Планеты гиганты солнечной системы
Уран самый легкий среди планет-гигантов, ведь основную его часть составляет лед. В голове не укладывается относительно малая толщина колец: при диаметре в сотни тысяч километров их толщина измеряется десятками метров. Малая плотность планет-гигантов у Сатурна плотность — меньше плотности воды объясняется тем, что значительная часть их массы находится в газообразном и жидком состояниях.
Каждая частица летит по своей орбите — чем ближе к планете, тем быстрее. Взгляд на любой предмет с другой стороны всегда полезен. Там, где в прямом свете мы видели черноту, «провал» в кольце, здесь мы видим вещество; просто оно другого типа, по-другому отражает и рассеивает свет.
Когда космические зонда прислали нам снимки кольца Сатурна, нас поразила его тонкая структура. Но еще в XIX в выдающиеся наблюдатели на обсерватории Пик-дю-Миди во Франции именно эту структур видели глазом, но им тогда никто особенно не поверил, потому что никто кроме них такие тонкости не замечал. Но оказалось, кольцо Сатурна именно такое. Объяснение этой тонкой радиальной структуре кольца специалисты по звездной динамике ищут в рамках резонансного взаимодействия частиц кольца с массивными спутниками Сатурна вне кольца и мелкими спутниками внутри кольца.
В целом теория волн плотности справляется с задачей, но до объяснения всех деталей еще далеко. На верхнем фото дневная сторона кольца. Зонд пролетает через плоскость кольца, и мы видим на нижнем фото, как оно повернулось к нам ночной стороной. Вещество в делении Кассини стало вполне заметно с теневой стороны, а яркая часть кольца, напротив, потемнела, поскольку она плотная и непрозрачная.
Там, где была чернота, появляется яркость, потому что мелкие частицы не отражают, но рассеивают свет вперед. Эти снимки показывают, что вещество есть везде, просто частицы разного размера и структуры. Какие физические явления сепарируют эти частицы, мы пока не очень понимаем. Надо сказать, что хоть и близко от кольца Сатурна пролетали космические аппараты, тем не менее ни одному из них не удалось увидеть реальные частицы, составляющие кольцо.
Мы видим лишь общее их распределение. Отдельные глыбы увидеть не удается, не рискуют аппарат внутрь кольца запускать. Но когда-нибудь это придется сделать. С ночной стороны Сатурна сразу появляются те слабо видимые части колец, которые в прямом свете не видно.
Это не настоящий цветной снимок. Цветами здесь показан характерный размер тех частиц, которые составляют ту или иную область. Красные — мелкие частицы, бирюзовые — более крупные. В ту эпоху, когда кольцо разворачивалась ребром к Солнцу, тени от крупных неоднородностей ложатся на плоскость кольца верхнее фото.
За них ответственны выступы километрового размера. Не исключено, что некоторые из них — это тени от наиболее крупных камней. Но квазирегулярная структура теней фото внизу более соответствует временным скоплениям частиц, возникающим в результате гравитационной неустойчивости.
Вдоль некоторых колец летают спутники, так называемые «сторожевые псы» или «пастушьи собаки», которые своей гравитацией удерживают от размытия некоторые кольца. Причем сами спутники довольно интересные. Один движется внутри тонкого кольца, другой снаружи например, Янус и Эпиметей. У них орбитальные периоды чуть-чуть разные. Внутренний ближе к планете и, следовательно, быстрее облетает ее, догоняет наружный спутник и за счет взаимного притяжения меняет свою энергию: наружный притормаживается, внутренний ускоряется, и они меняются орбитами — тот, что затормозил переходит на низкую орбиту, а тот, что ускорился — на высокую.
Так они делают несколько тысяч оборотов, а затем вновь меняются местами. Например, Янус и Эпиметей меняются местами раз в 4 года. Несколько лет назад открыли самое далекое кольцо Сатурна, о котором вообще не подозревали. Это кольцо связано со спутником Феба, с поверхности которого улетает пыль, заполняя область вдоль орбиты спутника.
Плоскость вращения этого кольца, как и самого спутника, не связана с экватором планеты, поскольку из-за большого расстояния гравитация Сатурна воспринимается как поле точечного объекта.
У каждой гигантской планеты есть семейство спутников. Особенно богаты ими Юпитер и Сатурн. На сегодняшний день у Юпитера их 69, а у Сатурна 62 и регулярно обнаруживаются новые. Нижняя граница массы и размера для спутников формально не установлена, поэтому для Сатурна это число условное: если вблизи планеты обнаруживается объект размером метров, то что это — спутник планеты или частица ее кольца?
В любом многочисленном семействе космических тел мелких всегда больше, чем крупных. Спутники планет — не исключение. Мелкие спутники — это, как правило, глыбы неправильной формы, в основном состоящие изо льда. Имея размер менее км, они не в состоянии своей гравитацией придать себе сфероидальную форму.
Внешне они очень похожи на астероиды и ядра комет.
Вероятно, многие из них таковыми и являются, поскольку движутся вдали от планеты по весьма хаотическим орбитам. Планета могла захватить их, а через некоторое время может потерять.
С малыми астероидоподобными спутниками мы пока не очень близко знакомы. Особенно пристальное внимание было к Фобосу; на его поверхность даже зонд хотели отправить, но пока не получилось. Чем внимательнее присматриваешься к любому космическому телу, тем больше в нем загадок. Фобос — не исключение. Посмотрите, какие странные структуры идут вдоль его поверхности. Уже несколько физических теорий существует, пытающихся объяснить их образование. Эти линии из мелких провалов и борозд похожи на меридианы.
Но физической теории их формирования пока никто не предложил. Все мелкие спутники несут на себе многочисленные следы ударов. Время от времени они сталкиваются друг с другом и с приходящими издалека телами, дробятся на отдельные части, а могут и объединяться.
Поэтому восстановить их далекое прошлое и происхождение будет нелегко. Но среди спутников есть и те, что генетически связаны с планетой, поскольку движутся рядом с ней в плоскости ее экватора и, скорее всего имеют общее с ней происхождение.
Особый интерес представляют крупные планетоподобные спутники. У Сатурна выделяется своим размером и массой могучий Титан. Эти спутники по своим внутренним параметрам почти неотличимы от планет.
Просто их движение вокруг Солнца контролируется еще более массивными телами — материнскими планетами. Вот перед нами Земля и Луна, а рядом в масштабе спутник Сатурна Титан. Замечательная маленькая планета с плотной атмосферой, с жидкими большими «морями» из метана, этана и пропана на поверхности. Очень привлекательная планета, потому что на ней будет легко и интересно работать — атмосфера плотная, надежно защищает от космических лучей и по составу близка к земной атмосфере, поскольку тоже в основном состоит из азота, хотя и лишена кислорода.
Вакуумные скафандры там не нужны, поскольку атмосферное давление почти как на Земле, даже чуть больше. Тепло оделись, баллончик с кислородом за спину, и вы легко будете работать на Титане. Кстати, это единственный кроме Луны спутник, на поверхность которого удалось посадить космический аппарат.
Вот единственный снимок, сделанный на поверхности Титана. Температура низкая, поэтому глыбы — это очень холодный водяной лед. Мы в этом уверены, потому что Титан вообще по большей части состоит из водяного льда. Цвет красновато-рыжеватый; он естественный и связан с тем, что в атмосфере Титана под действием солнечного ультрафиолета синтезируется довольно сложные органические вещества под общим названием «толины».
Дымка из этих веществ пропускает к поверхности в основном оранжевый и красный цвет, довольно сильно его рассеивая. Поэтому изучать из космоса географию Титана довольно сложно. Помогает радиолокация.
В этом смысле ситуация напоминает Венеру. Кстати, и циркуляция атмосферы на Титане тоже венерианского типа: по одному мощному циклону в каждом из полушарий. Спутники других планет-гигантов тоже оригинальны. Это Ио — ближайший спутник Юпитера. На таком же расстоянии находится, что и Луна от Земли, но Юпитер — гигант, а значит, действует на свой спутник очень сильно. Приливное влияние Юпитера расплавило недра спутника и на нем мы видим множество действующих вулканов черные точки.
Видно, что вокруг вулканов выбросы ложатся по баллистическим траекториям. Ведь там практически нет атмосферы, поэтому то, что выброшено из вулкана, летит по параболе или по эллипсу?
Наследие космического аппарата «Cassini» преподносит очередной сюрприз.
Их наблюдение большая удача, так как они являются очень скоротечным явлением. Ио является самым геологически активным телом Солнечной системы, на его поверхности обнаружено более действующих вулканов. Углерод является важнейшим и необходимым «строительным материалом» известной нам жизни.
Природа этих появляющихся время от времени особенностей на голубом гиганте уже много лет остается загадкой.
Протяженность запечатленного шлейфа стала не единственной его удивительной характеристикой. Нечаев, С. Планеты — гиганты! Нечаев, А. Балдуев, Т. Старших дошкольников всегда привлекает тема космоса, так как все неведомое, непонятное, недоступное глазу будоражит детскую фантазию. Солнце, Луна, звезды — это одновременно так близко, и в то же время так далеко. Вселенная безгранична во времени и пространстве и бесконечно разнообразна. Она содержит гигантское число небесных тел, многие из которых превосходят по величине Землю иногда во много миллионов раз.
Люди с давних времен изучали небо и наблюдали за движением планет среди звезд. Но тогда ученым было трудно, ведь с Земли можно увидеть невооруженным глазом только пять планет. Все изменилось с изобретением телескопа. Сейчас современное оборудование позволяет астрономам подробно и внимательно изучать многие космические объекты. Огромные телескопы часто размещают в горах — там воздух чище, прозрачнее. Гигантские телескопы отправляют в космос [1, с. Наблюдать за небом очень интересно в ясную погоду, когда нет облаков.
Тогда все видно, как на ладошке. Единственная звезда, которую можно увидеть днем Солнце. Вокруг Солнца вращается наша планета Земля и еще семь других планет со своими спутниками, а также астероиды, кометы, метеоры, облака пили, газа и множество других космических объектов. К ним относится и Черная дыра.
Она обладает огромнейшей силой притяжения. Черная дыра поглощает всё, что попадает в ее пределы. Планеты, расположенные ближе к солнцу: Меркурий, Венера, Земля и Марс — называются внутренними. Они небольшого размера и состоят из камня и металла. А дальние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун являются планетами-гигантами. Они состоят из газа и жидкости. Познакомимся подробнее с планетами-гигантами.
Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Она представляет собой газовый шар. Юпитер очень быстрая планета. Погода на Юпитере скверная — постоянные бури и ураганы, сопровождающиеся молниями. Облака вытягиваются длинными красочными лентами. Юпитер умеет «говорить».
Планета издает очень странные звуки, похожие на речь. Сатурн — вторая по величине планета. Как и Юпитер — это гигантский газовый шар. Сатурн окружен блестящими кольцами, состоящими из частиц льда и пыли. Из-за непогоды на поверхности планеты образуются огромные воронки. Уран — третья по величине планета. Он движется против часовой стрелки и «лежит на боку».
Уран находится очень далеко от Солнца и получает мало тепла. Температура на Уране — градусов.
