но на Сатурне разрушать нечего, поэтому ветрам раздолье.

Самый крупный из 62 спутников Сатурна, Титан, представляет собой очень интересный объект для изучения. Астрономы считают, что условия, существующие на нем сейчас, очень напоминают те, что были на Земле в момент зарождения жизни, более 4 миллиардов лет назад. У Титана есть атмосфера, на его поверхности имеется вода, так что вполне возможно, что в ближайшие миллионы лет на нем зародятся первые микроорганизмы.

Возможность случайного, стихийного зарождения жизни подобна тому, как если бы энциклопедический словарь возник в результате взрыва в типографии.

– Эдвин Конклин

№ 19
Настоящий хоровод. 67 спутников Юпитера

Мы привыкли, что на небе одна Луна, так как Земля имеет единственный, хотя и очень большой, спутник. Это скорее исключение, чем правило. Другие планеты окружены гораздо большим количеством сопровождающих.

У Юпитера, к примеру, целый хоровод естественных спутников – 67. Четыре самых крупных – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто – открыл еще Галилей, и это не удивительно: они настолько велики, что при благоприятных условиях видны даже в обычный школьный телескоп.

Ганимед – спутник-гигант, самый крупный из всех спутников Солнечной системы. Так же как наша Луна, Ганимед покрыт многочисленными кратерами и трещинами от ударов с метеоритами. Каллисто во многом на него похож, но меньших размеров и, возможно, прячет в своих недрах соленый океан – на это указывает магнитное поле спутника. На Ио разместилось множество действующих вулканов. Спутник просто залит горячей фонтанирующей магмой и застывшей лавой разных оттенков, от желтого до красного и коричневого.

Европа может похвастаться очень редким для спутника отличием – огромным океаном, по объему превосходящим Мировой океан нашей планеты. Его глубина достигает невиданной величины – 90 километров. Океан покрыт коркой льда, но ученые предполагают, что внутри он никогда не замерзает и, возможно, там есть простейшие формы жизни.

Малые спутники Юпитера – это каменные глыбы неправильной формы, напоминающие астероиды. Одни вращаются по часовой стрелке, другие – в обратную сторону. Но друг с другом они не сталкиваются, у каждого имеется своя выделенная полоса движения – орбита.

Двенадцать тысяч лун за одну луну когда-то, не слишком ли это много?

– Михаил Булгаков

№ 20
Горячее сердце под коркой льда. Ледяные гиганты

Уран и Нептун, самые удаленные планеты Солнечной системы, во многом похожи на Юпитер и Сатурн – они тоже гиганты, тоже состоят из газа и имеют атмосферу схожего состава. Но есть у этой парочки и отличия: они меньше и плотнее, их поверхность представляет собой комбинацию каменистых и ледяных глыб – за это они и получили прозвище «ледяные гиганты».

Внутри этих планет есть вода, и она находится вовсе не в замороженном состоянии, как можно было бы подумать, учитывая низкую температуру Урана и Нептуна. Из-за экстремально высокого давления лед внутри этих гигантов превратился в горячую жидкость! Но с химической точки зрения это все-таки лед, а не вода.

Уран и Нептун имеют почти одинаковый размер (в четыре раза больше Земли), но отличаются массой. Уран в 14,5 раза тяжелее, чем наша планета, Нептун – в 17,5 раза. Как и у других газовых гигантов, у обеих планет есть кольца и спутники.

№ 21
Его предсказали математики. Нептун

Как обычно происходит открытие новой планеты? Правильно, астрономы обнаруживают ее, наблюдая за звездным небом в телескоп. Нептун стал исключением из правил – своим открытием планета обязана математике.

Еще в XIX веке ученые заметили, что орбита Урана в некоторых местах искривляется. Самым простым объяснением этого явления было бы существование еще одной планеты, которая вращается вокруг Солнца за Ураном. Орбита неизвестной планеты была математически рассчитана, хотя ее саму еще никто не видел. Знаменательное открытие произошло в 1846 году, планета получила имя римского бога морей Нептуна – за свой синий цвет.

Физическими характеристиками Нептун очень напоминает Уран, но он немного меньше и тяжелее. Планета успевает обернуться вокруг своей оси за 16 часов, но год на Нептуне длится очень долго – 165 земных лет.

Атмосфера Нептуна вращается не совсем синхронно с самой планетой: экваториальные области совершают оборот за 18 часов, полярные – за 12. Поэтому на Нептуне свирепствуют очень сильные ветры, их скорость достигает 2100 км/ч.

Вокруг Нептуна вращаются 14 спутников, самый знаменитый из них – Тритон. Он прославился потому, что вращается в направлении, обратном направлению вращения всех остальных спутников и самого Нептуна. Возможно, причина такого поведения в том, что когда-то Тритон был маленькой планетой, движущейся по собственной орбите, но оказался в районе притяжения Нептуна, был захвачен и стал спутником.

Ученые рассчитали, что Тритон постепенно приближается к Нептуну и через много миллионов лет приблизится настолько, что будет разрушен, а из его материи образуются кольца, подобные тем, что существуют на Сатурне.

Математика для ученого – то же самое, что скальпель для анатома.

– Нильс Абель

№ 22
Разжалованная планета. Плутон

Долгое время, с момента открытия в 1930 году и до 2006 года, Плутон считался девятой планетой Солнечной системы, но недавно его лишили этого статуса. Теперь он относится к карликовым планетам и транснептуновым объектам – так называют тела, которые вращаются вокруг Солнца по более удаленной орбите, чем Нептун.

Среди транснептуновых объектов, количество которых достигает полутора тысяч, Плутон – самый крупный. Одновременно с этим Плутон является крупнейшей из карликовых планет. За что же его разжаловали? В момент его открытия астрономы не знали о существовании карликовых планет и транснептуновых объектов, они считали Плутон уникальным. Теперь же известно, что в Солнечной системе он такой не один.

Плутон, действительно, очень маленькая планета. По объему Плутон в три раза меньше нашей Луны, а по массе – в пять раз. На его поверхности как раз уместилась бы Россия.

Плутон – каменистая заледеневшая планета с разряженной атмосферой. Температура на его поверхности —223 °C. У Плутона самая вытянутая орбита из всех планет Солнечной системы. Он то приближается к Солнцу на 4,4 миллиарда километров, то удаляется от него на 7,4 миллиарда. В определенные моменты Плутон находится ближе к Солнцу, чем Нептун, и на некоторое время становится восьмой планетой. Так было, к примеру, с 1979 по 1999 год.

Естественный спутник Плутона, Харон, всего лишь в два раза меньше самой планеты. Это уникальное для Солнечной системы соотношение, поэтому некоторые астрономы предлагают считать эту систему двойной планетой Плутон-Харон. Плутон поворачивается вокруг своей оси за 9 часов, и за это же время вокруг него делает оборот Харон. Поэтому они повернуты друг к другу всегда одной и той же стороной.

Наука – сила, она раскрывает отношения вещей, их законы и взаимодействия.

– Александр Герцен

№ 23
Нас мало, но мы в тельняшках! Карликовые планеты

За последние десятилетия в астрономии были совершены сотни потрясающих открытий. Многие взгляды и представления изменились, и в 2006 году ученые решили пересмотреть один из ключевых терминов астрономии – термин «планета». Теперь планетой считается объект, который соответствует трем требованиям: вращается вокруг Солнца; благодаря достаточной массе имеет форму, близкую к шару; орбита его движения свободна от других космических тел.

Те объекты Солнечной системы, которые отвечают двум первым требованиям, но из-за малой массы и гравитации не могут расчистить свою орбиту, решено было называть карликовыми планетами. Так Плутон перестал быть обычной планетой и стал карликовой. И он такой не один. На сегодняшний день в Солнечной системе имеется пять официально признанных карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида.

Самая маленькая, Церера, раньше считалась крупным астероидом, что неудивительно – она находится в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Самая массивная, хоть и не самая крупная (пальму первенства по размеру держит Плутон) – Эрида. Она наиболее удалена от Солнца и была открыта совсем недавно, в 2005 году.

В то же самое время была обнаружена карликовая планета Макемаке, получившая свое имя в честь бога изобилия, почитаемого жителями острова Пасхи. Последняя, Хаумеа, имеет необычную эллипсовидную форму и вращается быстрее всех крупных тел в Солнечной системе.

Пока карликовых планет всего пять, но астрономы уверены: к этой категории могут быть причислены еще десятки или даже сотни уже обнаруженных и еще не открытых объектов.

Случайные открытия делают только подготовленные умы.

– Блез Паскаль

№ 24
Большие космические картофелины. Астероиды

В переводе с греческого «астероид» означает «подобный звезде». Эти объекты назвали так потому, что на небе они выглядят как маленькие светящиеся звездочки. Но вблизи они совсем не похожи на звезды: астероиды выглядят как необработанные каменные глыбы со скругленными краями. Больше всего они напоминают огромные космические картофелины.

Чем же они отличаются от планет? В первую очередь, размером. Хотя некоторые астероиды довольно крупные, но все они гораздо меньше, чем планеты. Кроме того, у астероидов нет атмосферы, и они имеют простую однородную структуру, в отличие от планет, у которых есть ядро, мантия, поверхность.

Астероиды содержат металлы и каменистые породы, поэтому столкновение их между собой или с другими планетами – это настоящая авария. Иногда столкнувшиеся астероиды просто разлетаются на куски!

№ 25
Не отрывайся от коллектива! Скопления астероидов

По последним данным, в Солнечной системе обнаружено около 670 тысяч астероидов, и постоянно открывают новые. Это не так уж и много, как может показаться, – если собрать все астероиды вместе и слепить из них одно космическое тело, его объем не достигнет даже половины объема Луны.

Большая часть астероидов Солнечной системы находится между Марсом и Юпитером, в так называемом Главном поясе астероидов. Они расположены совсем не густо: стоя на одном из астероидов невооруженным глазом можно увидеть максимум еще один-два.

Меньшая часть астероидов расположилась на более удаленном от Солнца расстоянии, возле орбит Нептуна и Плутона. Это скопление небесных тел называется Пояс Койпера. Но не все астероиды держатся группой, есть и одиночки, которые самостоятельно путешествуют по Солнечной системе, по своим эллиптическим орбитам.

№ 26
Когда загадывать желание? Метеоры и метеориты

В небе над нашей планетой происходит много интересного: проносятся кометы и метеорные тела, мелькают вспышки метеоров и болидов, падают метеориты. Как разобраться во всех этих явлениях?

Это не так уж сложно. Все знают: если видишь падающую звезду, нужно загадать желание. О том, что падают на самом деле вовсе не звезды, тоже слышали очень многие. Что же сыплется на нас с неба? Для начала нужно разобраться с терминологией, которая на первый взгляд кажется немного запутанной.

Итак, метеороид, или метеорное тело, – это космический объект, движущийся по своей орбите и попавший в атмосферу Земли. Чаще всего метеороидами бывают осколки астероидов или комет, в редких случаях это обломки Луны или Марса. Метеороиды занимают промежуточное положение между астероидами и космической пылью.

Метеор – это не предмет, а явление. Метеором называют вспышки света и другие явления, которые происходят при прохождении метеороидом земной атмосферы. Очень яркий метеор называется болидом. Наконец, мы добрались до метеорита. Что же называют этим термином? Метеорит – это твердое космическое тело, упавшее на поверхность крупного небесного объекта.

Проще говоря, пока обломок астероида или кометы находится в атмосфере, он называется метеороидом. Если он сгорит, то так им и останется, а вот если достигнет земли, то станет метеоритом. Получается, что падающие звезды – это метеороиды.

Иногда метеорное тело не просто горит, а взрывается и распадается на несколько частей, каждая из которых падает самостоятельно. В этом случае можно увидеть потрясающее по красоте явление – метеоритный дождь.

Если бы ангелы играли в бильярд, ни одна звезда не осталась бы на своем месте.

– Рамон Гомес де ла Серна