Планети-гіганти

РЕФЕРАТ.

ПО АСТРОНОМИИ.

НА ТЕМУ:

" Планети-гіганти «.

Роботу виконав учень 11 «Б «класу середньої школи № 4.

Фомін Максим.

Перевірила Типтярева У. В.

Мытищи, 2001 год.

План.

1. Планети-гіганти 2. Відмінність планет-велетнів від планет земної групи 3. Юпитер

. Загальна характеристика.

. Атмосфера.

. Кільце Юпитера.

. Внутрішні і його зовнішні супутники Юпітера 4. Сатурн.

. Атмосфера і хмарний слой.

. Магнітні властивості Сатурна.

. Кольца.

. Супутники Сатурна 5. Уран.

. Загальні сведения.

. Історія открытия.

. Особливості обертання Урана.

. Щодо хімічного складу, фізичні умови й будову Урана.

. Кільця Урана.

. .Магнитосфера.

. Супутники Урана 6. Нептун.

. Загальні сведения.

. Історія открытия.

. Щодо хімічного складу, фізичні умови і внутрішнє строение.

. Супутники Нептуна.

. Кільця Нептуна.

. Магнитосфера.

7. Список використаної литературы.

ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ.

Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун представляють юпитерову групу планет, чи групу планет-велетнів, хоча раніше їх великі діаметри не єдина риса, яка відрізняє ці планети від планет земної групи. Планети-гіганти мають невелику щільність, короткий період добового обертання і, отже, значне стиснення у полюсів; їх видимі поверхні добре відбивають, чи, інакше кажучи, розсіюють сонячні лучи.

Вже досить давно встановили, що атмосфери планет-велетнів складаються з метану, аміаку, водню, гелію. Смуги поглинання метану і аміаку в спектрах великих планет видно у безлічі. Причому переходити від Юпітера до Нептуну метанові смуги поступово посилюються, а смуги аміаку слабшають. Більшість атмосфер планет-велетнів заповнена густими хмарами, з яких простирається досить прозорий газовий шар, де «плавають» дрібні частки, мабуть, кристалики замерзлих аміаку і метана.

Цілком природно, що з планет-велетнів найкраще вивчені дві найближчі до нас — Юпітер і Сатурн.

Оскільки Уран і Нептун нині різноманітні привертають до собі особливого уваги учених, зупинимося докладніше на Юпітер та Сатурні. До того ж значної частини питань, які можна вирішити у зв’язку з описом Юпітера і Сатурна, належить і і до Нептуну.

Юпітер є одним із найбільш дивних планет Сонячної системи, і ми приділяємо йому значно більше уваги, ніж Сатурну. Надзвичайним в планеті не її смугасте тіло з досить швидким переміщенням темних смуг річок і зміною їх ширини і величезне червоне пляма, діаметр якого близько 60 тис. км., змінює раз у раз свій колір і яскравість, і, нарешті, на її «панує» за розміром та масі становище у планетної сім'ї. Надзвичайне у тому, що Юпітер, як показали радіоастрономічні спостереження, є джерелом як теплового, а й нетеплового радіовипромінювання. Взагалі для планет, яким притаманні спокійні процеси, нетепловое радіовипромінювання є неожиданным.

Те, що Венера, Марс, Юпітер і Сатурн є джерелом теплового радіовипромінювання, тепер твердо встановлено й у учених ніякого сумніви. Це радіовипромінювання повністю збігаються з тепловим випромінюванням планет і є «залишком», а точнее-низкочастотным «хвостом» теплового спектра нагрітого тіла. Оскільки механізм теплового радіовипромінювання добре відомий, такі спостереження дозволяють вимірювати температуру планет. Теплове радіовипромінювання реєструється з допомогою радіотелескопів сантиметрового діапазону. Вже перші спостереження Юпітера хвилі 3 див дали температуру радіовипромінювання ті ж самі, як і радиометрические спостереження інфрачервоних променях. У середньому ця температура становить близько- 150 °C. Проте, буває, що відхилення від цього середньої температури досягають 50−70, інколи ж 140 °C, як, наприклад, у квітні - травні 1958 р. На жаль, поки що не з’ясувати, чи пов’язані цих відхилень радіовипромінювання, спостережувані в одній і тієї ж хвилі, з обертанням планети. І йдеться, очевидно, в тому, що кутовий діаметр Юпітера вдвічі менше найкращою роздільної здатності найбільших радіотелескопів І що, отже, неможливо спостерігати частини поверхні. Існуючі спостереження ще нечисленні у тому, аби цей ці вопросы.

Що ж до труднощів, що з низькою роздільну здатність радіотелескопів, зате стосовно Юпітера можна спробувати їх обійти. Потрібно лише надійно встановити підставі спостережень період аномального радіовипромінювання, і потім порівняти його з періодом обертання окремих зон Юпітера. Пригадаємо, що період 9 годину. 50 хв., — це обертання його екваторіальній зони. Період для зон поміркованих широт п’ять — 6 хв. більший (взагалі поверхні Юпітера налічується до 11 течій з різними периодами).

Отже, подальші спостереження можуть призвести нас остаточне результату. Питання зв’язку аномального радіовипромінювання Юпітера з періодом його обертання має чимале значення. Якщо, наприклад, з’ясується, що джерело цього випромінювання не пов’язані з поверхнею Юпітера, то виникне потреба у більш старанних пошуках його зв’язки й з сонячної активностью.

Не недавно співробітники Каліфорнійського технологічного інституту Ракхакришнан і Робертс спостерігали радіовипромінювання Юпітера на дециметрових хвилях (31 див). Вони використовували интерферометр з цими двома параболічними дзеркалами. Це й дозволило їм розділити кутові розміри джерела, який є кільце у площині екватора Юпітера, діаметром близько трьох діаметрів планети. Температура Юпітера, яку визначили на дециметрових хвилях, виявилася надто високій у тому, щоб було вважати природу джерела цього радіовипромінювання теплової. Вочевидь, ось ми маємо працювати з випромінюванням, що відбувається від заряджених частинок, захоплених магнітним полем Юпітера, і навіть сконцентрованих поблизу планети завдяки значному гравітаційному полю.

Отже, радіоастрономічні спостереження стали потужним способом дослідження фізичних умов у атмосфері Юпитера.

Ми коротко розповіли про два види радіовипромінювання Юпітера. Це вперших, переважно теплове радіовипромінювання атмосфери, яке спостерігається на сантиметрових хвилях. По-друге, радіовипромінювання на дециметрових хвилях, має, цілком імовірно, нетепловую природу.

Зупинимося коротко третьому вигляді радіовипромінювання Юпітера, яке, як згадувалося, є незвичним для планет. Цей вид радіовипромінювання має також нетепловую природу і реєструється на радіохвилях у кілька десятків метров.

Ученим відомі інтенсивні шумові бурі й сплески «обуреного» Сонця. Інший добре відомий джерело такого радіовипромінювання — це звана Крабовидная туманність. Відповідно до уявленню про фізичних умовах перетворюється на атмосферах і поверхнях планет, яке до 1955 р., хто б сподівався, що тільки одне з планет може «дихати» на зразок різних за природі об'єктів — Сонця чи Крабовидної туманності. Тому дивно, що коли 1955 р. спостерігачі за Крабовидної туманністю зареєстрували дискретний джерело радіовипромінювання перемінної інтенсивності, де вони відразу зважилися віднести його за рахунок Юпітера. Але будь-якого іншого об'єкта у цьому напрямі виявлено було, тому всю «провину» за виникнення досить значного радіовипромінювання наприкінці кінців поклали на Юпитер.

Характерною ознакою випромінювання Юпітера і те, що радиовсплески тривають недовго (0,5 — 1,5 сек.). Тож у пошуках механізму радіохвиль у разі доводиться виходити із припущення або про дискретному характері джерела (подібного розрядам), або про досить вузької спрямованості випромінювання, якщо джерело діє безупинно. На одній із можливі причини походження радиовсплесков Юпітера пояснювала гіпотеза, відповідно до якої атмосфері планети виникають електричні розряди, схожі на блискавку. Та з’ясувалося, що з освіти настільки інтенсивних радиовсплесков Юпітера потужність розрядів мусить бути майже мільярд разів більшою, ніж Землі. Це означає, що, якщо радіовипромінювання Юпітера виникає завдяки електричним розрядам, то ті винні носити зовсім інший характер, ніж які під час грози Землі. Серед інших гіпотез заслуговує на увагу припущення, що Юпітер оточений іоносферою. І тут джерелом порушення ионизованного газу з частотами 1 — 25 мгц може бути ударні хвилі. Щоб така модель із періодичними короткочасними радиовсплесками, слід зробити те, що радіовипромінювання відбуває о світове простір у межах конуса, вершина якого збігаються з становищем джерела, а кут у вершини становить близько сорока°. Ймовірно також, що ударні хвилі викликаються процесами, що відбуваються лежить на поверхні планети, чи конкретніше, що на таке ми маємо справу з проявом вулканічної діяльності. У зв’язку з цим слід переглянути модель внутрішнього будівлі планет-велетнів. Що ж до остаточного розв’язання механізму походження низькочастотного радіовипромінювання Юпітера, то у відповідь це запитання слід зарахувати до майбутньому. І ось можна сказати лише те, що джерела цього випромінювання виходячи з спостережень протягом максимально восьми років не змінили свого становища на Юпітері. Отже, напевно, що вони пов’язані з поверхнею планеты.

Отже, радионаблюдения Юпітера останнім часом стали однією з найефективніших методів вивчення цієї планети. І хоча, як і часто трапляється за початок нової етапу досліджень, тлумачення результатів радионаблюдений Юпітера пов’язані з великими труднощами, думка загалом про ньому як і справу холодної та «спокійній» планеті досить різко изменилось.

Спостереження показують, що у видимої поверхні Юпітера є багато плям, різних за формі, розміру, яскравості і кольору. Розташування і вид цих плям змінюються досить швидко, але тільки завдяки швидкому добовому обертанню планети. Можна назвати кілька причин, викликають ці зміни. По-перше, це інтенсивна атмосферна циркуляція, подібну до тієї, що відбувається у атмосфері Землі наявністю різних лінійних швидкостей обертання окремих повітряних верств; по-друге, неоднакове нагрівання сонячним промінням ділянок планети, розташованих різними широтах. Велику роль може грати також внутрішнє тепло, джерелом якого є радіоактивний розпад элементов.

Якщо фотографувати Юпітер протягом багато часу (скажімо, в протягом кілька років) в моменти найсприятливіших атмосферних умов, можна помітити зміни, що відбуваються на Юпітері, а точніше — в його атмосфері. Спостереженням над цим (з метою їхнього пояснення) зараз приділяють багато уваги астрономи різних країн. Грецький астроном Фокас, порівнюючи карти Юпітера, створені різні періоди (ми інколи з інтервалом кілька десятків років), дійшов висновку: зміни у атмосфері Юпітера пов’язані з процесами, що відбуваються на Солнце.

Поза сумнівом, що темні плями Юпітера належать щільному прошарку суцільних хмар, оточуючих планету. З цього шаром розташований досить розріджена газова оболочка.

Атмосферне тиск, створюване газової частиною атмосфери Юпітера на рівні хмар, мабуть, вбирається у 20 — 30 мм. ртутного стовпа. По крайнього заходу, газова оболонка під час спостереження Юпітера через синій світлофільтр ледь помітно зменшує контрасти між темними плямами і яскравою околицею. Отже, загалом газовий шар атмосфери Юпітера досить прозорий. Про це свідчить також фотометрические виміру розподілу яскравості вздовж діаметра Юпітера. З’ясувалося, що зменшення яскравості до краю зображення планети майже однакове як і синіх, і у червоних променях. Слід зазначити, що верствами хмар і є на Юпітері різкого розмежування, безумовно, немає, тож наведене вище значення тиску рівні хмар слід вважати приближенным.

Щодо хімічного складу атмосфери Юпітера, як та інших планет, почали вивчати ще на початку XX ст. Спектр Юпітера має кількість інтенсивних смуг, розташованих як і видимому, і у інфрачервоному ділянці. 1932;го р. майже кожна з цих смуг була ототожнена з метаном чи аммиаком.

Американські астрономи Данхем, Адель і Слайфер провели спеціальні лабораторні дослідження та встановили, що його аміаку у атмосфері Юпітера еквівалентно прошарку завтовшки 8 м при тиску 1 атм., тоді як кількість метану — 45 м при тиску 45 атм.

Основний складовою атмосфери Юпітера є, мабуть, водень. Останнім часом це припущення підтверджено наблюдениями.

Сатурн, безперечно, — найкрасивіша планета Сонячної системи. Майже завжди у зору телескопа спостерігач бачить цю планету, оточену кільцем, яке за уважнішому спостереженні є систему трьох кілець. Щоправда, ці кільця від'єднані одне від друга, слабоконтрастными проміжками, тому завжди все три кільця вдається розглянути. Якщо спостерігати Сатурн за найкращих атмосферних умовах (при незначному турбулентном тремтінні зображення т.п.) і зі збільшенням в 700−800 раз, то навіть у кожному із трьох кілець ледь помітні тонкі концентричні смуги, схожі на проміжки між кільцями. Найстрашніше світле і саме широке — середнє кільце, а найслабше за яскравістю — внутрішнє. Зовнішній діаметр системи кілець майже 2,4, а внутрішній в 1,7 рази більше діаметра планеты.

Останнім часом найсерйознішим дослідженням кілець Сатурна в нашій країні займається московський астроном М. З. Бобров. Використовуючи дані спостережень зміни яскравості кілець залежно від своїх розміщення по відношення до Землі Сонцю чи то з з так званого кута фази, він визначив розміри частинок, у тому числі складаються кольца.

Виявилося, що частки, що входять до склад кілець, в поперечнику досягають кількох сантиметрів і навіть метрів. За розрахунками М. З. Боброва, товщина кілець Сатурна вбирається у 10−20 км.

Як і Юпітері, на Сатурні видно темні смуги, розташовані паралельно до екватора. Як й у Юпітера, для Сатурна характерна різна швидкість обертання для зон з різними широтами. Щоправда, смуги на диску Сатурна стійкіші і кількість деталей менше, ніж в Юпитера.

ВІДМІННІСТЬ ПЛАНЕТ-ВЕЛЕТНІВ ВІД ПЛАНЕТ ЗЕМНОЇ ГРУППЫ.

Меркурій, Венера, Земля і Марс від планет-велетнів меншими розмірами, меншою масою, більшої щільністю, повільнішим обертанням, значно більше разрежёнными атмосферами (на Меркурії атмосфера практично відсутня, тому його денний півкуля сильно загострюється; все планетигіганти оточені потужними протяжёнными атмосферами), малим числом супутників чи відсутністю их.

Оскільки планети-гіганти перебувають далеке від Сонця, їх температура (по крайнього заходу, за їхньою хмарами) дуже низька: на Юпітері - 145 З, на Сатурні - 180 З, на Урані і Нептуні ще нижче. А температура у планет земної групи значно вища (на Венері до плюс 500 З). Мала середня щільність планет-велетнів може порозуміються тим, що вона виходить розподілом маси на видимий обсяг, а обсяг ми оцінюємо по непрозорому прошарку великої атмосфери. Мала щільність і кількість водню відрізняють планети-гіганти від інших планет.

Ю П І Т Є Р.

СПІЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА.

Юпітер — друга за яскравістю після Венери планета Сонячної системи. Але якщо Венеру можна побачити лише вранці чи ввечері, то Юпітер іноді сяє їй всю ніч. Через повільного, величного переміщення цієї планети древні греки дали їй ім'я свого верховного бога Зевса; в римському пантеоні йому відповідав Юпитер.

Двічі Юпітер відіграв важливу роль історії астрономії. Він був першої планетою, що має було відкрито супутники. У 1610 р. Галілей, спрямувавши телескоп на Юпітер, зауважив поруч із планетою чотири зірочки, не видимі простим оком. Наступного дня вони змінили своє ситуацію і щодо Юпітера, і щодо одне одного. Спостерігаючи цими зірками Галілей уклав, що спостерігає супутники Юпітера, які утворилися навколо неї як центрального світила .Це була зменшена модель Сонячної системи. Бистре і добре помітне переміщення галилеевых супутників Юпітера — Іо, Європи, Ганімеда і Каллісто — зробила їх зручними «небесними годинами », і моряки довгий час користувалися ними, щоб визначати становище корабля у відкритому морі .

Іншим разом Юпітер та його супутники допомогли розв’язати одне з найдавніших загадок: поширюється чи світло миттєво чи його кінцева? Регулярно спостерігаючи затемнення супутників Юпітера і порівнюючи дані з результатами попередніх розрахунків, датський астроном Оле Рёмер в 1675 р. виявив, що спостереження та обчислення розходяться, якщо Юпітер і Земля перебувають з різних боків Сонця. І тут затемнення супутників запізнюються приблизно за 1000 з. Рёмер дійшов правильному висновку, що 1000 з. — це саме, яку треба світу, щоб перетнути орбіту Землі по діаметру. Оскільки діаметр земної орбіти становить 300 млн. кілометрів, швидкість світла виявляється близька до 300 000 км./с.

Юпітер — це планета-гігант, що містить у понад 2/3 всієї нашої планетної системи. Маса Юпітера дорівнює 318 земним. Його обсяг в 1300 разів більше, ніж в Землі. Середня щільність Юпітера 1330 кг/м³, що можна з щільністю води та учетверо менше, ніж щільність Землі. Видима поверхню планети в 120 разів перевищує площа Землі. Юпітер є гігантський кулю з водню, практично його хімічний склад збігаються з сонячним. І це температура на Юпітері жахливо низька: -140(С.

Юпітер швидко обертається (період обертання 9 год. 55 хв. 29 з.). Через дії відцентрових сил планета помітно розплющилась, і її полярний радіус став на 4400 км менше екваторіального, рівного 71 400 км. Магнітне полі Юпітера удванадцятеро сильніше земного .

Біля Юпітера побувало п’ять американських космічних апаратів: в 1973 р. — «Пионер-10», 1974;го — «Пионер-11». У тому й у июле1979 р. його відвідало більше великі й «розумні» апарати — «Вояджер-1 і -2». В грудні 1995 перед ним долетіла міжпланетна станція «Галілео», що стали першим штучним супутником Юпітера і скинула у його атмосферу зонд.

Зробимо і ми невеличке мисленну мандрівку всередину Юпитера.

АТМОСФЕРА.

Атмосфера Юпітера є величезну бушующую частина планети, що складається з водню і гелію. Механізм, що призводить на дію загальну циркуляцію на Юпітері, той самий, як і Землі: різницю у кількості тепла, який від Сонця на полюсах і екваторі, забезпечує появу гідродинамічних потоків, які відхиляються в зональном напрямі кориолисовой силою. За такої швидкому обертанні, як в Юпітера, лінії струму практично рівнобіжні екватору. Картина ускладнюється конвективными рухами, що більш інтенсивні межах між гідродинамічними потоками, мають різну швидкість. Конвективные руху виносять вгору окрашивающее речовина, присутністю якого пояснюється злегка червонястий колір Юпітера. У сфері темних смуг конвективные руху найсильніші, і це пояснює їх понад інтенсивну окраску.

Як й у земної атмосфері, на Юпітері можуть формуватися циклони. Оцінки показують, значні циклони, якщо вони утворюються у атмосфері Юпітера, можуть бути дуже стійкі (тривалість життя до 100 тисяч літ). Мабуть, Велике Червоне пляма є взірцем такого циклону. Зображення Юпітера, отримані з допомогою апаратури, встановленої на американських апаратах «Пионер-10» і «Пионер-11», показали, що Червоне пляма перестав бути єдиним освітою такого типу: є кілька стійких червоних плям меншого размера.

Спектроскопическими спостереженнями було встановлено присутність у атмосфері Юпітера молекулярного водню, гелію, метану, аміаку, етана, ацетилену і водяної пари. Очевидно, елементний склад атмосфери (і всієї планети загалом) не відрізняється від сонячного (90% водню, 9% гелію, 1% важчих элементов).

Повне тиск у верхньої межі хмарного шару становить близько 1 атм. Хмарний шар має складну структуру. Верхній ярус складається з кристалів аміаку нижче, мали бути зацікавленими розташований хмари з кристалів криги й крапельок воды.

Інфрачервона яркостная температура Юпітера, вимірювана в інтервалі 8 — 14 км, дорівнює у центрі диска 128 — 130К. Якщо проаналізувати температурні розрізи по центральному меридіану і екватору, помітні, що температура, вимірювана край диска, нижче, ніж у центрі. Це можна пояснити так. В кінці диска промінь зору йде похило, і ефективний випромінюючий рівень (тобто рівень, у якому досягається оптична товщина ?=1) лежить у атмосфері на більшої висоті, ніж у центрі диска. Якщо тем-пература у атмосфері зменшується з збільшенням висоти, то яскравість і температура край будуть дещо менше. Шар аміаку завтовшки на кілька сантиметрів (нормального тиску) вже непрозорий для інфрачервоних променів в інтервалі 8 — 14 км. Звідси слід, що інфрачервона яркостная температура Юпітера належить до на досить рівні верствам його атмосфери. Розподіл інтенсивності у смугах СП показує, що температура хмар значно більше (160 — 170К) При температурі нижчій за 170К аміак (якщо його кількість відповідає спектроскопическим спостереженням) повинен конденсуватися; тому передбачається, що хмарний покрив Юпітера, по крайнього заходу частково, складається з аміаку. Метан вони вбирають за більш низьких температурах й у освіті хмар на Юпітері брати участь не может.

Яркостная температура 130К помітно вище, ніж рівноважна, тобто така, яку повинен мати тіло, світну тільки завдяки традиційному переизлучения сонячної радіації. Розрахунки, враховують вимір отражательной здібності планети призводять до рівноважної температурі близько 100К. Істотно, що обсяг яркостной температури близько 130К отримали не лише у вузькому діапазоні 8−14мк, але й поза ним. Таким чином, повне випромінювання Юпітера 2,9 разів перевищує енергію, отримувану від поверхні Сонця, і більшість випромінюваної їм енергії обумовлена внутрішнім джерелом теплоти. У цьому сенсі Юпітер ближче до зірок, ніж до планет земного типу. Проте джерелом внутрішньої енергії Юпітера є, звісно, ядерні реакції. Очевидно, випромінюється запас енергії, накопичений при гравітаційному стисканні планети (у процесі формування планети з протопланетной туманності гравітаційна, коли гравітаційна енергія пилу й газу, їхнім виокремленням планету, повинна переходити в кінетичну і потім у тепловую).

Наявність великого потоку внутрішнього тепла означає, що температура досить швидко зростає зі глибиною. Відповідно до найімовірнішим теоретичним моделям вона сягає 400К на глибині 100 км нижчий за рівень верхньої межі хмар, але в глибині 500 км — близько 1200К. А розрахунки внутрішнього будівлі показують, що атмосфера Юпітера дуже глибока — 10 000 км, але відзначити, основна маса планети (нижче цього кордону) перебуває у рідкому стані. Водень у своїй перебуває у вырожденном, що той самий, в металевому стані (електрони відірвані від протонів). Причому у самої атмосфері водень і гелій, слід сказати, перебувають у сверхкритическом стані: щільність в нижніх шарах сягає 0,6−0,7г/см й, й властивості радше нагадують чи рідина, ніж газ. У у самісінькому центрі планети (за розрахунками на глибині 30 000 км), можливо, перебуває тверде ядро з важких елементів, яке утворилося результаті злипання частинок металів і кам’яних образований.

КОЛЬЦО ЮПИТЕРА.

Юпітер підносить багато сюрпризів: він генерує потужні полярні сяйва, сильні радіошуми, біля нього міжпланетні апарати спостерігають пилові бурі - потоки дрібних твердих частинок, викинутих внаслідок електромагнітних процесів в магнітосфері Юпітера. Дрібні частки, які отримують електричний заряд при опроміненні сонячним вітром, мають дуже цікавої динамікою: будучи проміжним випадком між макро і микротелами, вони однаково реагують і гравітаційні і електромагнітні поля.

Саме з цих дрібних кам’яних частинок, переважно полягає кільце Юпітера, відкрите у березні 1979 року (непряме виявлення кільця 1974;го р. за даними «Піонера» залишилося невизнаним). Його головна частина має радіус 123−129 тис. км. Це пласке кільце близько 30 км завтовшки і дуже розріджений — воно відбиває тільки кілька тисячних часток відсотка падаючого світла. Слабші пилові структури тягнуться від головного кільця до поверхні Юпітера й творять над кільцем товсте гало, простирающееся до найближчих супутників. Побачити кільце Юпітера з Землі практично неможливо: вона дуже тонка й постійно повернутим до спостерігачеві руба через малого нахилу осі обертання Юпітера до площині його орбиты.

ВНУТРІШНІ І ЗОВНІШНІ СУПУТНИКИ ЮПИТЕРА.

У Юпітера виявлено 16 місяців. Дві їх — Іо і Європа — розміром із нашу Місяць, інші дві - Ганімед і Каллісто — перевершили її за діаметру приблизно півтора разу було. Каллісто дорівнює за величиною Меркурію, а Ганімед його обігнав. Щоправда, вони знаходяться далі від міста своєї планети, ніж Місяць від Землі. Тільки Іо видно зі небі Юпітера як яскравий червонястий диск (чи півмісяць) місячних розмірів, Європа, Ганімед і Каллісто виглядають у кілька разів меншою Луны.

Володіння Юпітера досить широкі: вісім зовнішніх супутників настільки віддалені від цього, що їх можна було б спостерігати із дуже планети неозброєним оком. Походження супутників загадково: половини їх рухається навколо Юпітера у бік (проти зверненням інших 12 супутників і напрямом добового обертання самої планети). Найбільш зовнішній супутник Юпітера в 200 раз далі від цього, ніж найближчий. Наприклад, якщо висадитися однією з наших найближчих супутників, то помаранчевий диск планети займе півнеба. А орбіти самого далекого супутника диск гіганта Юпітера виглядатиме майже двічі менше лунного.

Супутники Юпітера — це найцікавіші світи, кожний із своїм лицем і дивитися історією, які відкривалися нам лише у космічну эру.

Ио.

Це найбільш близька до Юпітеру галилеев супутник, він віддалений від центру планети на 422 тис. км, т. е. трохи далі, ніж Місяць від Землі. Завдяки величезної масі Юпітера період обертання Іо набагато простіше місячного місяця і не перевищує 42,5 год. Для спостерігача в цій телескоп це найбільш непосидючий супутник: багато хто день Іо видно на на новому місці, перебігаючи з одного боку Юпітера на другую.

По масі і радіусу (1815км) Іо справляє враження Місяць. Найбільш сенсаційна особливість Іо у тому, що вона вулканічно активна! Для її желтопомаранчевої поверхні «Вояджеры» виявили 12 діючих вулканів, извергающих султани заввишки до 300 км. Основний наявний газ — діоксид сірки, який замерзає потім у поверхні як твердого білого речовини. Домінуючим помаранчевим кольором супутник зобов’язаний сполукам сірки. Вулканічно активні області Іо нагріті до 300(С.

Постійно над планетою піднімається фонтан газу заввишки 300 км. Потужний підземний гул стрясає грунт, з жерла вулкана із великою швидкістю (до 1 км/с)вылетают разом із газом камені та після вільного безатмосферного зниження економіки з величезної висоти врізаються у поверхню під багатьох сотнях км від вулкана. З деяких вулканічних кальдер (так називаються котлообразные западини, які утворилися внаслідок провалу вершини вулкана) выплёскивается розплавлена чорна сірка і розтікається гарячими ріками. на фотографіях «Вояджерів» видно чорні озёра і навіть цілі моря розплавленої сірки .

Найбільше лавове море біля вулкана Локі має розмір 20 км в поперечнику. У центрі його розташований потрісканий помаранчевий острів із твердої сірки. Чорні моря Іо колишуться у «помаранчевих берегах, а небі над ними нависає громада Юпитера…

Існування таких пейзажів надихнуло багато художников.

Вулканічна активність Іо обумовлена гравітаційним впливом її у інших тіл системи Юпітера. Насамперед, сама гігантською планетою своїм потужним тяжінням створила два припливних горба лежить на поверхні супутника, які загальмували обертання Іо, що вона завжди адресована Юпітеру однією стороною — як Місяць до Землі. Орбіта Іо перестав бути точним колом, горби злегка переміщаються по її поверхні, що зумовлює разогреванию внутрішніх верств планети. У більшою ступеня цей ефект викликається приливними впливами інших масивних супутників Юпітера, під час першого чергу найближчій до Іо Європі. Постійне розігрівання надр призвела до того, що Іо є вулканічно активним тілом Сонячної системы.

На відміну від земних вулканів, які мають потужні виверження епізодичні, вулкани на Іо працюють безперервно, хоча активність їх може змінюватися. вулкани і гейзери викидають частина речовини навіть у космос. Тому вздовж орбіти Іо тягнеться плазмовий шлейф з іонізованих атомів кисню і сірки і нейтральних хмар атомарних натрію і калия.

Ударні кратери на Іо відсутні через інтенсивної вулканічної переробки поверхні. Тут є кам’яні масиви заввишки до 9 км. Щільність Іо досить висока — 3000 кг/м³. Під частково розплавленою оболонкою з силікатів у центрі супутника розміщено ядро з великим змістом заліза та її соединений.

Европа.

Європа має радіус трохи менше, ніж в Іо — 1569 км. З галилеевых супутників в Європи найясніша поверхню з явними ознаками водяного льоду. Є припущення у тому, під крижаної кіркою існує водний океан, а під нею тверде силикатное ядро. Щільність Європи дуже висока — 3500кг/м3. Цей супутник віддалений від Юпітера на 671 000 км.

Геологічна історія Європи немає нічого спільного з історією сусідніх супутників. Європа одне з гладких тіл в сонячної системі: у ньому немає пагорбів понад сто метрів заввишки. Уся крижана поверхню супутника покрита мережею смуг величезної протяжністю. Темні смуги у тисячі кілометрів — це сліди глобальної системи тріщин усією Європою. Існування цих тріщин пояснюється лише тим, що крижана поверхню досить рухається й неодноразово розколювалася від внутрішніх напруг і великомасштабних тектонічних процессов.

Через те, що поверхню молода (всього 100млн. років), на майже помітно ударних метеоритних кратерів, які у велику кількість виникали 4,5 млрд. років тому вони. Вчені знайшли на Європі тільки п’ятьох кратерів діаметрами 10−30 км.

Ганимед.

Ганімед є найбільшим супутником планет в Сонячну систему, його радіус дорівнює 2631 км. Щільність мала, проти Іо і Центральною Європою, всього 1930кг/м3. Віддаленість від Юпітера становить 1,07 млн. км. Усю поверхню Ганімеда можна розділити на дві групи: перша, що становить 60% території, є дивні смуги льоду, породжені активними геологічними процесами 3,5 млрд. років тому я; друга, що становить інші 40%, є давню потужну крижану кору, вкриту численними метеоритними кратерами, слід також відзначити, що ця кора було частична разломлена і оновлена тими самими процесами, як і згадані выше.

З погляду космічного геолога Ганімеднайпривабливіше тіло серед супутників Юпітера. Вона має змішаний силикатнокрижаної склад: мантію з водяного криги й кам’яне ядро. Його щільність 1930 кгм³. У умовах низьких температур і високих внутрішніх тисків водяний лід може існувати у кількох модифікаціях з різними типами кристалічною ґрати. Багата геологія Ганімеда багато чому визначається складними переходами між тими різновидами льоду. Поверхня супутника припорошена шаром дірчастим каменно-ледяной пилу завтовшки і від кількох метрів за кілька десятків метров.

Каллисто.

Це друге за величиною супутник у системі Юпітера, його радіус 2400 км. Серед галилеевых супутників Каллісто найдальший: відстань від Юпітера 1,88 млн. км, період обертання становить 16,7 діб. Щільність силикатнокрижаної Каллісто мала — 1830кг/м3. Поверхня Каллісто вкрай насичена метеоритними кратерами. Темний колір Каллісто — результат силікатних і інших домішок. Каллісто — саме кратерированное тіло Сонячної системи з всіх відомих. Величезною сили удар метеорита викликав освіту гігантської структури, оточеної кільцевими хвилями , — Вальхаллы. У центрі її перебуває кратер діаметром 350 км, а радіусі 2000 кілометрів від нього концентричними колами розташовуються гірські хребты.

У Юпітера всередині орбіти Іо відкривається кілька маленьких супутників. Три їх — Метида, Адрастея і Тебавиявлено з допомогою міжпланетних станцій, і них відомо трохи. Метида і Атрастея (їх діаметри 40 і 20 км відповідно) рухаються краєм головного кільця Юпітера, за однією орбіті радіусом 128 000 км. Ці швидкі супутники роблять оборот навколо гіганта Юпітера за 7 год. зі швидкістю понад 100 000 км /ч.

Більше удалённый супутник Теба розташований посередині між Іо і Юпітеромз відривом 222 тис. кілометрів від планети; його діаметр близько 100 км.

Найбільший внутрішній супутник Амальтерея має неправильне форму (розміри 270*165*150 км) і покритий кратерами; він з тугоплавких порід тёмно-красного кольору. Амальтелия виявлено американським астрономом Едуардом Бернардом в 1892 р. і став п’ятим за рахунком відкритим супутником Юпітера. Обертається вона за орбіті радіусом 181 тис. км.

Внутрішні супутники Юпітера та її чотири головні місяця розташовано поблизу площині екватора планети на майже кругових орбітах. У орбіт цих восьми супутників эксцентрисеты і нахилення акцій настільки малі, що жодного їх не збочує з «ідеальної» кругової траєкторії понад один градус. Такі супутники називаються регулярными.

Інші вісім супутників Юпітера ставляться до нерегулярним і вирізняються значними эксцентрисетами і наклонениями орбіт. У своєму русі вони вони можуть змінювати віддаленість від планети в 1,5−2 разу, відхиляючись при цьому від її екваторіальній площині на не один мільйон кілометрів. Ці вісім зовнішніх супутників Юпітера згруповані на два команди, котрые були названі по найбільшим тілах: група Гималии, куди також входять Леда, Лиситея і Елара ;і велика група Пасіфе з Ананке, Кармі і Синопі. Ці супутники відкривалися з допомогою наземних телескопів протягом 70 років (1904 -1974).Средние радіуси планет групи Гималии відповідають 11,1−11,7 млн км. супутники групи Гималии роблять оборот навколо Юпітера за 240−260 діб, а групи Пасіфе --за 630−760 діб, тобто. за двох років. Власні радіуси супутників дуже малі: групи Гималии -від 8 км у Леды до 90 км у Гималии; групи Пасіфе -від 15 до 35 км. вони чорні і нерівні. Зовнішні супутники, належать до групи Пасіфе, обертаються навколо Юпітера в зворотний сторону.

Вчені ще дійшли єдиного думці про походження нерегулярних супутників.(Вважається, що регулярні внутрішні супутники сформувалися з околопланетного газопилового диска внаслідок злипання багатьох дрібних частинок .) Зрозуміло лише, що значної ролі у формуванні зовнішніх супутників грав захоплення Юпітером астероїдів. Комп’ютерні розрахунки доводять, що, можливо, група Пасіфе виникла результаті систематичного захоплення планетою дрібних частинок і астероїдів на зворотні орбіти у зовнішній області околоюпитерианского диска.

З, А Т У Р Н.

АТМОСФЕРА І ХМАРНИЙ СЛОЙ.

Кожен, хто спостерігав планети в телескоп, знає, що у поверхні Сатурна, цебто в верхньої кордоні його хмарного покриву, помітно мало деталей і контраст його з оточуючим тлом невеликий. Цим Сатурн відрізняється від Юпітера, де є безліч контрастних деталей як темних і світлих смуг, хвиль, вузликів, які свідчать про значної активності його атмосферы.

Постає питання, чи справді атмосферна активність Сатурна (наприклад швидкість вітру) нижче, ніж в Юпітера, або ж деталі його хмарного покриву просто гірше видно з Землі через більшої відстані (близько 1,5 млрд. км.) і більше погане освітлення Сонцем (майже 3,5 разу слабше висвітлення Юпитера)?

" Вояджерам «удалося одержати знімки хмарного покриву Сатурна, на котрих чогось чітко увічнена картина атмосферної циркуляції: десятки хмарних поясів, котрі простираються вздовж паралелей, і навіть окремі вихори. Виявлено, зокрема, аналог Великого Червоного Плями Юпітера, хоч і менших розмірів. Встановлено, що швидкості вітрів на Сатурні вищий, ніж Юпітері: на екваторі 480 м/с, чи 1700 км/год. Кількість хмарних поясів більше, ніж юпітері, і досягають вони змогли високих широт. Таким чином, знімки хмарності демонструють своєрідність атмосфери Сатурна, що навіть активніше юпитерианской.

Метеорологічні явища на Сатурні відбуваються за більш низькою температурі, ніж у земної атмосфері. Оскільки Сатурн в 9,5 раз далі від поверхні Сонця, ніж Земля, то здобуває в 9,5 =90 разів менша тепла.

Температура планети лише на рівні верхньої межі хмарного покриву, де тиск одно 0,1 атм, не перевищує 85 До, чи -188 З. Цікаво, що з допомогою нагрівання одним Сонцем такий температури одержати не можна. Розрахунок свідчить: у надрах Сатурна є також власний джерело тепла, потік від якого 2,5 рази більше, ніж від поверхні Сонця. Сума цих двох потоків і дає спостережувану температуру планети. Космічні апарати докладно досліджували хімічний склад надоблачной атмосфери Сатурна. У основний плані вона складається на 89% з водню. З другого краю місці гелій (близько 11% щодо маси). Зазначимо, що у атмосфері Юпітера його 19%. Дефіцит гелію на Сатурні пояснюють гравітаційним поділом гелію і водню в надрах планети: гелій, який важче, поступово осідає великі глибини (що, до речі, вивільняє частина енергії, «подогревающей «Сатурн). Інші гази у атмосфері - метан, аміак, етан, ацетилен, фосфин — є у малих кількостях. Метан за настільки низькою температурі (близько -188 С) находится переважно у капельножидком стані. Він утворює хмарний покрив Сатурна. Що ж до малого контрасту деталей, видимих у атмосфері Сатурна, про що йшлося вище, те причини цього явища поки що недостатньо зрозумілі. Прозвучало припущення, що у атмосфері зважена послабляє контраст димку з дрібних твердих частинок. Але спостереження «Вояджера-2 «спростовують це: темні смуги на поверхні планети залишалися різкими і ясними впритул до краю диска Сатурна, тоді як за наявності димки вони до краях замутнялись через великої кількості частинок їх. Питання, в такий спосіб, неспроможна вважатися вирішеним і вимагає подальшого расследования.

Дані, отримані з «Вояджера-1 », допомогли з великою точністю визначити екваторіальний радіус Сатурна. На рівні вершини хмарного покриву екваторіальний радіус становить 60 330 км. чи 9,46 рази більше земного. Уточнено також період обертання Сатурна навколо осі: один оборот він робить за 10 год. 39,4 хв — в 2,25 разу швидше Землі. Настільки швидке обертання призвела до того, що стиснення Сатурна значно більше, ніж в Землі. Екваторіальний радіус Сатурна на 10% більше полярного (у Землі - лише з 0,3%).

МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ САТУРНА.

До того часу, поки перші космічні апарати не досягли Сатурна, спостережних даних про його магнітному полі загалом не було. але з наземних радіоастрономічних спостережень випливало, що Юпітер має потужним магнітним полем. Про це свідчило теплове радіовипромінювання на дециметрових хвилях, джерело якого виявився більше видимого диска планети, причому він витягнуть вздовж екватора Юпітера симетрично стосовно диску. Така геометрія, і навіть поляризованность випромінювання свідчили у тому, що випромінювання магнитно-тормозное і джерело його — електрони, захоплені магнітним полем Юпітера і які населяють його радіаційні пояса, аналогічні радіаційним поясам Землі. Польоти до Юпітери підтвердили ці висновки. Оскільки Сатурн дуже подібний з Юпітером за своїми фізичними властивостями, астрономи припустили, що досить помітне магнітне полі є й в нього. А відсутність у Сатурна спостережуваного з Землі магнитно-тормозного радіовипромінювання пояснювали впливом кілець. Ці пропозиції підтвердилися. Ще при підльоті «Пионера-11 «до Сатурну його прилади зареєстрували близько планетному просторі освіти, типові для планети, яка має яскраво вираженим магнітним полем: головну ударну хвилю, кордон магнітосфери (магнитопаузу), радіаційні пояса (Земля і Всесвіт, 1980, N2, с.22−25 — Ред.). У цілому нині магнітосфера Сатурна дуже подібна до земної, але, звісно, значно більше в розмірам. Зовнішній радіус магнітосфери Сатурна в соняшникової точці становить 23 екваторіальних радіуса планети, а відстань до ударної хвилі - 26 радіусів. Порівняйте можна нагадати, що зовнішній радіус земної магнітосфери в соняшникової точці - близько 20 земних радіусів. Тож навіть по відносним розмірам магнітосфера Сатурна перевершує земну більш як удвічі. Радіаційні пояса Сатурна настільки великі, що охоплюють як кільця, а й орбіти деяких внутрішніх супутників планети. Як і передбачалося, у внутрішньої частини радіаційних поясів, яка «перегороджено «кільцями Сатурна, концентрація заряджених частинок значно менше. Причину цього легко зрозуміти, якщо і, що у радіаційних поясах частки роблять коливальні руху приблизно меридиональном напрямі, щоразу перетинаючи екватор. Але в Сатурна у площині екватора розташовуються кільця: вони поглинають майже всі частки, які прагнуть пройти крізь них. У результаті внутрішня частина радіаційних поясів, що у відсутність кілець була б у системі Сатурна найбільш інтенсивним джерелом радіовипромінювання, виявляється ослабленою. Проте «Вояджер-1 », наблизившись до Сатурну, все-таки виявив нетепловое радіовипромінювання його радіаційних поясов.

На відміну від Юпітера Сатурн випромінює в кілометровому діапазоні довжин хвиль. Помітивши, що інтенсивність випромінювання модулирована з періодом 10ч. 39,4 хв., припустили, що і є період осьового обертання радіаційних поясів, чи, інакше кажучи, період обертання магнітного поля Сатурна. Але тоді це період обертання Сатурна. У насправді, магнітне полі Сатурна породжується електричними струмами у надрах планети, — очевидно, в шарі, де під впливом колосальних тисків водень перейшов у металеве стан. При обертанні цього з тієї кутовий швидкістю обертається і магнітне полі. У результаті великий в’язкості речовини внутрішніх частинок планети усі вони обертаються з однаковим періодом. Отже, період обертання магнітного поля — це у той час період обертання більшу частину маси Сатурна (крім атмосфери, яка обертається не як тверде тело).

КОЛЬЦА.

З Землі в телескоп видно три кільця: зовнішнє, середньої яскравості кільце А; середнє, найяскравіше кільце У і внутрішнє, не яскраве напівпрозоре кільце З, яке називається креповым. Кільця трохи біліша жовтуватого диска Сатурна. Містяться вони у площині екватора планети і дуже тонкі: за загального ширині в радіальному напрямі приблизно 60 тис. км. вони теж мають товщину менш 3 км. спектроскопически було встановлено, що в неї обертаються негаразд, як тверде тіло, — з відстанню від Сатурна швидкість убуває. Понад те, кожна точка кілець має таку швидкість, яку мав би у цьому відстані супутник, вільно рухомий навколо Сатурна по кругової орбіті. Отже: кільця Сатурна сутнісно є колосальне скупчення дрібних твердих частинок, самостійно обертаються навколо планети. Розміри частинок настільки малі, що й немає у земні телескопи, але й борту космічних апаратів. Характерна риса будівлі кілець — темні кільцеві проміжки (розподілу), де речовини обмаль. Щонайширша їх (3500 км) відокремлює кільце У від кільця Проте й називається «розподілом Кассіні «на вшанування астронома, вперше побачив їх у 1675 року. При виключно хороших атмосферних умовах таких ділень з Землі видно понад десяти. Природа їх, очевидно, резонансна. Так, розподіл Кассіні - це область орбіт, у якій період обертання кожної частки навколо Сатурна рівно вдвічі нижча, ніж в найближчого великого супутника Сатурна — Мимаса. Зза такого збіги Мимас своїм притяганням хіба що розхитує частки, рухомі всередині розподілу, і наприкінці кінців викидає їх оттуда.

Бортові камери «Вояджерів «показали, що з відстані кільця Сатурна нагадують грамофонну платівку: вони стоять ніби розшаровані на тисячі окремих вузьких кілець з темними прогалинами з-поміж них. Прогалин дуже багато, що пояснити їх резонансами з періодами звернення супутників Сатурна вже неможливо. Чим пояснюється ця тонка структура? Мабуть, рівномірний розподіл частинок по площині кілець механічно хитливо. У результаті виникають кругові хвилі щільності - це це і є що спостерігається тонка структура.

Крім кілець А, В і З «Вояджеры «виявили ще чотири: D, E, F і G. Усі вони зріджені і тому неярки. Кільця D і E ніяк не видно з Землі при особливо сприятливі умови; кільця F і G виявлено вперше. Порядок позначення кілець пояснюється історичними причинами, й тому він не збігаються з алфавітним. Якщо розмістити кільця в міру їхнього видалення від Сатурна, ми одержимо ряд: D, C, B, A, F, G, E. Особливу увагу ще більшу дискусію викликало кільце F. На жаль, вивести остаточне судження про цей об'єкт поки що не, оскільки спостереження двох «Вояджерів «не узгоджуються між зі бій. Бортові камери «Вояджера-1 «показали, що кільце F складається з кількох кілець загальною шириною 60 км., причому дві з них перевиті друг з одним, як шнурок. Певний час панувало думка, що кримінальну відповідальність за цю незвичну конфігурацію несуть два невеликих нововідкритих супутника, рухомих безпосередньо поблизу кільця F, — одне із внутрішнього краю, інший — у зовнішнього (трохи повільніше першого, оскільки він далі від Сатурна). Тяжіння цих супутників це не дає крайнім частинкам йти далеке від його середини, тобто супутники хіба що «пасуть «частки, внаслідок чого й одержали назва «пастухів ». І саме, як показали розрахунки, викликають рух частинок по хвилястою лінії, що створює спостережувані переплетення компонентів кільця. Але «Вояджер-2 », минулий біля Сатурна дев’ятьма місяцями пізніше, не знайшов у кільці F ні переплетень, ані будь-яких інших спотворень форми, — зокрема, й у безпосередній близькості до «пастухів ». Отже, форма кільця виявилася мінливою. Для судження про причини й закономірності цієї мінливості двох спостережень, звісно, мало. З Землі ж спостерігати кільце F сучасними засобами неможливо — яскравість його занадто низька. Залишиться сподіватися, що як ретельне дослідження отриманих «Вояджерами «знімків кільця проллє світло з цього проблему.

Кільце D — найближче до планеті. Певне, воно простирається впритул до хмарного кулі Сатурна. Кільце E — саме зовнішнє. Вкрай виряджене, він у той час найбільш широке із усіх — близько 90 відсотків тис. км. Розмір зони, яку воно займає, від 3,5 до 5 радіусів планети. Щільність речовини в кільці E зростає у напрямку до орбіті супутника Сатурна Энцелада. Можливо, Энцелад — джерело речовини цього кільця. Частинки кілець Сатурна, мабуть, крижані, покриті згори інеєм. Це було відоме ще з наземних спостережень, і бортові прилади космічних апаратів лише підтвердили правильність висновку. Розміри частинок головних кілець оцінювалися з наземних спостережень не більше від сантиметрів до метрів (природно, частки неможливо знайти однаковими за величиною: й не виключається також, що різних кільцях типовий поперечник частинок різний). Коли «Вояджер-1 «проходив поблизу Сатурна, радіопередавач космічного апарату послідовно пронизував радіопроменем не хвилі 3,6 див. кільце А, розподіл Кассіні і недорогу каблучку З. Потім радіовипромінювання було винесено Землі і піддалося аналізу. Вдалося з’ясувати, що частки зазначених зон розсіюють радіохвилі переважно вперед, хоч трохи по-різному. Завдяки цьому оцінили середній поперечник частинок кільця На 10 м, розподілу Кассіні - у вісім метрів і кільця З — у два м. Сильне розсіювання вперед, але цей разів у видимому світлі, виявлено в кілець F і E. Це означає його присутність серед них значної кількості дрібний пил (поперечник порошини близько десятитысячных часткою міліметра). У кільці У виявили новий структурний елемент — радіальні освіти, отримали назви «спиць «через зовнішньої схожості зі шпицями колеса. Вони також складаються із дрібної пилу й розташовані над площиною кільця. Ймовірно, що «спиці «утримуються там силами електростатичного відштовхування. Цікаво зазначити: зображення «спиць «знайшли що на деяких замальовках Сатурна, зроблених ще у столітті. Але тоді хто б додав їм значення. Досліджуючи кольца,.

" Вояджеры «виявили несподіваним ефект — численні короткочасні сплески радіовипромінювання, що надходить від кілець. Не що інше, як сигнали від електростатичних розрядів — свого роду блискавки. Джерело электризации частинок, очевидно, сутички між ними. Крім того6 було відкрито окутывающая кільця газоподібна атмосфера з нейтрального атомарної водню. «Вояджерами «спостерігалася лінія Лайсанальфа (1216 А) в ультрафіолетової частини спектра. З її інтенсивності оцінили число атомів водню в кубічному сантиметрі атмосфери. Їх виявилося приблизно 600. Слід зазначити, деякі вчені набагато раніше запуску до Сатурну космічних апаратів передбачали можливість існування атмосфери у кілець Сатурна. «Вояджерами «також була зроблена спроба виміряти масу кілець. Складність зводилася до того, що маса кілець по крайнього заходу в мільйон разів менша маси Сатурна. Через це траєкторія руху космічного апарату поблизу Сатурна в величезної мірою визначається потужним притяганням самої планети і тільки мізерно обурюється слабким притяганням кілець. Тим часом слабке тяжіння і потрібно виявити. Найкраще цієї мети підходила траєкторія «Пионера-11 ». Але аналіз вимірів траєкторії апарату з його радиоизлучению показав, що в неї (в межах точності вимірів) на рух апарату не вплинули. Точність ж становила 1,7×10 маси Сатурна. Інакше кажучи, маса кілець явно менше 1,7 мільйонних часткою маси планеты.

СПУТНИКИ.

Якщо польотів космічних апаратів до Сатурну було відомо 10 супутників планети, той зараз знаємо 22, названі, переважно, на вшанування героїв античних міфів про титанах і гігантах. Нові супутники дуже малі, але тим щонайменше окремі надають серйозний вплив на динаміку системи Сатурна. Такий, наприклад, маленький супутник, рухомий у зовнішнього краю кільця А; не дає частинкам кільця виходити межі цього. Це Атлас. Титан є другим за величиною супутником в Сонячної Системі. Його радіус дорівнює 2575 кілометрів. Його маса становить 1,346×10 грам (0,022 маси Землі), сама ж середня щільність 1,881 г/см. Це єдиний супутник, у якого значної атмосферою, причому його атмосфера щільніше, ніж в кожній із планет земної групи, виключаючи Венеру. Титан подібний до Венері і те, що він є глобальна димку і навіть невеличкий тепличний підігрів у поверхні. У його атмосфері, мабуть, є метанові хмари, але ці твердо встановлено. Хоча у інфрачервоному спектрі переважають метан та інші вуглеводні, основним компонентом атмосфери є азот, що виявляється сильних СФемісіях. Верхня атмосфера дуже близька до изотермическому стану на всьому шляху від стратосфери до екзосфери, а температура лежить на поверхні з точністю за кілька градусів однакова у всій сфері, і дорівнює 94 До. Радіуси темно-оранжевых чи коричневих частинок стратосферного аерозолю в основному становить 0,1 мкм, але в великих глибинах можуть існувати більші частки. Передбачається, що аерозолі є кінцевим продуктом фотохімічних перетворень метану що вони акумулюються на поверхні (чи розчиняються в рідкому метані чи этане). Спостережувані вуглеводні і органічні молекули можуть бути при природних фотохімічних процесах. Дивовижним властивістю верхньої атмосфери є УФ-эмиссии, приурочені денний боці, але дуже яскраві, щоб їх могла порушити що надходить сонячна енергія. Водень швидко диссипирует, поповнюючи спостережуваний тор, разом із деяким кількістю азоту, выбиваемого при дисоціації N2 електронними ударами. За підсумками спостережуваного розщеплення температури можна побудувати глобальної системи вітрів. Глобальний склад Титану, очевидно, залежить від того набором конденсируемых речовин, що утворилися в щільному газовому диску навколо прото-Сатурна. Існують три вірогідних сценарії походження: холодна акреція (що означає, що коли підвищення температури під час освіти пренебрежимо мало), гаряча акреція за відсутності щільною газової фази і гаряча акреція у присутності щільною газової фази. На рис. показано, як вигляд матимуть в розряді надра Титану. Мабуть наявність гарячого дегидротированного силікатного ядра, і навіть розплавленого шару NHH O, проте детальне розташування крижаних верств нині достеменно невідомо. Конвекція переважає всюди, крім зовнішньої оболонки. Япете. Можливо, що таємничий з супутників Сатурна, Япете, єдиний по інтервалу альбедо поверхні - від 0,5 (типове значення для крижаних тіл) до 0,05 у частинах його ведучого у процесі звернення півкулі. «Вояджером — 1 «отримано зображення з максимальним дозволом 50 км/пара ліній, що дають в основному півкуля, звернене Сатурну, і межу між провідною (темній) і відомою (світлої) сторонами. Було зареєстровано величезне темне екваторіальне кільце діаметром близько км з довготою центру близько. Вояджеровские спостереження, отримані з найбільшим дозволом, показують, що світла сторона (і особливо область північного полюси) сильно кратеризована: поверхнева щільність становить 205+16 кратерів (D>30 км) на 10 км. Екстраполяція до діаметрів 10 км призводить до щільності понад 2.000 кратерів (D>10 км) на 10 км. Така щільність порівняти з плотностями інших сильно кратеризованных тілах, як-от Меркурій і Каллісто, чи з щільністю кратерів на місячних континентах. Характерною рисою кордони між темній і світлій областями, на Япете є існування численних кратерів з темним дном на світлому речовині і відсутність на темному речовині кратерів зі світлим дном чи кратерів з гало (чи інших білих плям). Щільність Япета, рівна 1,16+0,09 г/см й у крижаних Супутників Сатурна і цілком узгоджується з моделями, в яких водяний лід є головним складової. Белл вважає, що темну речовину є основним компонентом вихідного конденсату, з якого утворився Япет.

Рея — майже двійник Япета за величиною, але не матимуть його темного речовини, Рея може бути щодо простий прототип крижаного супутника зовнішніх областей Сонячної системи. Діаметр Рета 1530 км, а щільність 1,24+0,05 г/см. Її геометричне альбедо одно 0,6 і раптом з’ясовується подібним альбедо полюсів, і відомого півкулі Япета.

Це й дозволило зробити істотний крок у дослідженні природи супутників. Знаючи діаметр супутника, легко обчислити його обсяг. Розділивши масу супутника на обсяг, одержимо середню щільність — характеристику, допомагає встановити, з яких речовин полягає дане небесне тіло. З’ясувалося, що щільності внутрішніх супутників Сатурна — від Мимаса до Рета, і навіть Япета — близькі до щільності води: від 1,0 до 1,4 г/см ,Є підстави вважати, що ці супутники переважно, і полягає із води (звісно, не рідкої, бо їх температура близько -180 З). Тефия, щільність якої 1 г/см, особливо справляє враження шматок чистого льоду. За інших супутниках також має матись велика чи менша домішка кам’янистих речовин. «Вояджеры «підходили до супутникам Сатурна таким близьким, що Росії вдалося як визначити діаметри супутників, а й передати на Землю зображення їх поверхні. Вже складено перші карти спутников.

Найпоширеніші освіти з їхньої поверхні - кільцеві кратери, подібні місячним. Походження кратерів ударне: летящее в міжпланетному просторі метеорна тіло має з супутником, його космічна швидкість майже миттєво падає нанівець, кінетична енергія перетворюється на тепло. Відбувається вибух із заснуванням кільцевого кратера.

Деякі кратери потрібно нагадати особливо. Наприклад, великий кратер на маленькому Мимасе. Діаметр кратера близько 130 км., або третина діаметра супутника. Мабуть, ударного кратера більшого розміру на Мимасе не може. При більшою кінетичної енергії космічного тіла, нанесшего удар, Мимас розлетівся на шматки. Безліч кратерів, які ми бачимо на знімках супутників Сатурна, — це літопис їх історії, що йде всередину часів по меншою мірою на сотні мільйонів років. Мітки, вироблені небесними каменями, свідчать, що у віддалену епоху формування планетної системи навколосонячний простір (по крайньої мері до орбіти Сатурна) було насичене безліччю окремих твердих тіл, у тому числі поступово склалися планети і супутники. І після того, як формування планет і супутників переважно завершилося, залишок цих твердих тіл довгий час продовжував рухатися у просторі. Такі, в основному, наші сьогоднішні інформацію про Сатурні. Слід лише обмовитися, що у першу першу чергу йдеться про безпосередніх фактичних даних. Глибші висновки, які можна їх зроблено і, мабуть, буде зроблено, зажадають тривалої праці закордонних вчених. Вона впереди.

У Р, А Н.

СПІЛЬНІ СВЕДЕНИЯ.

Уран — сьома планета від поверхні Сонця й третя за величиною. Цікаво, що Уран хоч і більше коштів у діаметрі, але вже менше масою, ніж Нептун. Уран іноді ледь бачимо неозброєним оком на вельми ясні ночі; його неважко ототожнити в бінокль (коли знаєте точно, куди дивитися). Невеликий астрономічний телескоп покаже невеличкий диск.

Відстань від поверхні Сонця 2 870 990 000 км (19.218 а.є.), екваторіальний діаметр: 51,118 км, вчетверо більше земного, маса: 8.686.10 25 кг, 14 мас Землі. Період звернення навколо Сонця — 84 з чвертю року. Середня температура на Урані — близько 60-ти Кельвинов.

Уран — старовинне Грецька божество Неба, самий ранній вищий бог, який був батьком Хроноса (Сатурна), Циклопа і Титану (попередників Олімпійських богов).

ІСТОРІЯ ОТКРЫТИЯ.

Уран, перша планета, виявлена у новій історії, було відкрито випадково В. Гершелем, що він розглядав небо в телескоп 13 березня 1781 року; спочатку він подумав, що це був комета. Раніше, як згодом з’ясувалося, планета неодноразово була наблюдаема, але приймалася за звичайну зірку (сама рання запис про «зірці» було зроблено в 1690-м, коли Джон Флэмстид каталогізував її як 34-ю Тельця — одна з приинятых позначень зірок в созвездиях).

Гершель назвав планету «Georgium Sidus» (Планета Ґеорга) на вшанування його заступника, короля Англії Ґеорга III; інші - називали її планетою Гершеля. Ім'я ж «Уран» дали явище тимчасове і взято традиційно з античної міфології, а утвердилось воно лише 1850-м году.

Уран був посещен лише одною космічним кораблем: неподалік Урана пролітав «Вояджер 2». (Знімок вгорі зроблено з телескопа «Хаббл»). Корабель пройшов 81 500 кілометрах від Урана 24-ого січня 1986;го року. «Вояджер-2 «зрадив тисячі зображень та інших наукових даних про планеті, супутниках, кільцях, атмосфері, просторі і магнітної середовищі, оточуючих Уран. Різні інструменти вивчали кільцеву систему, відкриваючи дрібні деталі колись визначних акторів і двох нововиявлених кілець. Дані показали, що планета обертається з періодом 17 годин 14 хвилин. Космічний корабель також виявив магнітосферу, яка велика настільки ж, наскільки й необычна.

ОСОБЛИВОСТІ ОБЕРТАННЯ УРАНА.

Більшість планет вісь майже перпендикулярна площині екліптики (екліптика — видимий річний шлях Сонця на небсной сфері), але вісь Урана майже паралельна цьому відношенні. Причини «лежачого» звернення Урана невідомі. Натомість у дійсності існує суперечка: який із полюсів Урана — північний. Розмова аж ніяк не подібний до спору про ціпку з цими двома кінцями і двома началами. Те, чого ж насправді склалася ситуація з обертанням Урана, дуже багато важить теоретично виникнення всієї Сонячної системи, майже все гіпотези розуміють обертання планет в один бік. Якщо Уран утворився, лежачи при боці, це не дуже стикується з здогадками про походження нашої планетної системи. Щоправда, нині всі більше вважають, що таке становище Урана — результат сутички з великим небесним тілом, можливо великим астероїдом, на ранніх стадіях формування Урана.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД, ФІЗИЧНІ УМОВИ І БУДОВА УРАНА.

Уран сформувався з перших твердих тіл і різних льодів (під крижинами тут треба думати як водяний лід), лише на 15% полягає з водню, а гелію майже зовсім (в контраст Юпітера і Сатурну, які, по більшу частину, — водень). Метан, ацетилен та інші вуглеводні перебувають у значно більших кількостях, ніж Юпітер та Сатурні. Вітри у широтах на Урані переміщають хмари у тих-таки напрямах, що й Землі. Ці вітри дмухають зі швидкістю від 40-а до 160-ти метрів в секунду; Землі швидкі потоки у атмосфері переміщаються зі швидкістю близько 50-ти метрів в секунду.

Товстий шар (димку) — фотохімічний зміг — можна знайти навколо освітленого Сонцем полюси. Освітлене Сонцем півкуля також випромінює більше ультрафіолету. Інструменти «Вояждера» виявили почасти більш холодну смугу між 15 і 40-ка градусами широти, де температура на 2−3 K ниже.

Синій колір Урана є наслідком поглинання червоного світла метаном у верхній частині атмосфери. Мабуть, існують хмари інших квітів, але вони ховаються від спостерігачів перекрывающим шаром метану. Атмосфера Урана (але не Уран загалом!) полягає з майже 83% водню, 15% гелію і 2% метану. Подібно іншим газовим планет, Уран має смуги хмар, які нас дуже швидко переміщаються. Але вони надзвичайно погано помітні і видимі лише з знімках з великим дозволом, зроблені «Вояджером-2». Останні спостереження з HST дозволили розглянути великі хмари. Є те, що цю можливість з’явилася в зв’язку зі сезонними ефектами, як неважко зметикувати, зима від літа на Урані сильно разняться: ціле півкуля взимку кілька років ховається від поверхні Сонця! Хоча, Уран одержує у 370 разів менша тепла від поверхні Сонця, ніж Земля, отже влітку також немає спекотно. До того ж, Уран випромінює тепла максимум, ніж одержує вигоду від Сонця, отже, він холодний внутри?

З іншого боку, виявляється, що Уран немає твердого ядра, і речовина більш-менш однаково поширене з усього обсягу планети. Це відрізняє Уран (та й Нептун теж) від його великих родичів. Можливо, ця збіднення легкими газами — слідство недостатньою маси зародка планети, й під час освіти, Уран не зміг утримати біля себе більше водню і гелію. Можливо, тут зародження планетної системи зовсім було стільки легких газів, що, звісно, своєю чергою, теж потребує пояснень. Як бачимо, відповіді питання, пов’язані з Ураном, можуть пролити світло долю всієї Сонячної системы!

КОЛЬЦА УРАНА.

Подібно іншим газовим планет, Уран має кільця. Кільцева система було виявлено в у 1977 році року під час покриття Ураном зірки. Спостерігалися, що зірка 5 раз послабляла на короткий проміжок часу свій блиск перед покриттям і після нього, як і наштовхнуло на думка про кільцях. Наступні спостереження з Землі показали, що справді є про дев’ять кілець. Якщо перебирати їх, віддаляючись від планети, вони названі 6, 5, 4, Альфа, Бета, Ця, Гама, Дельта і Епсилон. Камери «Вояждера» виявили кілька додаткових кілець, і показали, що дев’ять основних кілець занурені в дрібну пил. Подібно кільцям Юпітера, вони неярки, але, як і кільця Сатурна, кільця Урана є багато досить великих частинок, площі їхніх коливаються від 10 метрів в діаметрі до дрібний пил. Кільця Урана були відкриті першими після кілець Сатурна. Це мало велике значення, оскільки можна було припустити, що в неї — загальну характеристику планет, а без роботи одного Сатурна. Це ще одне прямо-таки епохальне значення Урана для астрономии.

Спостереження показали, що в неї Урана помітно від родинних їм систем Юпітера і Сатурна. Неповні кільця з різними показниками прозорості за довжиною кожного з кілець сформувалися, схоже, пізніше, ніж сам Уран, можливо, після розриву кількох супутників приливними силами.

Кількість відомих кілець може, зрештою, зрости, судячи з спостереженням «Вояджер-2». Прилади відзначали наявність багатьох вузьких кілець (чи, можливо, неповних кілець чи кільцевих дуг) близько 50 метрів шириной.

Ключем до розгадки структури кілець Урана може бути відкриття те, що два невеликих супутника — Корделия і Офелія — перебувають всередині кільця Епсилон. Це пояснює нерівномірний розподіл частинок в кільці: супутники утримують речовина навколо себе. Так, використовуючи цю теорію, припущено, у цьому кільці можна знайти ще 16(!) спутников.

МАГНИТОСФЕРА.

Область навколо небесного тіла, де його магнітне полі залишається сильніше суми від інших полів близькі й віддалених тіл, називається магнітосферою цього небесного тела.

Уран, як багато планети має магнітосферу. Він незвичний тим, що вісь симетрії її нахилена на 60 градусів до осі обертання (у Землі цей кут становить 12 градусів). Якби ж то виглядали справи Землі, то орієнтування з допомогою компаса було б цікаву особливість: стрілка зовсім би потрапляла покажчиком північ чи південь, а було б націлена на дві протилежні точки 30-х паралелей. Мабуть, магнітне полі навколо планети генерується рухами в порівняно поверхневих областях Урана, а чи не у його ядрі. Джерело поля — невідомий; гіпотетичний электропроводящий океан води та аміаку не підтверджено дослідженнями. Як Землі, і інших планетах, джерелом магнітного поля вважають течії в розправлених породах, розташованих неподалік ядра.

Інтенсивність поля лежить на поверхні Урана загалом порівняти з Земний, хоча й сильніше змінюється у різних точках поверхні через великого усунення осі симетрії поля від центру Урана.

Як і Землі, Юпітера і Сатурна, у Урана є магнітний хвіст, який складається із захоплених полем заряджених частинок, простягнутий мільйонів кілометрів за Уран від поверхні Сонця. «Вояждер» «відчував» полі з крайнього заходу, в десятьох мільйонах кілометрах від планеты.

СУПУТНИКИ УРАНА.

Уран має 17 відомих супутників. Донедавна їх налічували 15. Вони формували два чітких класса:

10 невеликих внутрішніх, дуже слабких за яскравістю, виявлених «Вояджером-2 », і п’яти великих зовнішніх. Усі 15 мають майже кругові орбіти в площині екватора Урана (і, отже, їх розташовано під великим кутом до площині екліптики). Року 1997;го з допомогою 5-метрового Паломарского телескопа групою канадських вчених були виявлено решта 2 крихітних і слабких за яскравістю супутника. На комбінації знімків телескопа імені Хаббла видно рух згодом супутників Урана. Неважко відрізнити характер цього видимого руху від усунення які у зору звезд.

Імена всіх супутників Урана їх позичили в героїв Шекспіра. |Супутник |Відстань |Радіус |Маса |Хто відкрив |Рік | | |від Урана |(км) |(кг) | |Відкриття | | |(тис. км) | | | | | |Корделия |50 |13 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Офелія |54 |16 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Бьянка |59 |22 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Кресcидия |62 |33 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Дездемона |63 |29 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Джульєтта |64 |42 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Портия |66 |55 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Росалинда |70 |27 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Белинда |75 |34 |? |1986 | «Вояджер-2 «| |Пак |86 |77 |? |1985 | «Вояджер-2 «| |Миранда |130 |236 |6.30.101|1948 |Койпер | | | | |9 | | | |Арієль |191 |579 |1.27.102|1851 |Лассель | | | | |1 | | | |Умбриэль |266 |585 |1.27.102|1851 |Лассель | | | | |1 | | | |Титания |436 |789 |3.49.102|1787 |Гершель | | | | |1 | | | |Оберон |583 |761 |3.03.102|1787 |Гершель | | | | |1 | | | |Калибан |7 200 (?) |60 (?) |? |1997 |Глэдмен і ко | |Сикоракс |12 200 (?) |120 (?) |? |1997 |Глэдмен і ко | |Місяць |387 |1600 |7.4.1022|————— |————— |.

Зображення вже відкритих п’яти найбільших супутників, отримані «Вояждером », виявили складні поверхні, що характеризують бурхливе геологічне минуле цих космічних тіл. Камери також відшукали 10 колись невідомих спутников.

Попередній аналіз показує, що п’ять великих супутників — сукупність крижаних брил. Великі супутники Урана на 50 відсотків складаються з водяного льоду, на 20 відсотків — з вуглецевих і азотних сполук, на 30 відсотків — із різних сполук кремнію — силікатів. Їх поверхні, майже монотонно темно-сірі, носять сліди геологічної истории.

Титания, наприклад, виділяється величезними системами тріщин і каньйонами, що свідчить про певний період активної геологічної діяльність у минулому цього супутника. Ці деталі можуть бути результатом тектонічних переміщень коры.

Арієль має надзвичайно яскраву і, можливо, геологічно наймолодшу поверхню в супутникового системі Урана. Вона, переважно, позбавлена кратерів, великих, ніж 50 кілометрів на діаметрі. Це зазначає, що що у околоурановом просторі дрібні метеори згладжують, під час падіння на поверхню, великі рельєфні образования.

Поверхня Умбриэль давня і темна, очевидно, у неї схильна до небагатьом геологічним процесам. Темні тону поверхні Умбриэль можуть бути наслідком покриття пилюкою й невеликими уламками колись які перебували у околицях орбіти цього супутника. Оберон, самий зовнішній з п’яти великих супутників, також має стару, вкриту кратерами поверхню, з неяскравими слідами внутрішньої деятельности.

М Є П Т У Н.

СПІЛЬНІ СВЕДЕНИЯ.

Нептун — восьма планета від поверхні Сонця, велика планета Сонячної системи, належить до планет — гігантам. Її орбіта перетинається з орбітою Плутона в певних місцях. Ще орбіту Нептуна перетинає комета Галілея. Астрологічний знак Нептуна J.

Нептун рухається навколо Сонця по еліптичної, близька до кругової (ексцентриситет 0, 009), орбіті; його середнє відстань від поверхні Сонця за 30 я, 058 разів більше, ніж в Землі, що становить приблизно 4500 млн. км. Це означає, що світ Сонця сягає Нептуна трохи більш як за 4 години. Тривалість року, тобто певний час самого повного обороту навколо Сонця 164,8 земних років. Екваторіальний радіус планети 24 750 км., що майже в чотири рази перевершує радіус Землі, притому власне обертання настільки швидке, що добу на Нептуні тривають всього 17,8 годин. Хоча середня щільність Нептуна, рівна 1,67 г/см3, майже втричі менше земної, його маса через великі розмірів планети в 17,2 рази більше, ніж в Землі. Нептун виглядає на небі як зірка 7,8 зоряної величини (недоступна неозброєним оком); при сильному збільшенні має вигляд зеленуватого диска, позбавленого будь-яких деталей.

Нептун віддалений від Сонця на 30 а.є., діаметр планети — 49,5 тис. км, що близько 4-х земних, маса — близько 17 мас Землі. Період звернення навколо центрального світила — 165 неповних років. Середня температура — 55 До. У римської міфології Нептун (Греч. Посейдон) був богом моря.

На момент (1997;й рік), Нептун — найдальша ми планета, бо з причин вытянутости орбіти Плутона, з 1979;го до липня 1999; го року остання планета знаходиться ближче до Сонцю. У мають невеликі оптичні інструменти є унікальна змогу роздивитися саму далеку планету Сонячної системи. («Можливість була… «- свіжа приписка. Я, має благеньку 6-сантиметровую ЗРМ її втратив. А ви? Я також провів унікальні спостереження планети Нептун протягом кількох днів, коли вона ще була найвіддаленішу Землі, але вже самої далекою від Сонця. Таке цікаве взаємне розташування Сонця, Землі та Нептуна тривало початку по 24 червня 1999 року, а й через пізнього сходу Нептуна, появи тільки ясновельможному нічному небі червня, зробити подвиг виходило лише 23- го числа).

З 1994;го року проводяться дослідження планети з допомогою телескопа імені Хаббла. І на цій парі отриманих зображень представлені два півкулі Нептуна. Ще чотири знімка цього телескопа заховано у фотоаппарате.

Велике Темне Пляма. Після прольоту «Вояджера-2 «повз планети, найбільш відомої деталлю на Нептуні стало Велике Темне Пляма на південній півкулі. В двічі менш як Велике Червоне Пляма Юпітера (тобто. в діаметрі приблизно однакова Землі). Вітри Нептуна несли Велике Темне Пляма на захід зі швидкістю 300 метрів в секунду. «Вояджер-2 «також бачив менше темне пляма на південній півкулі і невеличке непостійне біле хмару. Воно могло бути потоком, який відходить нижніх верств атмосфери до верхнім, але справжня природа його поки що залишається тайной.

Цікаво, що спостереження на HST 1994;го року показали, що Велике Темне Пляма зникло. Воно чи навіть розсіялося чи, на сьогодні, закрито іншими частинами атмосфери. Кілька місяців, HST виявив нове темне Пляма на північ півкулі Нептуна. Це зазначає, що атмосфера Нептуна змінюється швидко, можливо, через легких змін — у температурах верхніх і нижніх хмар. На трьох знімках справа показано рух хмар у районі Пятна.

Нептун має магнітним полем, напруженість якого на полюсах приблизно ще більше, ніж Земле.

Ефективна температура поверхневих областей прибл. 38 До, зате принаймні наближення до центра планети вона до (12−14) · 103 До при тиску 7−8 мегабар.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД, ФІЗИЧНІ УМОВИ І БУДОВА НЕПТУНА.

Будова й створили набір складових Нептун елементів, мабуть, подібні Урану: різні «льоди «чи затверділі гази з одержанием близько 15% водню і невеликої кількості гелію. Як вона та Уран, і на відміну від Юпітера з Сатурном, Нептун, можливо, немає чіткого внутрішнього розшарування. Але найбільше мабуть, він має невеличке тверде ядро (який дорівнюється масі Землі). Атмосфера Нептуна — це, по більшу частину, водень і гелій з низькою домішкою метану: синій колір Нептуна є наслідком поглинання червоного світла атмосфері цим газом, як у Уране.

Подібно типовою газової планеті, Нептун славиться великими бурями і вихорами, швидкими вітрами, дующими на обмежених шпальтах, паралельним екватору. На Нептуні самі швидкі в Сонячну систему вітри, вони розганяються до 2200 км/год. Вітри дмухають на Нептуні у напрямку, проти обертання планети. Зауважте, що з планет-велетнів швидкість потоків і течій у тому атмосферах збільшується з відстанню від поверхні Сонця. Ця закономірність немає поки що ніякої пояснення. На знімках помітні хмари у атмосфері Нептуна. Подібно Юпітера і Сатурну, Нептун має внутрішній джерело тепла — він випромінює більш ніж дві з половиною разу більше енергії, ніж одержує вигоду від Солнца.

ІСТОРІЯ ОТКРЫТИЙ.

Потому, як і 1781 р. У. Гершель відкрив Уран і розрахував параметри його орбіти, незабаром виявилися загадкові аномалії рухається цієї планети воно то «відставало» від розрахункового, то випереджало його. Орбіта Урана не відповідала закону Ньютона. І це наштовхнуло на думку про існування ще однієї планети за Ураном, яка б своїм гравітаційним притяганням спотворювати траєкторію руху 7-й планеты.

У 1832 р. в звіті Британської Асоціації розвитку науки Дж. Эри, який згодом став королівським астрономом, зазначав, що з 11 років помилка вагітною Урана досягла майже півхвилини дуги. Невдовзі по опублікування звіту Эри дістав листа від Британського астронома-любителя, преподобного доктора Хассея, лист, у якому висувалось припущення, що це аномалії обумовлені впливом поки що невідкритою «заурановой «планети. Повидимому, це були першим пропозицією шукати «збурював настрої» планету. Эри не схвалив ідею Хассея, і пошуки були начаты.

А протягом року доти талановитий молодий студент Дж. До. Адамс зазначив у своїх записах: «На початку цього тижня з’явилася думку зайнятися відразу ж потрапляє після отримання ступеня дослідженням аномалій рухається Урана, які до цього часу не пояснити. Треба знайти, чи зумовлюватися впливом які перебувають його невідкритою планети і, якщо можливо, визначити хоча б приблизно елементи її орбіти, що може спричинити до її открытию».

Адамс отримав таку можливість розпочати вирішення це завдання лише два роки, і до жовтня 1843 р. попередні обчислення були закінчено. Адамс вирішив показати їх Эри, проте зустрітися ще з королівським астрономом йому вдалося. Адамсові залишалося лише повернутися до Кембридж, залишивши для Эри результати проведених рачетов. З причин Эри відреагував працювати Адамса негативно, ціною чого й стала втрата Англією пріоритету у відкритті навой планеты.

Незалежно від Адамса над проблемою заурановой планети працював у Франції У. Ж. Леверье. 10 ноября.

1845 р. він представив Французької АН результати своєї теоретичного аналізу руху Урана, зауваживши на висновок про розбіжностями між даними спостережень і обгрунтованість розрахунків: «Це можна пояснити впливом чинника, що його оціню у другому тракті». Такі оцінки було проведено першої половині 1846 р. Успіху справи допомогло пропозицію, що бажана планета рухається, відповідно до емпіричним Тициуса Боде правилом, орбітою, радіус якої дорівнює улаштованому радіусу орбіти Урана, І що орбіта має дуже маленький нахил до площині екліптики. Леверье виступив із зазначенням, де слід шукати нову планету.

Отримавши другий тракт Леверье, эри звернув увагу до дуже близьке збіг результатів досліджень Адамса і Леверье, які стосуються руху гаданої планети, возмущающей рух Урана, і навіть підкреслив це спеціальному засіданні Ради інспекторів Грінвіча. Але він, як й раніше, не поспішав розпочати пошук і почав клопотатися про неї лише у липні 1846 р., зрозумівши, яке обурення може викликати згодом його пассивность.

Тим часом Леверье 31 серпня 1846 р. закінчив ще одне дослідження, у якому отримали остаточна система елементів орбіти шуканої планети і зазначено її місце на небі. Але в Франції, як й у Англії, астрономи не все преступали до пошукам, і 18 вересня Леверье звернувся безпосередньо до І. Галле, асистента Берлінської обсерваторії, 23 вересня разом із студентом Дарре розпочав пошуки. Обчислення їх базувалися на результатах спостережень Юпітера, Сатурна і самої Урана. У ж вечір планета було виявлено, вона лише у 52 від можливого місця. Звістка про відкриття планети «на кінчику пера», що було однією з найяскравіших тріумфів небесної механіки, невдовзі облетіла весь науковий світ. По усталеним традиції планета отримав назву Нептун на вшанування античного бога.

Рік між Францією і Англією йшла боротьба за пріоритет відкриття, до котрої я, як і це часто буває, самі герої безпосередньо відносини не мали. Зокрема, між Адамсом і Леверье встановилося повне порозуміння, і вони залишались друзями остаточно жизни.

СУПУТНИКИ НЕТУНА.

У Нептуна є 8 відомих супутників: 4 маленьких, 3 середніх і одну большой.

Тритон.

Найбільший із супутників, супутник Нептуна, відкритий У. Ласселом (о.Мальта, 1846 р.). Відстань від Нептуна 394 700 км., сидерический період звернення 5 сут. 21 год. 3 хв., діаметр прибл. 3200 км. І радіус 1600 км., що небагатьом (на 138 км.) менше радіуса Місяця, хоча маса його за порядок менше. Можливо, має атмосферу.

Розмір найбільшого супутника планети — Тритона — близький до величини Місяця, а масі він поступається їй у 3,5 разу. Це майже єдиний супутник Сонячної системи який звертається навколо своєї планети у протилежний бік обертання самої планети навколо своєї осі. Багато підозрюють, що Тритон — захоплена колись Нептуном самостійна планета.

У Тритона велика відбивна здатність — 60−90% (Місяць —12%), так як і великий свою частиною складається з водяного льда.

У Тритона було виявлено незначна газова оболонка, тиск якої лежить на поверхні в 70.000 разів менша земного атмосферного тиску. Походження цієї атмосфери, яка б давно розсіятися, було пояснено частими виверження, пополняющими її газами. Коли ж були отримані знімки Тритона, то, на крижаної поверхні були справді помічені гейзероподобные виверження азоту NO та темних частинок пилу різного розміру. Усе це розсіюється в навколишньому просторі. Є припущення, що, після захоплення Нептуном супутник розігрівся приливними силами, і він було навіть рідким перший мільярд років по його захоплення. Можливо, в надрах своїх як раніше зберіг це агрегатний стан. Поверхня Тритона нагадує супутники Юпітера: Європу, Ганімед, Іо, і навіть Аріель Урана. Своїм подобою полярних шапок (малюнку справа, трохи вище) він схожий з Марсом.

Нереида.

Нерейда — друге за величиною супутник Нептуна. Середнє відстань від Нептуна 6,2 млн. км., діаметр близько 200 км., і радіус 100 км.

Нереїда — найбільш далека від Нептуна супутник з відомих. Вона робить один виток навколо планети за 360 днів, тобто. майже земної рік. Орбіта Нереїди сильно витягнута, її ексцентриситет становить цілих 0,75. Найбільше відстань від супутника до планети перевищує найменше всемеро. Нереїда було відкрито 1949;му року Койпером (США). Тільки Тритону пощастило також бути відкритим з Землі у системі Нептуна.

Протеус.

Цей супутник є третьою за величиною у ній супутників Нептуна. Він також є третьою по віддаленості від планети: далі нього рухаються лише Тритон і Нереїда. Не скажеш, що це супутник виділяється чимось особливим, але з тих щонайменше він був обраний вченими до створення його тривимірної комп’ютерної моделі, заснованої на знімках «Вояджера 2 «(справа).

Мабуть, опис інших супутників докладним робити годі, оскільки табличні даних про них (і те неповні), цілком вичерпно говорять про них як і справу маленьких планетках, які дуже багато серед супутників планет Сонячної системи. З тих небагатьом даним, що є, важко сказати про їхнє індивідуальності. Хоча, майбутнє напевно дозволить окремим зацікавити астрономов.

Нептун — восьма планета від поверхні Сонця і четверта за величиною серед планет. Попри це 4-те місце, Уран поступається Нептуну у своїй. Нептун то, можливо побачений в бінокль (коли знаєте точно, куди дивитися), але у великий телескоп навряд можна бачити щось, крім невеликого диска. Нептун — досить складна планета для спостережень. Її блиск в протистояння ледь перевалює за 8-ую зоряну величину. Тритон — найбільший і яскравий супутник — не набагато яскравіше 14-ї зоряної величини. Для виявлення диска планети потрібно використовувати великі збільшення. Кільце Нептуна з Землі знайти дуже складно, а візуально — майже невозможно.

Тільки одному космічному апарату «Вояджер 2 «вдалося домогтися настільки ж віддаленій планети, як Нептун. Інші проекти поки… поки лише проекти. Нептун був посещен лише одною космічним кораблем: «Вояджером-2 «25 серпня 1989;го року. Майже всі, що ми знаємо про Нептуні, знаємо завдяки цієї встрече.

КОЛЬЦА НЕПТУНА.

Нептун також має кільця. Вони мусили відкриті при затьмаренні Нептуном однієї із зірок 1981;го року. Спостереження з Землі дозволили побачити лише слабаки дуги замість повних кілець, але фотографії «Вояджера-2 «у серпні 1989;го року засвідчили їхню до розміру. Один із кілець має цікавою викривленою структурою. Подібно Уранових і Юпитеровым, кільця Нептуна дуже темні й будову їх невідомо. Але не завадило обрати імена: саме крайнє - Адамс (що містить три котрі виділяються дуги, які охрестили Свободою, Рівністю і Братством), потім — безіменне кільце, збігалася з орбітою супутника Нептуна Галатеї, слідом — Леверрье (чиї зовнішні розширення названі Лассель і Араго), і, нарешті, слабке, але широке кільце Галле. Як бачимо, назви кілець увічнили тих, хто доклав руку на відкриття Нептуна.

МАГНИТОСФЕРА.

Магнітне полі Нептуна, як і полі Урана, дивно ориентированно і, мабуть, створюється рухами яка проводить речовини (мабуть, води), що у середніх шарах планети, вище ядра. Магнітна вісь нахилена на 47 градусів до осі обертання, що у Землі міг би позначитися в цікавому поведінці магнітної стрілки, адже її думку, «Північний полюс «міг би перебувати південніше Москви… З іншого боку, вісь симетрії магнітного поля Нептуна не проходить через центр планети, а віддалений від нього більше ніж полрадиуса, що дуже схожі на обставини існування магнітного поля навколо Урана. Відповідно, і непередбачуване напруження поля мінливо на поверхні у її місцях і змінюється від третини земного до утроенного. У якоюсь однією точці поверхні полі також мінливо, як і становище і інтенсивність джерела у надрах планети. Випадково, при підльоті до Нептунові, «Вояджер «рухався майже напевно у бік південного магнітного полюси планети, що дозволило ученим проведення цілої низки унікальних досліджень, багато результати до цього часу не позбавлені таємничості і незрозумілості. Було зроблено припущення будову Нептуна. Були виявлено явища у атмосфері, схожі з земними полярними сяйвами. Досліджуючи магнітні явища, «Вояджеру «вдалося точно встановити період обертання Нептуна навколо своєї осі - 16 годин 7 минут.

--------------------------------- Список використаної литературы:

1. Система Сатурна. — М.: Світ, 1993 год.

2. Ф.Л. Вілл. Сім'я Сонця — Сп-Б.:Художественная література, 1995 год.

3. Енциклопедія для дітей. Т. 8. Астрономія. Глав. ред. М. Д. Аксьонова -.

М.: Аванта+, 1997 год.

4. М. Я. Маров. Планети сонячної системи. — М.: Наука, 1996 год.

5. В. А. Бронштен. Планети та його спостереження. — М.: Наука, 1995 год.

6. У. Кауфман. Планети й місяці. — М.: Світ, 1995 год.

7. Е.П. Левітан. Підручник астрономії для 11-х класів. — М.:

Просвітництво, 1994 год.