Солнце: наша звезда

Солнцу земляне обязаны своим существованием, ведь вокруг него образовалась наша планетная система. Благодаря солнечному теплу на одной из планет зародилась жизнь.

Солнце — желтая звезда, принадлежащая к так называемым желтым карликам. По меркам Вселенной она не слишком велика, не очень горяча и не очень стара. Диаметр Солнца равен 109 диаметрам Земли, площадь составляет 11 917,607 площади Земли, объем больше земного в 1 301 018,805 раза, а масса — в 332 982 раза. Температура поверхности газового шара — 6000 К. Существует светило во Вселенной уже 4,59 млрд лет.

Наша звезда, как и большинство других, вырабатывает свою огромную энергию за счет происходящих в ее недрах термоядерных реакций, прежде всего превращения водорода в гелий. По современным научным представлениям, Солнце ожидают еще примерно столько же лет спокойного существования. Будет ли оно таковым для землян — зависит от них.

Меркурий: самая быстрая планета

Самая близкая к Солнцу и самая быстро движущаяся по орбите планета была названа в честь римского бога торговли Меркурия, славившегося своей прыткостью. Эта планета самая маленькая из больших планет Солнечной системы. Оборот вокруг Солнца она совершает за три земных месяца. Поверхность планеты скалиста, покрыта кратерами. Она то раскалена до 400 °С солнечными лучами, то охлаждена до –200 °С. Есть крайне разреженная атмосфера, в 500 млрд раз менее плотная, чем у Земли. Однако в целом природа очень напоминает лунную. Существует гипотеза, что когда-то Меркурий был «луной» Венеры, которая «потеряла» его.

Наблюдать Меркурий с Земли очень трудно: он не отходит далеко от Солнца. Посылать к нему космические аппараты тоже не очень удобно. За все время его изучали только два посланца с Земли. Первым в 1974–1975 гг. был «Маринер-10». С 2008 г. Меркурий находится под постоянным наблюдением АМС «Мессенджер», работающей на его орбите.

Венера: самая горячая планета

Венера — третье по яркости светило для земного наблюдателя после Солнца и Луны. Она видна на утреннем и вечернем небе как ослепительно-яркая звезда.

По размерам и массе Венера почти не отличается от Земли. До начала эры космонавтики многие астрономы считали эти планеты близнецами. Высказывалось предположение, что на Венере может быть жизнь.

Однако в реальности космические аппараты столкнулись с весьма суровыми условиями. Плотная атмосфера планеты (в 92 раза плотнее земной) создает парниковый эффект и нагнетает температуру у поверхности до 464 ºС — это больше, чем у самого близкого к Солнцу Меркурия! По Венере могли бы течь реки из расплавленного свинца. Доподлинно известно, что на этой планете идут дожди из серной кислоты.

Космические аппараты не выдерживают на поверхности Венеры и нескольких часов работы. Такую негостеприимную планету лучше изучать с орбиты. Несмотря на плотный облачный покров, методом радиолокации удалось составить топографические карты Венеры.

Земля: самая родная планета

Мы привыкли считать нашу планету необъятным миром — и пусть это будет так, пусть никогда не потеряют для нас своего величия и красоты горы и пустыни, моря и реки, города и леса. Однако земляне должны помнить, что все то, чем мы владеем, — это всего лишь маленькая планета вокруг небольшой звезды в огромной Вселенной.

Земля образовалась примерно 4,5 млрд лет назад у молодого Солнца. Примерно в то же время у нее возник и спутник — Луна. В течение первого миллиарда лет существования Земли на ней появились первые живые организмы. Пока нет сведений о жизни на другом небесном теле ни в Солнечной системе, ни вне ее. В последнее время открываются новые планетные системы у других звезд, однако их изучение затруднено непреодолимыми расстояниями. Возможно, в будущем жизнь найдется рядом с нами, а может быть, и межзвездные расстояния станут преодолимыми. Чтобы сохранить шанс на встречу с внеземной жизнью, надо беречь свою.

Луна: наша соседка

Одна из самых популярных гипотез возникновения Луны — это столкновение Земли с небесным телом величиной с Марс 4,5 млрд лет назад. Удар выбил из нашей планеты огромный кусок расплавленной мантии, из которого и образовалась Луна. Она сопровождает Землю практически все время ее существования.

Вращение Луны вокруг Земли и собственной оси имеет равные периоды, из-за чего мы видим с Земли всегда только одну сторону Луны. Эта синхронизация возникла в результате приливного взаимодействия Луны и Земли.

Поверхность Луны покрыта множеством кратеров от ударов метеоритов. Темные лунные моря хоть и не содержат воды, все же отчасти оправдывают свое название — когда-то они были морями жидкой лавы, которая теперь застыла, образовав огромные плоские участки.

Моря — самые крупные темные детали на Луне. Они различимы даже невооруженным глазом.

Луна — первое небесное тело, где побывали люди, и именно здесь будут построены первые внеземные поселения.

Марс: самая загадочная планета

Сколько надежд связано у человечества с этой планетой! О полетах на Марс и встречах с марсианами написаны целые библиотеки фантастики! Марсиане в представлении писателей и добрые, и злые, и намного превосходящие нас в развитии, и более примитивные.

Надо признать, что пищу писателям дали ученые, в конце XIX в. всерьез говорившие о возможности на Марсе жизни и даже обитания там разумных существ.

На сегодня установлено, что Марс с его разреженной атмосферой, малым количеством воды, холодным климатом мало пригоден для жизни. Однако интрига остается. Расчеты показывают, что таким Марс был не всегда. Миллионы и миллиарды лет назад атмосфера была плотнее, климат умереннее, по планете текла жидкая вода. В метеоритах марсианского происхождения, найденных на Земле, иногда обнаруживают окаменелости, похожие на земных бактерий. Являются ли они именно микроорганизмами, еще не доказано.

Загадку жизни на Марсе пытается разгадать марсоход «Кьюриосити».

Пылевой смерч на Марсе: буйство инопланетной стихии

Может показаться странным, но иногда мы лучше знаем поверхность других планет Солнечной системы, чем собственную планету, несмотря на то, что ее можно обозревать из космоса. Объясняется это тем, что Земля покрыта океанами и лесами, ее довольно плотная атмосфера тоже создает помехи.

Марс, на орбите и поверхности которого последние десятилетия непрерывно несут службу различные космические аппараты, изучен и сфотографирован буквально вдоль и поперек. Мельчайшие детали, видимые с его орбиты аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter, достигают всего 30 см.

Однако порой у аппаратов-наблюдателей бывают помехи. Атмосфера Марса хоть и разреженная, но неспокойная. Иногда в ней поднимаются пылевые бури, охватывающие всю планету! По поверхности Марса проносятся пылевые смерчи размером с земные торнадо. Красная планета далеко не статичный мир.

Долина Маринера: гигантский каньон на красной планете

Многие слышали о Большом Каньоне в штате Аризона, США. Он прорезан рекой Колорадо, тянется почти на 500 км, ширина его достигает 30 км, глубина — 1300 м.

Однако на Марсе, который гораздо меньше нашей планеты, имеется куда более грандиозное чудо природы. Гигантская трещина, видимая на фотографиях, тянется почти на две трети диаметра марсианского диска. В длину она достигает более 3000 км, в ширину — 800 (больше чем вся длина аризонского каньона!), а глубина ее составляет 11 км. Большинство ученых считают, что трещина возникла в ранние периоды существования Марса, несколько миллиардов лет назад, когда планета остывала. Впоследствии процессы эрозии увеличили ширину трещины.

Веста: астероид крупным планом

Тысячи маленьких небесных тел астероидов бороздят просторы Солнечной системы. Они имеют неправильную осколочную форму, однако при этом могут достигать 500 км в диаметре, как Веста.

Веста — четвертый по времени открытия астероид (1807 г.) и самый Тип: астероид Год: 1325 суток (3,6 года) Сутки: 5,3 ч Среднее расстояние от Солнца: 353 201 000 км (2,4 а. е.) Диаметр: 530 (578×560×458) км Масса: 2,59 · 1020 кг яркий из всех. В моменты наибольшего сближения с Землей Веста светит, как звезда 5-й величины. На темном небе ее можно разглядеть невооруженным глазом.

По размеру среди астероидов Веста — вторая после Паллады, поскольку в новой классификации из-за правильной шарообразной формы Церера была отнесена учеными не к астероидам, а к карликовым планетам.

В 2011–2012 гг. космический аппарат Dawn («Рассвет») работал на орбите вокруг Весты и передал на Землю ее подробные снимки. Кратеры на них названы именами весталок — жриц римской богини Весты, чье имя носит астероид.

Юпитер: самая большая планета

Юпитер — крупнейшая из планет, обращающихся вокруг Солнца. Он в 11 раз больше Земли. У Юпитера нет твердой поверхности. Большую часть этой планеты составляет атмосфера, в состав которой входят водород, гелий, аммиак. Ниже ее находятся слои жидкого и металлического водорода и только под ними, возможно, твердое каменное ядро.

Такое строение делает Юпитер представителем класса планет-гигантов (кроме него в Солнечной системе этот класс представлен Сатурном, Ураном и Нептуном). Юпитер также может считаться «неудавшейся звездой»: для того чтобы в его ядре запустились термоядерные реакции, ему не хватает только размера и массы.

Большое Красное Пятно: вихрь-рекордсмен

На Земле погодные явления — символ переменчивости. Шторм сменяется штилем, засуха — дождями. Тропические ураганы причиняют много бед, но после распадаются. Ураган, который бушует непрерывно уже три с половиной века, наблюдается в атмосфере Юпитера и носит название Большое Красное Пятно.

Впервые его зафиксировал Джованни Кассини в 1665 г. С тех пор астрономы непрерывно наблюдают этот гигантский облачный вихрь. Он постоянно меняется, немного уменьшается и бледнеет. Однако его размеры и сейчас значительно больше Земли. Скорость ветра внутри вихря превышает 500 км/ч.

На Юпитере есть и другие долгоживущие пятна-ураганы. Некоторые из них наблюдаются десятилетиями. Пятна сталкиваются, иногда сливаются между собой или расходятся целыми. Природа их образования и поведения во многом еще не ясна.

Ио: большие вулканы на небольшом спутнике

Юпитер находится в отдаленной от Солнца области нашей планетной системы. Казалось бы, его спутники должны быть покрыты вечной мерзлотой и пребывать в вечном покое. Однако один из спутников Юпитера считается самым активным местом в Солнечной системе. Ио — ближайший к Юпитеру крупный спутник, немного больше Луны. На этой маленькой планете расположено более 400 действующих вулканов. Из них извергается сера, и выбросы настолько мощны, что поднимаются на высоту до 500 км. Такой же длины достигают потоки лавы. Некоторые горы, поднявшиеся в результате сжатия коры спутника, выше земного Эвереста.

Большинство ученых причинами такой необыкновенной активности считают трение, возникающее в результате приливного воздействия со стороны Юпитера и других крупных спутников (Европы, Ганимеда, Каллисто) и разогревающее Ио.

Европа: подледный оазис в космическом холоде

У Юпитера имеется спутник Европа, названный в честь персонажа античной мифологии, финикийской царевны, возлюбленной Зевса-Юпитера. Впрочем, земная Европа тоже обязана своим названием именно ей.

Этот спутник сейчас приковывает к себе внимание ученых. Имеются убедительные доказательства, что под толстой ледяной корой находится океан жидкой воды. Причина его наличия — тот же разогрев недр спутника приливными силами, который вызвал вулканизм на Ио. Оценка толщины льда, покрывающего спутник, — 10–30 км, а глубины океана около 100 км. Общий объем океана, согласно расчетам, в два раза больше Мирового океана Земли.

Оптимисты надеются, что в океане может существовать жизнь. Скептики предполагают, что вода может быть насыщена губительными для жизни веществами, быть слишком холодной или слишком соленой. Все прояснят дальнейшие исследования.

Сатурн: самая эффектная планета

Сатурн очень популярен у широкой публики благодаря своему эффектному внешнему виду. Его окружает самая заметная система колец среди планет Солнечной системы (тонкие кольца есть у всех планет-гигантов). Кольца — это миллиарды мельчайших частиц, вращающихся вокруг планеты, ее микроспутников. Состав их в основном ледяной с примесью каменных частиц.

Хотя Сатурн является второй по размеру и массе планетой Солнечной системы, это единственная планета, чья средняя плотность меньше плотности воды. Экваториальный радиус Сатурна заметно больше полярного. Это легко объясняется высокой скоростью вращения и низкой плотностью газовой планеты. Сплюснутость Сатурна на полюсах легко заметна даже в любительские телескопы. В полярных областях Сатурна наблюдаются очень мощные сияния — самые грандиозные по масштабу явления в Солнечной системе.

Титан: метановые водоемы и дожди

Титан — один из самых больших спутников в Солнечной системе: он превосходит размерами и Луну, и даже планету Меркурий. Больше него среди спутников лишь Ганимед у Юпитера.

Титан уникален своей плотной атмосферой. Ни один другой спутник не имеет визуально заметной газовой оболочки, а у Титана она настолько плотная, что затрудняет наблюдения рельефа спутника, а атмосферное давление у его поверхности в 1,5 раза превышает земное.

Состоит атмосфера в основном из азота с примесью метана и аргона. Поскольку на Титане очень холодно (−179,5 °C), газы встречаются на этом небесном теле и в твердом, и в жидком состоянии. В атмосфере Титана плавают облака из метана, и метаноэтановые снег и дождь выпадают на поверхность. Более того, на спутнике плещутся метановые озера, сравнимые по размерам с Каспийским морем! Несмотря на столь экзотические условия, некоторые ученые не исключают существование на Титане жизни (например, на основе метана), а также развитие жизни в будущем.

Энцелад: мирок ледяных гейзеров

Земная жизнь существует на водной основе, поэтому понятны попытки ученых искать ее там, где есть жидкая вода. На Марсе ее почти нет, на Европе она скрыта многокилометровым слоем льда.

Однако неожиданно жидкая вода обнаружилась там, где ее совсем не ожидали найти. Энцелад — небольшой спутник Сатурна диаметром всего около 500 км. Характер его поверхности — ровные поля с затянувшимися «морщинами» — явно указывает на то, что под ледяной корой тоже скрывается океан. К удивлению ученых, на Энцеладе обнаружились также гейзеры, выбрасывающие воду в космическое пространство. Это снова подняло вопрос о возможности существования жизни. Никогда прежде ее не предполагалось искать на таком маленьком небесном теле. По результатам исследования АМС «Кассини», вода на Энцеладе близка по составу к земной.

Мимас: самый маленький шар

В настоящее время принадлежность небесного тела к планетам или карликовым планетам определяется в том числе его формой — она должна быть близкой к шаровой и сформироваться под действием собственной гравитации. Все, что не имеет шаровой формы, — астероид. По этой причине близкие по размеру тела, например Церера и Паллада, относятся к разным типам.

Спутник Сатурна Мимас всего около 400 км в диаметре. Тем не менее, он имеет достаточно правильную форму шара, не считая изрытой кратерами поверхности и одного из кратеров — внушительного даже для большой планеты, а на Мимасе занимающего практически половину полушария. Предположительно, это след от столкновения с астероидом. Данный эффектный кратер получил название в честь открывшего Мимас астронома Уильяма Гершеля.

Уран: планета, одурачившая астрономов

Уран — седьмая планета в порядке удаленности от Солнца. Его видимый блеск колеблется в пределах 5–6-й звездной величины, его можно наблюдать невооруженным глазом. Среди других слабых звезд Уран настолько неприметен и так медленно движется, что многие астрономы, наблюдая в телескопы, принимали его за звезду и заносили в звездные каталоги под разными номерами. Диск планеты различим только при больших увеличениях, что добавляло путаницы.

Открыл планету великий английский астроном-наблюдатель Уильям Гершель в 1781 г. Уран принадлежит к планетам-гигантам, хотя он заметно меньше Юпитера и Сатурна. Скорее всего, у него тоже нет твердой поверхности. Атмосфера планеты очень спокойная: по сравнению с Юпитером, Сатурном и даже похожим на него Нептуном в ней наблюдается мало деталей, полос и вихрей. Возможно, причина в том, что на Уране очень холодно (–224 °C), даже холоднее, чем на более отдаленных Нептуне и Плутоне, хотя объяснения этому пока нет.

Нептун: самая далекая планета

В настоящее время, после того как Плутон стали считать представителем класса карликовых планет, Нептун является самой дальней большой планетой Солнечной системы. У этого холодного газового гиганта интересная история. После того как Уильям Гершель открыл Уран, астрономы стали находить неправильности в движении этой планеты по рассчитанной для нее орбите. Возникло предположение, что движение Урана искажает гравитация еще одной, до сих пор неизвестной планеты. Математики Джон Адамс и Урбен Леверье рассчитали орбиту и положение этой планеты на небе — и 23 сентября 1846 г. она была найдена. Открыл новую планету астроном Берлинской обсерватории Иоганн Готфрид Галле.

Нептун очень похож на Уран, но его атмосфера намного более активна. Облачные полосы и вихри — частое явление на этой планете. Кроме того, на ней дуют чрезвычайно мощные ветры со скоростью до 600 км/ч.

Обе дальние планеты-гиганты мало исследованы космическими аппаратами. Мимо них пролетал лишь «Вояджер-2» в 1986 и 1989 гг.

Плутон: планета-самозванец

Судьба Плутона в астрономической науке пестрит взлетами и падениями. В начале XX в. ученые искали «планету X», ответственную за все еще остававшиеся неправильности движения Урана. В результате 13 марта 1930 г. в окрестностях предсказанного участка неба был открыт Плутон. Впоследствии оказалось, что он слишком мал, чтобы влиять на Уран, да и отклонения в орбите последнего получили другое объяснение — была неверно определена масса Нептуна. В 2006 г. ученые лишили Плутон статуса планеты, переведя его в группу карликовых планет. Их отличие от астероидов — в правильной шарообразной форме, а от планет — в неспособности очистить своим гравитационным полем окрестности орбиты от других крупных тел.

Плутон так мал и так далек, что до сих пор нет четкого изображения его поверхности. На встречу с ним летит АМС «Новые горизонты», которая должна достигнуть его в 2015 г. Планируется, что она проведет исследования Плутона и самого крупного из его спутников — Харона.

Комета Хейла — Боппа: комета-марафонец

Люди с древних времен наблюдали странные светила с длинными туманными хвостами. В них видели то пугающие, то счастливые знамения. Теперь известно, что ядра комет состоят изо льда и камня, а хвосты возникают, когда Солнце испаряет лед с поверхности ядра. Комета Хейла — Боппа стала самой наблюдаемой кометой XX в. Ее открыли в 1995 г., за два года до прохождения перигелия — точки максимального приближения к Солнцу, и сразу стали предсказывать очень большую яркость. В мае 1996 г. комета стала видна невооруженным глазом. В марте — апреле 1997 г. ее блеск превышал 1 величину, и только в конце этого года она перестала быть видимой без помощи оптики, просияв на небе 18 месяцев — больше, чем все остальные известные кометы. Если с кометой ничего не случится в космических просторах, то она вернется приблизительно в 4390 г.

Комета ISON: несбывшиеся надежды

Непредсказуемость комет часто играет злую шутку с учеными и публикой, охочей до сенсаций. Комету ISON открыли в 2012 г. астрономы В. Невский (Беларусь) и А. Новичонок (Россия). В ноябре 2013 г. она должна была приблизиться к Солнцу. Исходя из того что было известно о комете, некоторые ученые предположили, что она может стать очень яркой, сравнявшись в блеске с полной Луной, и видимой на дневном небе. С начала 2013 г. появились сомнения в оправданности этих прогнозов — комета не набирала яркость. Однако СМИ уже вовсю трубили о «комете века».

В ноябре комета все-таки начала разгораться и в последние недели перед сближением с Солнцем стала видна невооруженным глазом, хотя обнаружить ее на фоне утренней зари было трудно. Предполагалось, что, подобно некоторым своим предшественницам, она устроит «шоу» после прохождения перигелия. Однако 28 ноября, пролетев всего в 1 млн км от поверхности Солнца, комета разрушилась. Теперь по ее орбите движутся лишь мелкие частицы пыли.

Комета Макнота: яркая неожиданность

Кометы очень непредсказуемые светила. Довольно трудно предугадать их яркость и поведение при сближении с Солнцем.

Эта комета была открыта в 2006 г. и названа по фамилии открывателя Роберта Макнота. Предполагалось, что она будет видна невооруженным глазом, но не достигнет высокой яркости. Приблизившись к Солнцу, комета начала набирать блеск гораздо более быстрыми темпами, чем предсказывали ученые. В январе 2007 г. ее яркость некоторое время превышала яркость Венеры. Комета устроила феерическое зрелище для жителей Южного полушария Земли, распустив по небу огромный изогнутый хвост.

Орбиты комет — сильно вытянутые конические сечения: эллипсы, параболы и гиперболы. Нередки случаи, когда комета приближается к Солнцу один-единственный раз и, обогнув его, улетает навсегда. По такой орбите двигалась и комета Макнота. Однако притяжения Солнца и планет изменило ее, теперь она будет вращаться вокруг Солнца с колоссальным периодом порядка 92 000 лет.