Секреты Солнечной системы
Наша Солнечная система хранит еще немало тайн и загадок. Известно ли вам, к примеру, что наличие жизни исследователи предполагали найти не только на Луне, Марсе и Венере, но даже на самом Солнце? На чем основаны подобные суждения? Являются ли они чистой воды заблуждениями или имеют некую фактическую основу?
«Гео» или «гелио»?
В 2014 году научная общественность отметила 450-летие Галилео Галилея. Того самого, который верил, что Земля все-таки вертится вокруг Солнца, а не наоборот, светило обходит вокруг планеты, как утверждали церковники. А чем он еще прославился? Какие заблуждения опроверг?..
Рыжеволосый Галилей был очень одаренным человеком. Уже в 23 года сын небогатого дворянина из города Пиза был назначен профессором Пизанского университета, где стал читать лекции по математике и философии.
В 1592 году он переехал в Падую и в течение 18 лет был профессором местного университета. Именно здесь были сделаны основные открытия, принесшие ему мировую славу. Именно здесь он начал борьбу за систему Коперника, в справедливость которой, наверное, поверил еще в Пизе, но защиту которой считал очень трудным делом.
Дело в том, что еще будучи студентом, которого заставили изучать геоцентрическую теорию Птолемея, полагавшего, что все планеты и Солнце вращаются вокруг Земли, Галилей нашел эту теорию не убедительной. Став профессором, Галилей стал разрабатывать собственную теорию движения небесных тел, исследовал новые принципы механики, в том числе разработал теорию движения по наклонной плоскости, теорию свободного падения, полета тела по параболе под углом к горизонту, когда оно брошено, разобрался с колебаниями маятника. Но он нигде свои работы не публиковал. И даже был вынужден преподавать в университете теорию Птолемея, в которую сам не верил. Однако она значилась в официальной программе обучения. Галилей же прекрасно понимал, что скажи он хоть слово против Птолемея с кафедры, как мгновенно вылетит из университета. А путь в науку он ощущал как вариант карьеры, как наискорейший способ благодаря собственному уму добиться статуса в обществе, богатства.
Поэтому он довольно много усилий тратил не только на чисто научные исследования, но на прикладные изобретения и разработки, имевшие коммерческую ценность. Например, он усовершенствовал телескоп. Увидев это изобретение голландцев в Венеции, он тут же понял, что перед ним не только инструмент познания Вселенной, но и прибор, на котором можно неплохо заработать. Галилей наладил производство подзорных труб для моряков, купцов и путешественников и стал продавать инструменты. Понятно, не в убыток себе…
Галилей перед римской инквизицией. Художник К. Банти. 1857 г.
А по вечерам он не только смотрел в ночное небо, разглядывая, например, Луну и другие планеты, но и размышлял об устройстве Вселенной, в частности, Солнечной системы.
Возникновение гелиоцентрической теории обычно связывают все-таки с именем Николая Коперника, чью книгу, кстати, переводил Галилей. Но ведь не Коперник ее открыл. Первым гелиоцентрическую систему придумал еще Аристарх Самосский в Древней Греции. И Галилею об этом было хорошо известно.
Однако знал он и то, что христианская церковь приняла на вооружение геоцентрическую концепцию Аристотеля и Птолемея как официально утвержденную точку зрения. А с догмами церкви спорить опасно. И Галилей копил силы, искал возможности высказать иную точку зрения, не наступая на больные мозоли.
С 1610 года начинается новый этап в жизни ученого. Борьба за признание правоты Коперника, как и предполагал Галилей, оказалась весьма тяжелой. Сторонники старых догм не желали осознать свою неправоту перед лицом новых научных фактов. Напротив, они перешли в решительное наступление. Учение Коперника громили в церковных проповедях. Заодно доставалось и Галилею, поскольку слухи о том, что он придерживается подобной же точки зрения, все же разошлись достаточно широко.
В конце концов, упрямым ученым заинтересовался сам папа римский. Галилея вызвали в Рим. Старый больной человек (ему в то время было уже около 70 лет) просит отсрочки, чтобы поправить свое здоровье. Но папа неумолим, и ученого доставляют к нему на носилках. Начинается расследование инквизиции, которое длится три месяца. И все это время Галилея подвергают «строгому испытанию».
Пытали ли при этом престарелого ученого или только грозили пытками, так до сих пор и не ясно. Во всяком случае, инквизиция добилась своего: 22 июня 1633 года состоялось отречение Галилея от прежней точки зрения по тексту, заготовленному его мучителями. Таким образом, Галилей спасся от костра или иной мучительной казни. И кто может попенять ему за это? Ведь тем самым он спас не только себя, но заодно и свое учение…
А что ученый фактически оставался верен самому себе, говорит такой факт. Будучи под надзором инквизиции, больной и немощный, он тем не менее нашел в себе силы закончить еще одну книгу – «Беседы о двух новых науках», из которой очевидно: Галилей продолжал думать по-прежнему.
Говорят, даже в самый момент отречения он нашел в себе силы прошептать: «А все-таки она вертится!» – имея в виду, что Земля все-таки обращается вокруг Солнца, и никакие отречения не в силах изменить этого факта.
Кое-что о строении светила
За долгую историю цивилизации Солнце поначалу считали костром, разведенным на небесах богами. Затем золотой колесницей, на которой разъезжал Зевс. Сравнительно недавно наше светило стали считать природным термоядерным реактором, в недрах которого водород превращается в гелий, выделяя огромное количество тепла и света. Но вот, похоже, и этой теории приходит конец. В начале ХХI столетия американский профессор Оливер Мануэль предлагает вернуться к истокам. Согласно его версии, Солнце впору считать куском раскаленного железа в печи легендарного Гефеста.
Но, впрочем, лучше все по порядку. Нынешние представления о строении нашего светила частью основаны на прямых наблюдениях, частью на косвенных расчетах теоретиков, которые как бы позволяют заглянуть в его недра.
Выше ядра, ближе к поверхности, находится область, называемая зоной конвекции; циркулирующие в ней потоки газа переносят тепло от горячих недр наружу. Фотосфера – внешняя область Солнца, которую уже можно увидеть. По краю фотосферы на диске Солнца заметен лимб – более темный ободок.
Далее простирается хромосфера – внутренняя часть солнечной атмосферы.
И, наконец, Солнце венчает корона – внешняя часть атмосферы. Содержащийся в ней разреженный и горячий газ может простираться на миллионы километров от светила.
Лучше всего и хромосферу, и корону видно во время солнечных затмений, когда диск Солнца зрительно перекрывается диском Луны куда меньшего размера, но гораздо ближе расположенной.
Впрочем, и когда нет затмения, астрономы, наблюдающие за Солнцем, могут заметить кое-что интересное. Например, в XIX веке исследователи считали, что мы никогда не узнаем, из чего состоит наше светило. Однако прошло не так уж много времени, и ученые научились опознавать вещества по их свечению, по особенностям спектра излучаемого ими света.
Фотография Меркурия
Так вот, солнечный спектр показал, что на светиле есть по меньшей мере около 70 различных веществ. Установлено также, что на 90 % оно состоит из водорода и почти на 10 % – из гелия. На все другие элементы остается менее 0,1 % солнечной массы.
И все-таки профессор кафедры ядерной химии из университета Миссури-Ролла Оливер Мануэль и его ассистенты Джейсон Ли и Бин Ли нашли в себе смелость изложить гипотезу о возможности происхождения и существования «железного светила».
Исследователи полагают, что около 5 млрд лет тому назад в наш сектор Млечного Пути вторглась гигантская сверхновая звезда, размер которой значительно превышал диаметр Солнца. И после взрыва сверхновой из ее ядра образовалось наше Солнце, а из расплесканной по окрестностям материи – планеты.
Причем поскольку ближние к Солнцу планеты образовались из внутренних слоев, а дальние – из материи внешних слоев, они и получились такими разными. На планетах земной группы преобладают тяжелые химические элементы – в частности, есть предположение, что ядро нашей планеты целиком состоит из чистого железа. А вот планеты-гиганты, такие как Юпитер, Сатурн и т. д., большей частью состоят из водорода, метана и других легких элементов и соединений.
Но коли так, логично предположить, что и само Солнце в какой-то мере повторяет строение Солнечной системы. Его внешние слои состоят из водорода и гелия, зато внутри могут скрываться и более тяжелые элементы, в частности, то же железо. Ведь это вещество является одним из самых распространенных химических элементов Вселенной. Так почему же ему не быть и на Солнце?..
Впрочем, это еще не самое удивительное предположение. Некоторые исследователи еще в прошлом, ХХ столетии подумывали о том, что на Солнце могут… обитать живые существа! Их аргумент был таков: солнечные пятна холоднее, чем окружающее их пространство. Если предположить, что Солнце, как и Венера, окружено раскаленными облаками, тогда эти пятна могут быть разрывами в череде облаков, проемами, сквозь которые виднеется поверхность самого светила. Ну а поскольку эти пятна темны, их температура невысока. Значит, в обширной области солнечных пятен вполне могут поселиться некие организмы. Вот такова была гипотеза, возникшая в то время, когда люди настойчиво принялись искать жизнь за пределами нашей планеты – в том числе и на Солнце.
Планета ошибок Или заблуждений?.
Планета номер один Солнечной системы – Меркурий – по космическим меркам находится не так уж далеко и от Земли. Тем не менее до недавних пор о ней было известно довольно мало. Почему? Все дело в том, что Меркурий – ближайшая планета к нашему светилу, и наблюдать за нею с Земли – значит смотреть на Солнце. При таких условиях наблюдения увидеть Меркурий астрономам удается лишь в короткие минуты заката и рассвета, на вечерней и утренней заре.
И все-таки наблюдательные халдейские пастухи, провожая и встречая рассветы и закаты, еще более десяти тысяч лет назад заметили яркие точки на небосводе, сопровождающие дневное светило. То одна из звезд-спутников ненадолго появлялась вслед за солнцем после заката, то другая в предутренние часы возвещала восход светила.
Знали о существовании этих звездочек и древние египтяне, давшие быстрым звездочкам имена богов Сета и Горуса – спутников Великого Ра, бога Солнца. Индусы называли их Буддой и Рохинеей. И лишь древние греки догадались, что наблюдатели видят на закате и восходе одно и то же небесное тело – чрезвычайно юркую в своем движении планету. А жители Древнего Рима назвали ее Меркурием, в честь посланца богов, быстроного покровителя торговли и путешествий, которого скульпторы часто изображали стремительно бегущим юношей с кошельком в руках и крылышками на сандалиях и шлеме.
Фотография Меркурия
Наблюдать за Меркурием действительно очень трудно. Особенно в средних и высоких широтах, где сумерки наступают медленно, а горизонт большей частью закрыт облачностью. Так что неслучайно даже великий польский ученый Николай Коперник не мог заметить изменения его фаз, подобно тому, как мы замечаем фазы Луны. А это было очень важно. Поскольку, разрабатывая гелиоцентрическую систему, Коперник говорил о том, что не Земля, а Солнце находится в центре мира. Противники же его ссылались на Меркурий, якобы опровергавший его гипотезу. «Если Меркурий обращается вокруг Солнца, – говорили они, – то у него должны наблюдаться фазы, подобные лунным»…
Коперник в ответ только разводил руками: у него не было достаточно мощного инструмента, чтобы опровергнуть заблуждения своих оппонентов. И приходилось лишь надеяться, что со временем «люди создадут инструменты, которые так усовершенствуют зрение, что позволят видеть их» (то есть фазы Меркурия).
И он оказался прав. Современные астрономы отчетливо различают: когда Меркурий виден на небе подальше от дневного светила, вид у него точно такой же, как у нашей Луны в первой или последней четверти: в телескоп виден лишь светлый серп. По виду пятен на этом серпе наблюдатели в свое время заключили, что Меркурий повернут к Солнцу все время только одной стороной, так же, как и Луна к Земле. Были даже составлены карты этого полушария, не внушавшие, впрочем, большого доверия: слишком уж разными они получались у разных авторов.
Да и вообще с Меркурием связано столько недоразумений, что некоторые исследователи неслучайно прозвали его «планетой ошибок». Вот вам хотя бы такие факты.
Одним из первых, кто стал наблюдать за Меркурием в телескоп, был городской судья из города Лилиенталь по имени Иоганн Иероним Шретер, живший во второй половине XVIII – начале XIX века. Он заседал в суде только в дневное время. А вечера проводил возле своего телескопа, изучая планеты и поверхность Луны. Прекрасный по тем временам инструмент и позволил ему увидеть даже какие-то детали на поверхности Меркурия.
Другой случай связан с именем известного французского математика и астронома Урбана Леверье. В истории астрономии он прежде всего известен тем, что в 1846 году, исследуя неправильности, или неувязки, как их называют специалисты, в движении Урана, указал место, где следовало искать причину возмущений – неизвестную планету. Так был открыт Нептун.
И в движении Меркурия Леверье заметил некие неточности. По его расчетам получалось, что ближайшая точка орбиты Меркурия к Солнцу – перигелий орбиты – движется на 31 секунду в столетие быстрее, чем положено.
Леверье резонно решил, что объяснить феномен можно следующим образом – вокруг Солнца по орбите, более близкой, чем у Меркурия, обращается еще одна неизвестная нам планета. Своим полем тяготения она и вносит возмущения в движение Меркурия. Авторитет Леверье после случая с Ураном был чрезвычайно высок, и гипотетическая планета даже получила имя. Назвали ее Вулканом. Оставалось ее только обнаружить…
Сюрпризы «утренней звезды»
Греки думали, что на вечернем небосклоне они видят одну яркую звездочку, называемую ими Геспер или Веспер, а на утреннем другую – Фосфор или Люцифер. И лишь Пифагор опроверг это заблуждение, догадавшись, что это одно и то же небесное тело – планета Венера.
Столетия спустя наш знаменитый соотечественник М.В. Ломоносов установил, что «Венера окружена знатной воздушной атмосферою, таковую (если не больше), какова обвивается около нашего шара земного».
Дальнейшие сведения о соседке Земли – планете номер два в Солнечной системе – накапливались очень медленно. Виною тому – «знатная воздушная атмосфера», под плотным покровом которой наземные наблюдатели никак не могли рассмотреть поверхность Венеры.
Поверхность Венеры закрыта толстым слоем облаков, но радарное сканирование позволяет увидеть ее топографию
И уж чего они только не придумывали насчет того, что может скрываться под этим покровом! Предполагалось, например, что поверхность Венеры покрывают сплошь болота, населенные некими чудовищами, подобными некогда жившими на Земле динозаврами. Следуя такой логике, перед стартом автоматической межпланетной станции «Венера-4» некоторые специалисты настояли, чтобы на спускаемый аппарат поставили сахарный замок. Если бы аппарат затонул, сахар растворился и освободил, выпустил на поверхность передающую антенну.
Но аппарат не затонул, поскольку окунулся в такое пекло и сушь, перед которыми жара земных пустынь – всего лишь приятное тепло. Температура в нижних слоях атмосферы превышала 400 °C! И это при давлении, почти в 100 раз превышающем земное.
Содержание водяного пара даже вблизи облачного слоя не превышало десятых долей процента. Из чего же, интересно, тогда состоят венерианские облака?
Чтобы ответить на этот и множество других вопросов, ученые одну за другой отправили к Венере еще несколько автоматических станций. Причем между российскими и американскими специалистами произошло как бы разделение сфер интересов. Ученые США вплотную занялись изучением атмосферы Венеры, которая, как выяснилось, совершает полный оборот вокруг планеты за четверо земных суток. (Представляете, какие ветры там должны дуть из-за этого? Их скорость достигает 130 км/ч!) Наши же специалисты принялись изучать поверхность планеты.
И вот в октябре 1975 года весь мир облетела весть: станции «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю панорамы венерианской поверхности! Люди впервые смогли воочию убедиться: поверхность планеты действительно твердая. Более того, в правой части снимка, переданного «Венерой-9», ученые увидели странный объект, который при некотором воображении вполне можно было принять за… обитателя Венеры! Однако большинство специалистов все же решили, что это просто камень странной формы.
Что же касается жизни на Венере, то, по мнению американского астрофизика Карла Сагана, ее надо искать не на поверхности, а в верхних слоях венерианской атмосферы. Здесь, на высоте порядка 50 км, и давление и температура вполне сравнимы с земными. Так что тут вполне бы могли существовать какие-либо микроорганизмы или другие еще неведомые нам существа…
Так ли это на самом деле, должны показать будущие экспедиции. А пока давайте закончим разговор о том, что известно о Венере сегодня.
Автоматическая межпланетная станция «Пионер-Венера», начавшая работать на орбите Венеры в декабре 1978 года, дала возможность составить первую карту загадочной планеты. Она показала, что соседка Земли во многом отличается от других планет Солнечной системы.
Прежде всего, Венера имеет форму почти правильного шара; у нее нет ни выпуклостей в районе экватора, ни приплюснутостей в районе полюсов. А такое встречается не так уж часто – как вы узнаете, читая эту книгу дальше, ни Земля, ни Марс похвастаться особой правильностью формы не могут.
Вся поверхность довольно ровная. На Земле ее бы назвали плоскогорьем, поскольку она возвышается над уровнем венерианских «морей» (в которых, конечно, нет никакой влаги) в среднем на 3500 м. Впрочем, есть на Венере и настоящие горы. Самая высокая точка планеты – пик Максвелла – возвышается почти на 11 км.
Кстати сказать, низменности Венеры, занимающие около 20 % территории, заметно отличаются от равнин, а тем более уж от морей Земли. На радиолокационных изображениях они выглядят очень темными, что может означать одно из двух: либо эти участки очень ровные и гладкие, либо состоят из горных пород, очень хорошо поглощающих радиоволны.
«Пионер» также дал дополнительные сведения и о двухслойном тумане из окиси углерода, находящемся на высоте порядка 80 км, под толстым слоем венерианских облаков.
Сами же облака предположительно состоят из паров и капелек сернистой кислоты. Конечно, это резко отличает их от земных собратьев. Однако одно сходство у земных и венерианских туч, похоже, все-таки имеется: они рождают грозы! Во всяком случае, грохот грома и вспышки молний были зафиксированы приборами «Венеры-11» и «Венеры-12».
Исследования Венеры с помощью автоматических зондов позволили ученым разобраться и в некоторых давно интересовавших их вопросах. Например, еще в 1954 году советский ученый Н.А.Козырев заметил какое-то свечение на ночной стороне Венеры. Что это? Быть может, кто-то жжет костры по ночам, стремясь привлечь наше внимание?.. Нет, конечно, никто из ученых так уже не думал, но тайну свечения им все-таки хотелось раскрыть. И вот приборы дали ответ: это светится водород в условиях необычайно сухой венерианской атмосферы.
А вообще приборы исследовательских зондов показали, что на поверхности Венеры вовсе не царит вечная ночь, как можно было бы подумать, глядя на плотные тучи, постоянно прикрывающие планету. Оказалось, что днем на Венере столь же светло, как на Земле в пасмурный осенний день. И сами облака оказались не такими уж плотными, как многим казалось поначалу. Самый плотный слой располагается лишь на высоте от 60 до 50 км, а ниже – не очень плотный туман или даже легкая дымка.
Разобрались ученые и в том, почему на Венере нет океанов. Оказалось, из-за тамошней жары вода не только испарилась, но и разложилась на составные части – кислород и водород. А из газа океанов не бывает.
В июне 1985 года многие жители нашей планеты стали свидетелями еще одного интересного эксперимента, связанного с Венерой. Две автоматические межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2», спеша на встречу с кометой Галлея, пролетавшей в то время поблизости, попутно выполнили еще одно задание. Они сбросили на поверхность Венеры спускаемые аппараты, а также запустили в атмосферу планеты воздушные шары. Внутри гондолы, подвешенной к аэростату, дрейфовавшему в атмосфере Венеры на высоте около 50 км, находился комплекс аппаратуры, которая передавала на Землю данные о верхних слоях венерианской атмосферы.
Когда специалисты ознакомились с результатами эксперимента, то захотели повторить его еще раз, но в другом варианте. Представьте себе, что когда-нибудь к Венере отправится космический корабль с людьми. Где они будут жить, прилетев на место? На поверхности самой планеты очень жарко, да и давление там громадное. Поэтому ученые полагают, что лучше всего исследователям обосноваться на этаком «летающем острове», который по существу будет представлять собой большой дирижабль. Ведь он месяцами сможет плавать в верхних слоях венерианской атмосферы, практически не требуя для своего полета затрат энергии и горючего.
А для изучения слоев, более близких к поверхности планеты, можно использовать аппараты, похожие на глубоководные земные батипланы и батискафы. Они будут «нырять» в нижние слои атмосферы, даже опускаться на поверхность планеты, а затем снова возвращаться наверх, к своему «летающему острову».
Впрочем, это не единственный способ изучения поверхности Венеры. Американские исследователи предлагают свой вариант. Согласно программе НАСА под названием Innovative Advanced Concepts, адские условия тамошней поверхности можно попытаться обратить не во зло роботам, исследующим Венеру, а во благо. Концепт предлагаемого планетохода под названием Zephyr («Зефир») предполагает свести его охлаждение к минимуму, используя электронику на особо теплоустойчивой элементной базе, способную работать при температурах до +500 °C без активного охлаждения.
«Температура на ближайшей к нам планете не выше, чем внутри работающего реактивного двигателя, а на Земле уже удалось создать датчики, которые успешно работают в таких агрегатах», – резонно рассудили специалисты НАСА.
Где Глория?
Братья Стругацкие в романе «Обитаемый остров» проиллюстрировали старинную идею, что за Солнцем от наблюдений земных астрономов скрывается некая Антиземля – планета в точности, как наша. Может ли она существовать на самом деле? Или ее существование не более, чем очередной миф? На чем основаны подобные заблуждения?..
Идея эта идет еще от жрецов Древнего Египта. Согласно их представлениям, люди при рождении наделялись не только душой, но и неким астральным двойником, который затем в христианской религии превратился в ангела-хранителя. Ну а поскольку двойник тоже должен где-то обитать, то для его существования была и выдумана еще одна планета.
Некоторые астрономы не отрицают возможность существования двойника нашей планеты
Со временем эта идея получила свое косвенное отражение в учении древнего грека Филолая, который поместил в центр мироздания не Землю, как делали его предшественники, а некий центральный огонь – Хестну, – вокруг которого вращались все остальные небесные тела, в том числе и Солнце. Оно исполняло как бы роль зеркала, отражая лучи центрального огня, распространяя их по Вселенной.
Более того, по идее Филолая, подобно тому, как в природе все привыкли образовывать пары, так и в небе должны существовать подобные образования. Причем он не ограничился тем, что призвал в напарники Земле Луну, но и предположил, что где-то там, в диаметрально противоположной точке орбиты, постоянно скрываясь от наших глаз за небесным огнем, вращается некая Антиземля.
С той поры много уж воды утекло… И небесный огонь «сгорел», и на его место переместилось наше светило Солнце, но мысль о существовании двойника Земли нет-нет да и возникнет вновь. Насколько она оправдана?
Сначала давайте изложим все аргументы «за», которые косвенным образом указывают на существование подобного двойника…
Во-первых, существуй он в действительности, мы и впрямь не могли бы его обнаружить, поскольку «глазеть» в сторону Солнца – задача весьма непростая. Немало астрономов повредило себе зрение, а даже ослепло, пытаясь наблюдать за нашим светилом. А область, которую он прикрывает на небосклоне, достаточно велика, чтобы там разместилась вполне приличная планета…
Второе соображение основывается на том, что в свое время исследователям долгое время не удавалось предвычислить положение Венеры на небосклоне – капризная «утренняя звезда» никак не хотела следовать традиционным законам небесной механики. Как полагают некоторые эксперты, такое возможно лишь в том случае, если на движение Венеры действует гравитация еще одного, не учтенного при расчетах небесного тела. Кое-кто обращает внимание, что подобным образом время от времени «капризничает» и Марс…
Наконец, в-третьих, имеются некие свидетельства астрономов прошлого. Скажем, в ХVII веке соображением в пользу существования Глории поделился первый директор Парижской обсерватории, знаменитый Джованни Доменико Кассини. Ему в свое время удалось обнаружить близ Венеры некий небесный объект. Кассини было решил, что обнаружил спутник Венеры. Однако его существование и по сей день не подтверждается современными исследованиями. А что, если исследователь сумел заметить другое небесное тело, а именно Глорию?..
Это суждение в какой-то мере поддержал в 1740 году английский астроном и оптик Джеймс Шорт. А еще 20 лет спустя о том же говорил немецкий астроном-наблюдатель Тобиас Иоганн Мейер – человек, известный в научном мире точностью своих суждений. Неслучайно именно ему принадлежат весьма точные лунные таблицы определения долгот на море.
Но затем тело куда-то исчезло, и о нем длительное время никто не вспоминал. И вот новый всплеск интереса к мифической Глории. Чем он обусловлен? Да хотя бы тем, что если такая планета существует на самом деле, она может быть идеальной базой для… НЛО.
Многоликая Селена
Если смотреть на Солнце категорически не рекомендуется – можно потерять зрение, то глядеть на Луну, или Селену, никому не возбраняется. И люди тысячелетиями взирали на нее с разной степенью интереса. Как-никак она почти каждую ночь у нас перед глазами.
Вспомните, например, какую замечательную историю о краже луны чертом в ночь накануне Рождества сочинил Н.В. Гоголь. А некоторые сочинители, не стесняясь, призывали читателей даже считать Луну живым существом!
Вид Луны в телескоп
Впрочем, на Селену глядят не только сказочники и романтики, поэты и влюбленные. Итальянец Галилео Галилей был одним из первых ученых, кто взялся серьезно обследовать поверхность естественного спутника нашей планеты с помощью телескопа. Он и обнаружил в начале XVII века на лунной поверхности некие кольцевые структуры, а между ними темные пространства. Галилей решил, что темный цвет имеет вода, и назвал эти области морями. А кольцевые структуры посчитал крепостями, за стенами которых лунатики, то бишь лунные жители, отсиживались во время междоусобных войн.
Самое интересное, уверенность в том, что на Луне кто-то живет, продержалась довольно долго. Например, в 30-е годы XIX века нью-йоркская газета «Сан» опубликовала серию сенсационных статей, посвященных открытиям, сделанным английским астрономом Джоном Гершелем, сыном знаменитого Вильяма Гершеля. Тот специально отправился из Лондона в Кейптаун, чтобы систематически исследовать небо южного полушария. Этим обстоятельством и воспользовались ловкие газетчики.
25 августа 1835 года «Сан» поместила первую статью с сенсационной информацией об открытиях Гершеля. И хотя газета и утверждала, что статья является всего лишь перепечаткой специального приложения к журналу «Эдинбург Джорнел оф Сайенс», однако на самом деле она была целиком написана в Нью-Йорке штатным сотрудником газеты «Сан» Ричардом Локке.
В дальнейших выпусках подробно описывалось не только путешествие Гершеля, но и как был смонтирован его телескоп и как велись наблюдения за отдаленными звездами и созвездиями. Затем Гершель вроде бы направил свой телескоп на Луну. И первое, что он увидел, была огромная базальтовая гора, а под ней… сосновые леса, плоские травянистые равнины и стада животных, похожих на бизонов.
В последующих номерах газеты описывались другие «лунные» существа. А разумными обитателями, в конце концов, оказались существа, похожие на… летучих мышей!
Успех публикаций оказался ошеломляющим. Но «лунная» мистификация не могла продолжаться бесконечно. Локке был разоблачен. Однако к тому времени газета достигла самого большого тиража в мире и неплохо подзаработала на своей выдумке.
После такого разоблачения многие люди, поинтересовавшись действительным положением вещей, стали понимать, что в лунных морях нет воды, а в лунных цирках-крепостях никто не живет. И интерес к естественному спутнику нашей планеты заметно упал.
И новый сенсационный бум возник лишь в 60-е годы ХХ века, когда люди стали готовить пилотируемую экспедицию на Луну. И снова на страницах газет стали появляться разного рода домыслы, что люди могут там увидеть. Некоторые полагали, что на обратной стороне Луны путешественники наверняка обнаружат базу инопланетян, которые оттуда пристально за нами наблюдают.
А наши соотечественники М. Васин и А. Щербаков договорились даже до того, что Луну, дескать, пригнали когда-то и оставили на околоземной орбите инопланетяне. И под ее поверхностью есть огромные пещеры с искусственной атмосферой и прочими условиями для обитания «лунатиков».
И сослались на американского астрофизика Карла Сагана, который за несколько лет до этого сообщил, что приборы фиксируют под лунной поверхностью огромные пустоты…
С нашими соотечественниками оказался солидарен английский исследователь непознанного Дж. Леонард. В 1977 году увидела свет его книга, которая так и называлась – «На нашей Луне есть еще кто-то». В ней описывались сенсационные объекты: экскаватор величиною с город, построенные кем-то мосты, виадуки, купола, дороги…
А некоторые уфологи даже стали считать Луну своеобразным… почтовым ящиком. Дескать, где-то там, на поверхности Селены или в ее глубинах пришельцы оставили землянам некое послание, которое по прочтении позволит нам сделать огромный рывок вперед, освоить технологию межзвездных путешествий…
Однако ни наши луноходы, ни слетавшие на Луну американцы никаких следов инопланетян так и не обнаружили. Карл Саган тоже открестился, сообщив, что его неверно поняли. Он имел в виду, что приборы показывают наличие под лунной поверхностью гравитационных аномалий, а это могут быть и не пустоты…
Разумной жизни на Луне нет, утверждают ныне ученые. Ее поверхность представляет собой пустынную, кое-где холмистую местность. Большая ее часть присыпана мельчайшей пылью, по которой, как сказал один из побывавших там астронавтов, было бы приятно пройтись босиком.
Сколько у Земли лун?
Ответ не так прост, как может показаться. Он во многом зависит от того, говорим ли мы о сегодняшнем периоде или об истории Земли вообще? И какой величины небесный объект имеет право называться луной, а какой нет?.. По какой орбите он должен двигаться? Попробуем разобраться…
Нынешний виток интереса к Луне, наверное, связан с суперлунием. В 2014 году это интересное астрономическое событие наблюдалось аж три раза. Селена в этот период казалась особенно крупной и яркой, приближаясь к Земле на минимальное расстояние.
А знаете ли вы, что в истории нашей планеты был период, когда Луна вообще занимала чуть ли не половину земного небосклона? Нет, она не была крупнее, чем ныне, а просто располагалась гораздо ближе.
Это вытекает из нынешних астрономических наблюдений, согласно которым наша Луна ежегодно удаляется от Земли на несколько сантиметров. А значит, когда-то она была куда ближе, чем ныне. И когда-то наступит пора, когда она вообще распрощается с нами.
А были ли когда-то времена, когда Луны вообще не было, и откуда она взялась? У ученых нет точного ответа на этот вопрос. Зато есть аж три гипотезы, объясняющих появление Луны.
Согласно одной из них, Луна образовалась вместе с Землей около 5 млрд лет назад, когда формировалась вся Солнечная система.
Согласно другой, Луна когда-то была бродячим небесным телом и, пролетая мимо Земли, попала в ее гравитационную ловушку. Тяготение нашей планеты заставило Луну вращаться вокруг Земли.
Наиболее интересна, пожалуй, третья гипотеза, согласно которой Луна образовалась в результате соударения Земли с еще одной планетой, размерами с Марс, которую некоторые астрономы называют Тейей.
Ныне многие полагают, что Луна образовалась в результате столкновения Земли с неким небесным телом
Тейя, подобно Луне, пролетала мимо нашей планеты. Но не рассчитала своего маршрута и врезалась в нее со всего маха. В результате столкновения высвободилось настолько большое количество энергии, что Тейя, как полагает геолог Даниэль Херварц из немецкого университета в Кельне, полностью расплавилась и превратилась в пар, как и большая часть земной поверхности. Часть испарившегося скального материала вернулась затем на Землю и образовала ее оболочку, а другая приняла твердое состояние, превратившись в Селену. Так у Земли появилась Луна.
Однако многие планеты Солнечной системы имеют более одного спутника. По данным Лаборатории реактивных двигателей НАСА, у Марса – 2 спутника, у Юпитера – 66, у Сатурна – 62, у Урана – 27, у Нептуна – 13, и эти числа постоянно меняются по мере открытия новых лун.
И только у нашей планеты всего один спутник – Селена. Но так ли это? Оказывается, кроме Луны, которую все знают, у нашей планеты есть еще два малозаметных спутника. Открыл их польский астроном А. Кордылевский в 1956 году. Однако и по сию пору очень немногие астрономы могут похвалиться, что наблюдали эти скопления космической пыли – уж слишком они разрежены, поскольку состоят из… космической пыли. И движутся он по тому же пути, что и настоящая Луна, и с той же скоростью. Но одно облако пыли идет на 60 градусов впереди Селены, а другое на столько же отстает. И оба располагаются в так называемых точках либрации, вычисленных французским ученым Л. Лагранжем еще в XVIII веке. Он доказал математически, что если три тела в начале движения будут находиться в вершинах равностороннего треугольника, их движение будет устойчиво и взаимное притяжение сохранится весьма недолго. Чего нельзя сказать про объекты, которые могут быть названы второй или ложной луной.
Такие псевдоспутники или квазисателлиты – это небесные объекты, орбиты которых подобны орбите Земли. В этом случае возникает орбитальный резонанс между нашей планетой и этим объектом. Но находится псевдоспутник на орбите Солнца, как и Земля. И только изредка они пересекаются.
Иллюзии Красной планеты
Пожалуй, ни с одной планетой Солнечной системы не связано столько иллюзий и заблуждений, как с Марсом. А впервые он преподнес «нездоровую сенсацию» еще в 1784 году. Именно тогда британский астроном Уильям Гершель, наблюдавший планету в телескоп, отметил наличие на ней обширных темных и светлых областей, которые счел поверхностями, соответственно, морей и материков.
Гершель же, видимо, первым и предположил, что Марс населен живыми существами, обитающими едва ли не в тех же условиях, что и мы на Земле. Мнение авторитетного ученого стало едва ли не общепринятым на почти целое столетие, а некоторые астрономы даже писали о наблюдении сезонных изменений, которые связывали с годовым циклом изменений растительности. К счастью для Гершеля, заслуги его перед наукой столь велики, что сегодня мало кто помнит об этом вполне невинном заблуждении великого ученого.
В 1877 году во время очередного великого противостояния Марс при движении по орбите сблизился с Землей на минимальное расстояние, что, разумеется, привлекло огромное внимание специалистов. Наблюдавший планету итальянский астроном Джованни Скиапарелли тогда впервые зафиксировал и описал сеть «каналов», якобы покрывающую ее поверхность. Марсианской лихорадкой была охвачена вся Европа – и неудивительно, ведь каналы могут являться порождением лишь достаточно развитой цивилизации!
Скиапарелли назвал обнаруженные линии итальянским словом «canali», которое обозначает протоки естественного или искусственного происхождения, и может переводиться на английский как «channels», «canals» или «grooves». При переводе его работ использовалось слово «canals», употребляющееся для каналов искусственного происхождения. Такой перевод привел к ряду сообщений о том, что Скиапарелли якобы заявил об открытии им искусственных сооружений на Марсе.
Итальянский астроном Джованни Скиапарелли впервые зафиксировал и описал сеть марсианских каналов
Далее к делу о марсианских каналах подключился американский астроном Персиваль Лоуэлл. Он не только поддержал точку зрения Скиапарелли, но и подсчитал, что ширина среднего канала вместе с поясом окружающей их растительности могла достигать 100 км. Он полагал, что климат на планете весьма засушливый, и марсиане используют их для орошения земли водой из тающих полярных шапок.
Подводя итог своим наблюдениям, в 1908 году Лоуэлл выпустил книгу «Марс как обитель жизни» (Mars as the Abode of Life), где приводил множество доводов в пользу существования на Красной планете развитой цивилизации.
Вся эта шумиха привела к тому, что за изучение Марса и системы его каналов всерьез принялись и те астрономы, которые в марсианскую цивилизацию не верили. Так английский ученый Альфред Рассел Уоллес разозлился настолько, что в своей книге «Есть ли жизнь на Марсе?» обозвал Лоуэлла мошенником.
А добили теорию марсианских каналов… британские школьники. В 1903 году астроном Э. Маундер провел вместе с ними такой эксперимент. Он показал учащимся издали ряд рисунков Марса, на которых вместо каналов были проставлены ряды точек, и попросил их нарисовать, что они видят. Многие изобразили вместо точек просто линии. Из этого Маундер сделал вывод, что марсианские каналы могут оказаться просто игрой воображения.
Что и было подтверждено позднее рядом наблюдений с помощью более мощных телескопов. А итог этой истории подвел американский астроном У. Корлис, сказавший однажды: «Для того чтобы увидеть марсианские каналы, надо иметь хороший телескоп, хорошее зрение и… хорошее воображение».
Очередная сенсация разразилась в 1976 году, когда NASA обнародовало снимок одной из марсианских гор, сделанный зондом Viking 1. С самого начала снимок «марсианского сфинкса» сопровождался разъяснением, что видимое на фотографии изображение – лишь иллюзия, и откуда она возникает. Однако общественность это ничуть не смутило, и вплоть до сегодняшнего дня «Лицо на Марсе» будоражит воображение создателей всякого рода конспиративных теорий, согласно которым американцы попросту скрывают обнаружение марсианской цивилизации.
Действительно, с других точек наблюдения та же самая гора никакого лица уже совершенно не напоминает. Серия снимков, сделанных зондом Mars Express Orbiter, позволила восстановить трехмерный вид той же самой горы, совершенно безобидный и неинтересный.
Сюрприз принес и один из бесчисленных красных пейзажей, снятых на Марсе марсоходом Spirit. На фотографии, сделанной в 2007 году, можно различить силуэт человека, одетого в просторный балахон и, видимо, преклонившего колени в молитве. За объяснением этого феномена проще всего обратиться к предыдущему абзацу. Видели на Красной планете и пирамиды, подобные египетским, и некоего «зайца», и еще ряд загадочных существ.
Существовал ли Фаэтон?
Впервые мысль о возможном существовании планеты, которая некогда занимала промежуток между Марсом и Юпитером, возникла еще у основателя небесной механики Иоганна Кеплера. В 1596 году он обратил внимание на «пустое место» между двумя небесными телами и предположил, что там должна находиться еще одна неоткрытая планета.
Немецкий астроном Г. Ольберс выдвинул гипотезу о разрушении Фаэтона, осколки которого образовали пояс астероидов
Потом его догадку подтвердили еще два Иоганна – Тициус и Боде, которые вывели эмпирическим путем некую формулу, согласно которой получалось, что все планеты Солнечной системы находятся на строго определенных местах. По их расчетам, между Марсом и Юпитером действительно должна находиться еще одна планета.
Ее искали, но так и не нашли. Тогда на рубеже XVIII–XIX веков немецкий астроном Г. Ольберс выдвинул гипотезу, объясняющую неудачу поисков. Дескать, планета некогда была, но потом разрушилась. А ее обломки в виде планетоидов мы и поныне можем наблюдать в так называемом астероидном поясе, образовавшемся на месте давней катастрофы.
В 1949 году российский астроном С. Орлов предложил назвать гипотетическую планету Фаэтоном по имени сына древнегреческого бога Солнца – Гелиоса, некогда, согласно мифу, решившем прокатиться по небу в огненной колеснице отца. Но кони не послушались неопытного возницу, понесли, и Фаэтон разбился.
Впрочем, к середине XX века сторонников гипотезы существования Фаэтона почти не осталось. Формула Тициуса-Боде была признана неверной, а для объяснения существования астероидного пояса нашлись природные причины.
Однако наш астроном И. Резанов рискнул предположить, что такая планета все-таки существовала. Она образовалась вместе с другими планетами Солнечной системы около 4,6 млрд лет назад. Но где же она тогда?
Некоторые исследователи прошлого решили даже, что на Фаэтоне некогда разразился термоядерный конфликт. Стали взрываться бомбы, вот планета и развалилась. Однако Резанов считает такое объяснение столь же мифичным, как езду юного Фаэтона на отцовской колеснице. Причины разрушения Фаэтона были опять-таки чисто природными, полагает он. Информация, собранная астрономами, свидетельствует о грандиозной космической катастрофе, которая в далеком прошлом постигла Солнечную систему. Иначе как объяснить существование гигантских кратеров, обнаруженных на Луне, Марсе, Меркурии и даже на нашей Земле? Кроме того, в результате той катастрофы стали вращаться в обратном направлении по отношению к планетам и другим их спутникам некоторые луны Юпитера, Сатурна, Урана.
Исследования показали, что планета Ольберсо (Фаэтон) начала разрушаться около 4 млрд лет назад, то есть спустя 500–600 млн лет после образования Солнечной системы, полагает Резанов. Именно такую давность, по его мнению, составляет возраст большинства кратеров на Селене. Образовались же они в результате падения на Луну обломков Фаэтона.
Однако почему все-таки разрушился Фаэтон? Некоторые исследователи полагали, что виной тому могла быть космическая катастрофа. Некогда в нашу Солнечную систему затесался огромный астероид. Волею судеб, а точнее, благодаря законам небесной механики, он столкнулся с Фаэтоном с такой силой, что от того лишь осколки полетели.
Однако Резанов решил, что разрушение Фаэтона могло состояться и без участия безвестного пришельца. По мнению исследователя, планета изначально имела массу величиной около 10 % земной, то есть была равна массе Марса. Она имела мощную кору и очень маленькое железное ядро. Иначе говоря, соотношение коры, мантии и ядра было, как у Марса, но в отличие от него Фаэтон окружала гигантская водородная атмосфера. Газ этот выделялся из мощной силикатной мантии, очень сильно насыщенной водородом.
В ней-то и созревали физические условия для газового взрыва. Поскольку масса Фаэтона была не так уж велика, из его изначально высокоплотной атмосферы водород стал довольно быстро улетучиваться; давление атмосферы на почву снизилось. Мантию же изнутри распирали расплавленные породы и новые порции газа. Она стала местами расплавляться. Зона частичного плавления мантии заполнялась водородом и окислами углерода, из этих газов образовывались вода и углерод. При этой реакции выделялось огромное количество тепла. Вода превращалась в пар, что резко увеличивало давление в системе. В итоге куски коры начали слетать с поверхности планеты, и постепенно – в течение миллиарда лет – вся она оказалась сброшенной.
Запасная звезда?
Юпитер столь велик, так ярко сияет на земном небосклоне, что его заметили еще в древние века. И придумали имя, достойное его величины. Зевсом-Юпитером в греко-римской мифологии звали одного из самых главных богов.
Галилей был одним из первых, кто заметил полосы на Юпитере, определил, благодаря их перемещению, что планета довольно быстро вращается вокруг собственной оси – один оборот длится менее 10 земных часов.
Впрочем, по-настоящему изучение Юпитера началось в XIX веке, когда появились достаточно мощные телескопы. Благодаря им астрономы увидели, что Юпитер сильно сжат с полюсов; по современным данным его поперечник по экватору составляет около 142 500 километров, а по полюсам – 133 500 километров.
В 1842 году астроном-математик Фридрих Бессель вычислил массу Юпитера, а затем удалось определить и его среднюю плотность. И когда выяснилось, что гигантская планета примерно вчетверо менее плотна, чем Земля, стали думать, из чего же тогда Юпитер состоит?
Предложений оказалось более чем достаточно. В 1896 году профессор Ричард Проктор предположил, что Юпитер раскален докрасна, даже расплавлен. Но откуда взять столько тепла, чтобы разогреть такую массу? Быть может, Юпитер – остывающая звезда?..
Сегодня уж трудно установить, приходила ли такая мысль в голову профессору Проктору. Очевидно лишь, что гипотеза его долго не продержалась. И вот по какой причине. Когда в 1926 году астроном Дональд Мензел, работавший в Гарварде, сумел измерить температуру поверхности Юпитера, она оказалась близкой к… минус 140 °C! На головы сторонников горячей модели словно бы пролился холодный душ…
Тогда английский астроном Гарольд Джеффрис предложил иную схему. Сердцевину Юпитера, предположил он, составляет относительно небольшое твердое ядро, окруженное толстым слоем льда. Далее идет очень протяженная атмосфера толщиной до 20 000 км, которая состоит из водорода, гелия, азота, кислорода… Вращающиеся полосы, видимые с Земли, по мнению Джеффриса, представляют собой облака из мельчайших кристалликов сухого льда, замерзшей углекислоты.
Фотография Юпитера
В наши дни, пожалуй, наибольшее доверие вызывает модифицированный вариант этой модели, усовершенствованный общими усилиями международной бригады – американцем В. Маркусом, англичанином В. Рамсеем, нашими соотечественниками В.Г. Фесенковым и А.Г. Масевичем. Согласно ей, Юпитер большей частью состоит из тех же материалов, что и наше светило, – гелия и водорода. Причем если на поверхности эти элементы могут находиться в газообразном или замерзшем состоянии, то в центре планеты колоссальное давление – до 2 млн атмосфер! – сжимает эти газы до… металлического состояния.
Впрочем, на этом споры о строении Юпитера еще далеко не завершены. Исследователи сегодня единодушны, пожалуй, лишь в одном: Юпитер весьма мало похож на Землю.
Тем сенсационнее прозвучала идея двух американцев, астронома Карла Сагана и химика Стенли Миллера, которые еще в 1960 году предположили, что на Юпитере может существовать… жизнь! Суть их гипотезы такова. Смесь водорода, гелия, аммиака и метана в атмосфере Юпитера может во многом походить на ту атмосферу Земли, которая существовала на нашей планете сотни миллионов лет назад. А значит в ней может зародиться жизнь, подобно тому, как она появилась когда-то на Земле.
Свою гипотезу американские ученые попытались проверить экспериментально. Для этого они поместили смесь газов, подобранную в соответствии с предполагаемым составом атмосферы Юпитера, в термостат. Охладили ее до минус 140 °C и стали пропускать электрический ток, имитируя разряды молний. (Они, судя по некоторым предположениям, весьма сильны на Юпитере.) И что же! Через некоторое время в газовой смеси образовались углеводородные цепные молекулы – некие предвестники органики.
Достаточно у Юпитера и других секретов. Известно, что все планеты Солнечной системы получают энергию от нашего светила. Часть ее расходуется на внутренние нужды планеты (скажем, на Земле солнечный свет используется для поддержания одного из главных процессов жизни – фотосинтеза), а оставшаяся часть переизлучается в космическое пространство. Понятно, что при этом количество излучаемой энергии всегда будет меньше, чем было получено. И такое неравенство, действительно, наблюдается у всех планет, кроме… Юпитера и его спутников. Они почему-то излучают примерно вдвое больше, чем получают. Откуда берется дополнительная энергия?
Пытаясь понять это, исследователи опять-таки выдвинули несколько версий. Одна из них, например, указывает на особое строение Юпитера. Как многие звезды, планета-гигант большей частью состоит из водорода и гелия. И Юпитеру не хватило немного массы, чтобы в его недрах начались такие же реакции, как на Солнце. Но может быть, все-таки в его недрах уже началось какое-то энергетическое шевеление?
Есть у Юпитера и еще один источник энергии, о котором стоит поговорить подробнее. Не столь давно ученые обнаружили излучение радиоволн в дециметровом диапазоне, идущее от Юпитера. Излучение это в какой-то мере сходно с излучением радиационных поясов нашей планеты. Поэтому у специалистов сразу возникло подозрение: а нет ли подобных поясов и у Юпитера?
В 1964 году удалось установить, что дециметровое излучение исходит из пространства, намного превышающего размеры Юпитера, причем наиболее интенсивно излучают две области справа и слева от планеты. Подозрение, таким образом, как будто стало подтверждаться.
Ученые также выяснили, что источником излучения может быть и движение электронов в магнитном поле. Во всяком случае, такую картину исследователи наблюдают в ускорителях. Но откуда подобные установки могут взяться в окрестностях Юпитера? Какова их природа? Ответ на этот и многие другие вопросы должны дать исследования окраин Солнечной системы с помощью автоматических разведчиков Вселенной.
Властелин колец
Следующая по порядку планета Солнечной системы – Сатурн. Как и Юпитер, она относится к группе планет-гигантов. У Сатурна и Юпитера немало общего: известны людям издавна, имеют почти одинаковую длительность суток (примерно вдвое короче земных), окружены большим количеством спутников, состоят в основном из водорода и гелия… И даже их названия подчеркивают в какой-то мере их общность. Если у древних греков Юпитер – бог-громовержец, то и Сатурн – бог посевов и земледелия – по своей значимости ему мало в чем уступает.
Фотография Сатурна
Сатурн, как и Юпитер, а также Нептун и Уран, является, по всей вероятности, гигантским газовым шаром с относительно небольшим твердым ядром. По размерам оно примерно такое же, как наша планета, но вследствие сжатия имеет в 15–20 раз большую массу. Газовая оболочка Сатурна состоит из водорода и гелия, но количество облачных поясов здесь намного больше. Экваториальные ветры вчетверо сильнее, чем на Юпитере, и достигают скорости 400 м/с!
По всей вероятности, на Сатурне еще холоднее, чем на Юпитере. Во всяком случае, измерения показали – средняя температура около минус 184 градусов Цельсия. Полный оборот вокруг Солнца Сатурн совершает за 29,5 лет.
При приближении к этой планете автоматические аппараты зарегистрировали интенсивную вспышку радиоизлучения. Возможно, это свидетельствует о существовании в атмосфере Сатурна мощных гроз. На Земле подобные разряды дали бы яркие световые вспышки, но поскольку на Сатурне атмосфера достаточно разрежена, молния дала знать о себе лишь радиоимпульсом. Если такое объяснение правильно, получается, что на Сатурне время от времени бушуют радиогрозы, напряжение разрядов при которых в миллионы раз превышает самые мощные грозовые разряды на Земле.
Ученые пока толком не знают, что является источником столь мощной энергетики, позволяющей Сатурну излучать в окружающее пространство в 2,6 раза больше энергии, чем он получает от Солнца. Одно из предположений гласит, что, возможно, «повелитель колец» является «дублером дублера». То есть говоря иначе, Сатурн является кандидатом номер два на роль новой звезды в нашей Солнечной системе. Если у Юпитера вдруг что-то не получится, то новым светилом может стать именно Сатурн.
Знаменит же Сатурн прежде всего благодаря своим кольцам. Кстати, их открытию предшествовало заблуждение Галилея. Он наблюдал не только за Юпитером, но и за Сатурном. И однажды заметил по бокам у планеты какие-то странные отростки или даже рога. Но поскольку его телескоп увеличивал всего лишь в 30 раз, а качество изображения оставляло желать лучшего, то, что они собой представляли, разглядеть Галилею не удалось. И, в конце концов, он решил, что видит просто два спутника Сатурна. А почему бы и нет? Ведь открыл же он незадолго перед этим четыре луны Юпитера?..
Но все-таки какие-то сомнения у Галилея, видимо, оставались. Поэтому, чтобы не упустить славы первооткрывателя и в то же время не бухнуть понапрасну во все колокола, рыжебородый хитрец пошел по пути, проложенному другими. Он зашифровал свое сообщение и обнародовал его в таком виде: Smaismzmielmepoctaleumibuvn enugttaviras.
Если бы мы с вами и знали в достаточной мере латынь – излюбленный язык ученых прошлого, – то все равно вряд ли бы смогли прочесть эту запись. Ведь даже Кеплер, современник и друг Галилея, ошибся при расшифровке. Сам же Галилей, проверив свои наблюдения, указал, что читать ее надо так: «Altissinnun planetamter geminum observavi». Что в переводе означает: «Высочайшую планету тройною наблюдал».
Сатурн тогда считался самой дальней, высочайшей планетой Солнечной системы, и ученый думал, что открыл два спутника. Однако через несколько лет «спутники» эти вдруг таинственно пропали, и Галилей было засомневался в сделанном им открытии. Теперь-то мы знаем, в чем тут дело: время от времени кольца Сатурна поворачиваются к Земле точно в профиль и из-за своей малой толщины перестают быть видимыми. Но Галилей-то этого не знал…
Первым, кто обнаружил «спутники» Сатурна после того, как их потерял Галилей, был известный голландский ученый Христиан Гюйгенс. Заодно он догадался, что Галилей видел вовсе не спутники, а сплошное околопланетное кольцо.
Позднее в кольце был обнаружен небольшой промежуток. Впервые заметил его Дж. Кассини. По его имени промежуток и носит ныне название – щель Кассини. Еще через несколько лет были обнаружены щель Энке и «креповое кольцо» – располагающееся ближе всего к Сатурну, очень узкое и прозрачное. С той поры астрономы чаще говорят не о кольце, а кольцах Сатурна. Последуем и мы их примеру.
Почти сразу же после того, как кольца были обнаружены, ученые стали гадать, из какого они материала. Понятное дело, не из золота. Это ведь не обручальные кольца. Но тогда из чего?
Внимательные наблюдения показали, что через кольца можно видеть звезды. Значит, они прозрачные? Стеклянные, что ли?.. Такое предположение показалось наблюдателям маловероятным, и они пришли к выводу, что, скорее всего, кольца состоят из роя отдельных частиц, между которыми имеются достаточные промежутки. Через них-то, эти самые промежутки, и видны звезды.
Расчеты теоретиков подтвердили выводы практиков. Известный английский физик Дж. Максвелл и независимо от него русская женщина-математик С.В. Ковалевская во второй половине XIX века доказали, что кольца не могут быть сплошными – твердыми или жидкими образованиями. И в том и в другом случае они были бы неустойчивы и вскоре распались бы на мелкие части. Устойчивой может быть лишь система, состоящая из множества твердых частиц – камней, астероидов и т. д.
В пользу этого говорили и спектрометрические замеры скорости вращения колец, проведенные в 1895 году русским астрономом А.А. Белопольским и независимо от него американцем Дж. Килером, а также французом А. Деландром. В 1934 году академик Г.А. Шайн, работавший в Симеизской обсерватории (Крым), по спектрам излучения определил: скорее всего, частицы, из которых состоят кольца, покрыты слоем льда или даже целиком состоят из него.
В 1966 году было открыто последнее из ныне известных кольцо Сатурна. Оно настолько удалено от поверхности планеты, что два спутника из девяти – Янус и Энцелад – вращаются внутри этого кольца. Поскольку на движение этих спутников кольцо не оказывает заметного влияния, ученые сделали вывод, что оно достаточно разреженное, частиц в нем не так уж много.
Для порядка все кольца обозначили начальными буквами латинского алфавита, начиная от самого дальнего к Сатурну – А, В, С, D. Но потом было открыто еще три внешних кольца – Е, G, F… И получилась некая путаница – буквы теперь идут не по порядку. Но что тут поделаешь – такова историческая реальность…
Такими данными обладали астрономы, наблюдавшие за Сатурном с Земли. Затем их сведения значительно расширились благодаря данным, полученным от исследовательских зондов.
Прежде всего, строение колец Сатурна оказалось значительно более сложным. Они простираются на 300 тыс. км от поверхности планеты и похожи на концентрические волны, расходящиеся по поверхности воды от брошенного камня. Причем каждое из них, в свою очередь, состоит из множества колечек. Некоторые из «колечек» вовсе не круглые; ширина их может колебаться от 25 до 80 км. Полагают, что столь необычную форму можно объяснить существованием с обеих сторон каждого такого «колечка» небольших спутников.
Еще два «колечка» переплелись друг с другом. Меньшее по размерам и яркости входит, а затем выходит из большего. «Трудно себе было даже представить, что такое возможно в природе, – удивляются исследователи. – “Колечки” противоречат многим законам небесной механики…»
При подлете «Вояджера-1» к Сатурну им были обнаружены еще и радиальные темные «спицы» или «пальцы», которые простираются на тысячи километров и пересекают самые яркие части колец. Так, по крайней мере, эти «спицы» выглядят на одном из снимков, сделанных «Вояджером» сверху. Однако, когда зонд сделал еще один снимок, «поднырнув» под плоскость колец, «спицы» стали выглядеть яркими на потемневшем фоне.
Скорее всего, полагают ученые, такие «спицы» состоят из частиц, которые рассеивают солнечный свет, а не отражают его.
Синий Нептун
Нептун – восьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы – находится как бы в тени Юпитера, Сатурна и Урана. Долгое время о нем практически ничего не было известно… Даже открыт Нептун был не совсем обычным образом.
Поначалу было замечено, что Уран движется не совсем так, как ему полагается под действием притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существование еще одной массивной планеты и попытались предвычислить ее положение на небе.
Полагают, что у Нептуна также есть кольца
«Мы приходим к выводу о существовании планеты, действующей на Уран и возмущающей его…» Так писал по этому поводу в 1841 году Иоганн Медлер, тогдашний директор Дерптской, ныне Тартуской обсерватории.
Желающих «поохотиться» за новой планетой оказалось довольно много. Летом 1843 года молодой астроном Джон Адамс принимается за вычисления. Он проделывает их 6 (!) раз, пока их точность не удовлетворила ученого. В сентябре 1845 года он показывает их директору Кембриджской обсерватории Джеймсу Чэллизу, известному своей дотошностью.
Тот нашел расчеты настолько важными, что посоветовал Адамсу тут же переправить их в Гринвичскую обсерваторию, где в то время условия наблюдения были намного лучше, чем в Кембридже. Адамс лично повез бумаги вместе с рекомендательным письмом профессора Чэллиза, но не застал директора Гринвичской обсерватории Джорджа Эри дома. Тот уехал на несколько дней во Францию.
В октябре Адамс снова приехал в Гринвич и снова не застал Эри. Правда, теперь тот отсутствовал всего пару часов, но когда Адамс пришел снова, слуга сказал ему, что королевский астроном обедает и тревожить его нельзя. Обиженный Адамс решил, что его не хотят принять, и уехал в Кембридж. Так завершился второй акт нашей драмы.
А пока Адамс пребывал в обиде, такие же расчеты проделал и французский ученый Урбен Леверье. Получив первые результаты, он тут же их опубликовал. И в ноябре статья попадает на стол того самого Эри. Тому, правда, не удалось самому приняться за наблюдения – погода в Англии стояла уж совсем скверная. Но он дал знать о расчетах многим астрономам. Среди них был и немецкий ученый Иоганн Галле.
Получив известие из Англии, а вскоре и расчеты из Франции, Галле тут же принялся за поиски новой планеты, которую и открыл 23 сентября 1846 года. Проверив свои наблюдения в последующую ночь, утром 25 сентября он пишет Леверье: «Планета, на которую вы указали, действительно существует…»
А что же обиженный Адамс? Когда вся эта история раскрылась в подробностях, ему еще и влетело от английских коллег за недостаточную настойчивость. Ведь если бы он достучался в двери Эри, честь открытия планеты могла бы принадлежать не французу и немцу, а целиком англичанам. Адамс так переживал свою неудачу, что тяжело заболел и больше ничего выдающегося в своей жизни не совершил.
Вновь открытую планету по предложению Леверье назвали Нептуном, по имени мифического властителя морей. Возможно, потому что кому-то из наблюдателей показалось: диск планеты как будто отливает голубым…
Средняя удаленность Нептуна от Солнца – 30,1 а. е., период обращения по Орбите 164 года и 288 дней. Таким образом, с момента открытия Нептун еще даже не совершил полного оборота по своей орбите.
Видимый угловой диаметр Нептуна не превышает 2 угловых секунды. При измерении столь малого диаметра приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень велика. Уточнить диаметр Нептуна удалось лишь 7 апреля 1967 года, когда планета в своем движении на фоне звездного неба заслонила одну из далеких звезд. По результатам наблюдений с нескольких астрономических обсерваторий экваториальный диаметр Нептуна был определен в 50 200 километров. Новые сведения позволили уточнить величину средней плотности планеты. Она оказалась несколько больше, чем у других планет-гигантов. В центре Нептуна, согласно расчетам, должно помещаться тяжелое ядро из силикатов, металлов и других тяжелых элементов, входящих в состав планет земной группы.
Изучение блеска Нептуна с помощью спектрографа показало, что, скорее всего, внешние слои планеты, ее атмосфера состоит из молекулярного водорода с небольшой примесью метана.
По мнению ученых, синий цвет самого Нептуна объясняется наличием метана в его атмосфере, состоящей главным образом из водорода и гелия. Специалисты были удивлены активностью этой атмосферы: ветры скоростью до 650 км в час взвихривают перистые облака замерзшего метана при температуре минус 220 °C.
Большую часть современных сведений о Нептуне исследователям удалось получить в конце августа 1989 года, когда был создан руками человека космический аппарат – космический корабль «Вояджер-2».
Ура Урану!
Так приветствовать его стоит хотя бы уже потому, что его открытие, как уже упоминалось, подтвердило торжество человеческого разума. Уран был открыт на небе, когда параметры его орбиты были рассчитаны на Земле. Вот как это случилось…
Вечером 13 марта 1781 года известный английский астроном Уильям Гершель наблюдал участок неба между созвездиями Тельца и Близнецов. И около 11 часов вечера он заметил в свой телескоп маленький светящийся кружок. Очень скоро Гершель понял, что наблюдает не звезду, а какое-то подвижное небесное тело.
Наблюдения, сделанные через день, 15 марта, показали, что за прошедшие двое суток кружок заметно сместился по небосклону.
Из этого факта Гершель поначалу сделал вывод, что им открыта новая комета. Но когда он сообщил о своих наблюдениях в Гринвичскую обсерваторию и за «кометой» стали наблюдать еще несколько астрономов, то никто из них почему-то не заметил ни газового кометного хвоста, ни туманной оболочки…
К лету 1781 года данных накопилось достаточно, чтобы вычислить параметры нового небесного тела. Эту сложнейшую работу с блеском выполнил петербургский академик А.И. Лексель. Он нашел, что «комета» движется вокруг Солнца практически по круговой орбите, свойственной планетам, а не бродячим странникам Солнечной системы. Он также определил радиус орбиты (новое небесное тело отстояло от светила в 19 раз дальше Земли) и период обращения – 84 года.
Эти данные позволили сделать окончательный вывод: Гершель открыл новую планету. Немецкий астроном Иоганн Боде, известный нам по закону Тициуса – Боде, предложил назвать ее Ураном – по имени самого древнего из богов римской мифологии.
Уран и следы движения его спутников
Уран оказался весьма сложной планетой с точки зрения небесной механики. Дело в том, что уже к 1788 году выяснилось, что Уран, похоже, не собирается подчиняться известным законам. Орбита, по которой он двигался, никак не укладывалась в предсказанные параметры.
Впрочем, поначалу это не сильно удивило астрономов. Наблюдения за Луной, Юпитером, Сатурном и другими небесными телами Солнечной системы показали, что возмущения орбиты вполне возможны из-за взаимного притяжения планет. На Уран, конечно, должны были оказывать свое влияние Юпитер и Сатурн.
Но когда в 1820 году французский астроном Алексис Бувар закончил построение теории движения Урана с учетом воздействия планет-гигантов, оказалось, что и в этом случае теория опять-таки мало согласовывалась с практикой.
Правда, в астрономии бывает трудно заметить что-либо сразу. Поэтому лишь к 1826 году выяснилось, что Уран опережает по долготе свое расчетное положение на 10 угловых секунд. Затем, в 1820–1830 годах, Уран стал как бы двигаться медленнее, теория практически совпала с практикой, и астрономы успокоились. Но затем Уран стал быстро отставать, и спустя два года его опоздание по сравнению с расчетами составило уже 30 угловых секунд и продолжало увеличиваться…
Это уже было астрономическое ЧП! Нужно было срочно отыскать причину такого поведения Урана, иначе начинало шататься все здание небесной механики.
Как обычно в таких случаях, было выдвинуто несколько гипотез, так или иначе объясняющих поведение Урана. Одни ученые полагали, что планета при своем движении испытывает сопротивление со стороны газопылевой среды, заполняющей межпланетное пространство… Другие считали, что незадолго перед открытием Урана произошло его столкновение с кометой и планета никак не успокоится… Третьи полагали, что во всем виноват еще не открытый спутник Урана… Однако все это были не больше, чем заблуждения.
Постепенно несостоятельность этих и многих других гипотез стала очевидной. Если Уран тормозится пылью, то почему это явление не распространяется на другие планеты?.. Если столкновение и было, то, по всей вероятности, одно; тогда почему странности в поведении Урана периодически повторяются?.. Если у Урана есть спутники (а их действительно обнаружили), то почему характер их влияния отличается от влияния спутников других планет?..
После исключения всех возможных причин осталась одна-единственная гипотеза, которой было суждено сыграть важную роль в истории астрономии. Какая именно? Об этом мы поговорим несколько позднее. А пока давайте перенесемся из века XVII в XX столетие.
Хотя со времени открытия Урана прошло более 200 лет, долгое время о нем было мало что известно. Правда, астрономы все же сумели установить, что масса планеты почти в 15 раз больше земной, а ее радиус составляет 4 земных. Основными элементами на Уране оказались метан и водород. Есть также и гелий. Известно, что Уран делает один оборот вокруг собственной оси почти за 11 часов; причем, как и Венера, Уран вращается в противоположную сторону, нежели большинство планет. Более того, Уран почему-то вращается не как гигантский волчок, а катится по своей орбите подобно колобку.
Возле Урана обнаружено 5 спутников. Самые дальние – Оберон и Титания – были открыты все тем же У. Гершелем в 1787 году. В 1851 году английский астроном У. Лассель открыл еще два спутника – Умбриэль и Ариэль. И, наконец, в 1948 году американец Дж. Койпер обнаружил Миранду – ближайший к планете спутник.
Вот, казалось бы, и все, что нам дано знать об Уране, пока его окрестностей не достигнет посланный с Земли автоматический разведчик.
Плутни Плутона
Научная драма вовсе не завершилась с открытием Нептуна. В 1875 году Леверье закончил расчеты движения Урана и Нептуна с учетом их взаимного возмущения. Расхождение между теорией и практикой как будто было небольшим, но наученные опытом ученые решили проверить: не скрывается ли где-то еще одна планета?
Проверить это взялись два астронома. Первым был француз А. Гайо. Но когда в 1909 году он закончил свои сложнейшие вычисления, его решением почему-то никто не воспользовался. И они лежали никем не востребованными до 1915 года, пока аналогичные расчеты не опубликовал известный нам по истории с марсианскими каналами американец П. Лоуэлл.
Закончив свои вычисления, он тут же принялся и за поиски новой планеты. Но закончить свою работу не успел – умер. Честь открытия новой планеты по праву принадлежит другому американскому астроному – Клайду Тамбо. Когда в Лоуэлловской обсерватории начал работать новый телескоп, он вспомнил об исследованиях бывшего шефа и продолжил их.
В феврале 1930 года еще одна планета Солнечной системы была наконец-таки открыта. Сам Томбо за свое открытие был удостоен Золотой медали Английского астрономического общества. А имя для новой планеты придумала Винера Берни – 11-летняя внучка библиотекаря Оксфордского университета, изучавшая в школе мифологию. Она решила, что поскольку Плутон очень скудно освещается Солнцем, имя древнегреческого бога земных недр и подземного царства будет ему как раз впору.
Спутник же Плутона – Харон – был также сначала открыт теоретически в 1978 году английскими астрономами Дж. У. Кристи и Р.С. Харрингтоном из Морской обсерватории в Вашингтоне. А затем Дж. А. Грем из обсерватории Серро-Тололо (Чили) обнаружил его в небе южного полушария.
Вообще-то Плутон является наиболее удаленной от Солнца планетой. Но так бывает не все время, а в течение 228 земных лет. Затем, поскольку его орбита достаточно вытянута, Плутон на 20 лет «влезает» внутрь орбиты Нептуна. Последний раз такая «смена караула» произошла в 1979 году.
Сначала 23 января 1979 года эти планеты оказались на равном расстоянии от Солнца – в 30,3 астрономической единицы, а затем как бы поменялись местами. В сентябре 1989 года Плутон начал снова удаляться от светила, а 15 марта 1999 года Плутон и Нептун вернулись на свои привычные места.
Плутон теперь уже не планета…
И это не единственное «плутовство», которое позволяет себе эта планета. Многие астрономы вообще полагают, что Плутон явно затесался не в свой ряд. По соседству с планетами-гигантами, большей частью состоящими из замерзших газов – азота, двуокиси углерода и метана, он выглядит неким чужеродным телом.
Действительно, Плутон имеет твердую поверхность и размеры значительно меньшие, чем у своих соседей. Ему бы разместиться по соседству с другими планетами земной группы – они больше подходят ему и по размерам и по плотности. Но волею судеб эта планета была отнесена на самый край Солнечной системы.
Кроме того, многих смущает и нетрадиционная орбита Плутона. Вместо того, чтобы вращаться строго в плоскости эклиптики и почти по круговой орбите, как это положено приличной планете, Плутон движется по траектории весьма вытянутого эллипса, вдобавок имеющего наклон на 17 градусов относительно той же плоскости эклиптики. Все это приводит к тому, что на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца Плутон отвечает всего лишь двумя, и время от времени, как уже говорилось, «заезжает» на чужую территорию.
Параметры движения, а также тот факт, что небесное тело имеет диаметр всего в 2290 км, говорят о том, что Плутон скорее надо причислить к разряду планетоидов или астероидов. Он даже на приличный спутник не тянет…
И в самом деле, Плутон по своим размерам уступает не только более чем в два раза Меркурию, но и нашей Луне, а также спутникам Юпитера – Ио, Европе, Ганнимеду и Каллисто. Превосходят его и такие спутники Сатурна и Нептуна, как Титан и Тритон.
Астрономов очень интригует и тот факт, что по плотности, размеру и составу поверхности Плутон очень похож на самый большой спутник Нептуна – Тритон. Японский астроном, директор Квасанской обсерватории в Киото И. Ямамото даже предположил, что Нептун некогда обращался вокруг Солнца на расстоянии, более подобающем девятой планете, а Плутон был его спутником. Но из глубин Вселенной появилось некое крупное небесное тело и вторглось в царство Нептуна. Своим тяготением пришелец сорвал Плутон с околонептунной орбиты, но совсем увести его оказалось не под силу. Так Плутон оказался на границе Солнечной системы, перестав быть спутником, а Нептун тоже изменил свою орбиту и приблизился к Солнцу.
Еще одна интересная особенность Плутона – его странная атмосфера. Несмотря на то что его атмосфера в 30 000 раз менее плотна, чем атмосфера Земли, она содержит не один газ (водяной пар), который регулярно переходит из твердого в газообразное состояние, а сразу три таких вещества: азот, окись углерода и метан. Иногда на поверхности Плутона также прорываются гейзеры, выстреливая фонтанами газа и льда на много километров вверх.
В 1989 году орбита Плутона проходила на самом близком расстоянии от Солнца. После удаления от Солнца средняя поверхностная температура на Плутоне, как предполагают, снизилась, и большая часть атмосферы, сконденсировавшись, выпала в виде снега. Таким образом, Плутон может переживать большие сезонные изменения, чем какое-либо другое небесное тело Солнечной системы.
Злосчастная Нибиру
В конце 2013 года исследователи непознанного вновь заговорили о Немезиде – таинственной планете, находящейся в астероидном Поясе Койпера на окраинах Солнечной системы и невидимой из-за слишком большого расстояния, которое отделяет ее от Солнца.
Возможное расположение Нибиру
Это гипотетическое тело называли то планетой Немезидой, то темной звездой Нибиру. В результате многочисленных споров пришли к выводу, что если такое тело действительно существует, то это все-таки не звезда, а планета, причем, скорее всего, гигантская, почти в полтора раза массивней Юпитера.
Эта планета, а скорее массивное космическое тело, понадобилась ученым для того, чтобы объяснить, из-за чего облако Оорта постоянно выбрасывает к Солнцу долгопериодические кометы. Нужна она также палеонтологам, пытающимся найти объяснение регулярными приступами вымирания, которые случаются на Земле каждые 26 миллионов лет.
И вот Родни Гомес, астроном из Национальной бразильской обсерватории в Рио-де-Жанейро, решил обосновать существование девятой планеты за счет движения крупнейших обитателей Пояса Койпера – планетоида Седны с диаметром около 1500 км и других, более мелких объектов. Ученого заинтересовали их чрезвычайно странные орбиты, которые он попробовал объяснить гравитационным влиянием девятой планеты. Гомес сам признается, что на самом деле объяснений несколько, но существование Немезиды – самое простое и очевидное из них.
В рамках исследования ученый проанализировал орбиты 92 тел в Поясе Койпера, а затем сравнил их с результатами компьютерных симуляций, учитывающих наличие или отсутствие дополнительной планеты. В результате получилось, что без удаленной планеты орбиты шести объектов были бы совершенно иными.
Однако найти саму планету и определить ее размеры Гомесу так и не удалось. Тем не менее он считает, что она, скорее всего, похожа по этому параметру на Нептун, в четыре раза больше Земли и удалена от Солнца на расстояние в 225 млрд км. Однако теоретически это может быть и планета размером с Марс (то есть в два раза меньше Земли). В этом случае ее орбита должна быть сильно вытянутой – на 8 млрд км.
По мнению Гомеса, таинственная планета была когда-то выброшена в пространство своей звездой и блуждала по космосу, пока не «пристроилась» к нашему Солнцу. Тем не менее он не исключает и обратный вариант – когда планета сформировалась недалеко от Солнца, то потом гравитационная игра его планет-гигантов выбросила ее прочь, но не до конца, так, что она осталась на дальних подступах к светилу.
Насколько можно верить Гомесу и его единомышленникам? Нет ли каких-то заблуждений? На чем основываются суждения о том, что Немезида все-таки существует?
Вообще-то история эта давняя. Ей в обед 200 лет. А если серьезно, то именно в течение последних двухсот лет астрономы, как уже говорилось, научились сначала предвычислять положение той или иной неизвестной еще планеты на небосклоне, а потом уже открывать ее с помощью наблюдений.
Конец ознакомительного фрагмента.