В колонках играет - Marlow-Electronic Explorations MIX

Настроение сейчас - Дабстеп решает.

Солнце
Общие сведения о Солнце

Для того, чтобы понять строение такой гигантской звезды, как Солнце, нужно представить себе огромную массу газа, которая сконцентрировалась в определенном месте Вселенной. Солнце на 72% процента состоит из водорода, а остальную часть в основном составляет гелий. Эти два газа очень легкие, но если вспомнить, что Солнце весит столько же, сколько весили бы 333000 наших планет, то можно себе представить, какова их концентрация. Температура внешней оболочки Солнца составляет 5900°. Внутри же она составляет 15 миллионов градусов.

Излучающая поверхность Солнца называется фотосферой. Фотосфера имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Каждое такое «зерно» размером почти с Германию и представляет собой поднявшийся на поверхность поток горячего вещества. На фотосфере часто можно увидеть относительно небольшие темные области — солнечные пятна. Они на 1500? холоднее окружающей их фотосферы, температура которой достигает 5800?. Из-за разницы температур с фотосферой эти пятна и кажутся при наблюдении в телескоп совершенно черными. Над фотосферой расположен следующий, более разряженный слой, называемый хромосферой, то есть «окрашенной сферой». Такое название хромосфера получила благодаря своему красному цвету. И наконец, над ней находится очень горячая, но и чрезвычайно разреженная часть солнечной атмосферы — корона.

На экваторе Солнце совершает один оборот за 25, а в полярных областях за 30 земных суток.
Энергия Солнца

Почему Солнце светит и не остывает уже миллиарды лет? Какое «топливо» дает ему энергию? Ответы на этот вопрос ученые искали веками, и только в начале XX века было найдено правильное решение. Теперь известно, что, как и другие звезды, светит благодаря протекающим в его недрах термоядерным реакциям. Что же это за реакции?

Если ядра атомов лёгких элементов сольются в ядро атома более тяжелого элемента, то масса нового окажется меньше, чем суммарная масса тех, из которых оно образовалось. Остаток массы превращается в энергию, которую уносят частицы, освободившиеся в ходе реакции. Эта энергия почти полностью переходит в тепло. Такая реакция синтеза атомных ядер может происходить только при очень высоком давлении и температуре свыше 10 млн. градусов. Поэтому она и называется термоядерной.

Основное вещество, составляющее Солнце, — водород, на его долю приходится около 71% всей массы светила. Почти 27% принадлежит гелию, а остальные 2% — более тяжелым элементам, таким как углерод, азот, кислород и металлы. Главным «топливом» Солнца служит именно водород. Из четырех атомов водорода в результате цепочки превращений образуется один атом гелия. А из каждого грамма водорода, участвующего в реакции, выделяется 6x1011 Дж энергии! На Земле такого количества энергии хватило бы для того, чтобы нагреть от температуры 0? C до точки кипения 1000 м3 воды.

Рассмотрим механизм термоядерной реакции превращения водорода в гелий, которая, по-видимому, наиболее важна для большинства звезд. Называется она протон-протонной, так как начинается с тесного сближения двух ядер атома водорода — протонов.

Протоны заряжены положительно, поэтому взаимно отталкиваются, причем, по закону Кулона, сила этого отталкивания обратно пропорциональна квадрату расстояния и при тесных сближениях должна стремительно возрастать. Однако при очень высоких температуре и давлении скорости теплового движения частиц столь велики, а частицам так тесно, что наиболее быстрые из них всё же сближаются друг с другом и оказываются в сфере влияния ядерных сил. В результате может произойти цепочка превращений, которая завершится возникновением нового ядра, состоящего из двух протонов и двух нейтронов, — ядра гелия.

Далеко не каждое столкновение двух протонов приводит к ядерной реакции. В течение миллиардов лет протон может постоянно сталкиваться с другими протонами, так и не дождавшись ядерного превращения. Но если в момент тесного сближения двух протонов произойдёт ещё и другое маловероятное для ядра событие- распад протона на нейтрон, позитрон и нейтрино (такой процесс называется бета-распадом), то протон с нейтроном объединятся в устойчивое ядро тяжёлого водорода- дейтерия.

Ядро дейтерия (дейтон) по своим свойствам похоже на ядро водорода, только тяжелее. Но, в отличие от последнего, в недрах звезды ядро дейтерия долго существовать не может. Уже через несколько секунд, столкнувшись ещё с одним протоном, но присоединяет его к себе, испускает мощный гамма-квант и становится ядром изотопа гелия, у которого два протона связаны не с двумя нейтронами, как у обычного гелия, а с одним. Раз в несколько миллионов лет такие ядра лёгкого гелия сближаются настолько тесно, что могут объединится в ядро обычного гелия, «отпустив на свободу» два протона.

Итак, в итоге последовательных превращений образуется ядро обычного гелия. Порождённые в ходе реакции позитроны и гамма-кванты передают энергию окружающему газу, а нейтрино совсем уходят из звезды, потому что обладают удивительной способностью проникать через огромные толщи вещества, не задев ни одного атома.

Реакция превращения водорода в гелий ответственна за то, что внутри Солнца сейчас гораздо больше гелия, чем на его поверхности. Естественно, возникает вопрос: что же будет с Солнцем, когда весь водород в его ядре выгорит и как скоро это произойдёт?

Оказывается, примерно через 5 млрд. лет содержание водорода в ядре настолько уменьшится, что его горение начнётся в слое вокруг ядра. Это приведёт к «раздуванию» солнечной атмосферы, увеличению размеров Солнца, падению температуры на поверхности и повышению её в ядре. Постепенно Солнце превратится в красный гигант — сравнительно холодную звезду огромного диаметра с атмосферой, превосходящей границы орбиты Земли. Жизнь Солнца на этом не закончится, и оно будет претерпевать ещё много изменений, пока в конце концов не станет холодным и плотным газовым шаром, внутри которого уже не происходит никаких термоядерных реакций.

Общие сведения о Меркурии

Меркурий — наименьшая из планет земной группы. Его диаметр равен 4880 км.(0,383 диаметра Земли), масса 0,056 массы Земли, а плотность — 5,42 г/см3. Обилии мелких и крупных кратеров, от нескольких метров до 625 км. в поперечнике, иногда со светлыми лучами и центральными горками; длинные (до 200 км.), широкие (до 10 км.) долины, борозды и разломы в коре; крупные обрывы высотой 2—3 км. и протяженностью в сотни километров; холмы и разбросанные далеко друг от друга горные хребты с вершинами гор высотой до 4 км. — такова поверхность Меркурия. Резко очерченные фазы планеты, четкий рельеф поверхности и отчетливые тени от гор свидетельствуют об отсутствии у Меркурия атмосферы. И так как ось вращения планеты отклонена от перпендикуляра к плоскости орбиты всего лишь на 1°, то во всех районах планеты от восхода до захода Солнца проходит целый ее год (88 земных суток) и столько же длиться ночь. За длительный день поверхность экваториальной зоны планеты нагревается до 480° С, а умеренных зон — до 340°C. Ночью поверхность охлаждается до -180°C.

Венера
Общие сведения о Венере

Венера, вторая по близости к Солнцу планета, почти такого же размера, как Земля, а её масса более 80 % земной массы. Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее, с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 градусов ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течение очень долгого времени. Она имеет очень плотную, глубокую и очень облачную атмосферу, не позволяющую нам увидеть поверхность планеты. Атмосферу — газовую оболочку, на Венере, открыл М. В. Ломоносов, в 1761 году, что так же показало сходство Венеры с Землёй.

Среднее расстояние от Венеры до Солнца 108,2 млн. км; оно практически постоянно, поскольку орбита Венеры ближе к окружности, чем у любой другой планеты. Временами Венера подходит к Земле на расстояние, меньшее 40 миллионов км. Венера всего на одну пятую меньше нашей планеты.
История открытия Венеры

Древние греки дали этой планете имя своей лучшей богини Афродиты, римляне же потом переиначили по-своему и назвали планету Венерой, что, в общем, одно и то же, однако случилось это не сразу. Одно время считалось, что в небе находится сразу две планеты. Вернее, тогда ещё звезды, одна — ослепительно яркая, была видна утром, другая, такая же — вечером. Их даже называли по-разному, пока халдейские астрономы после долгих наблюдений и ещё более долгих размышлений не пришли к выводу, что звезда — то всё — таки одна, что делает им честь как большим специалистам.

Свет Венеры столь ярок, что если на небе нет ни Солнца, ни Луны, он заставляет предметы отбрасывать тени. Однако при взгляде в телескоп, Венера разочаровывает, и не удивительно, что до последних лет её считали " планетой тайн ".

В 1930 году о Венере появилась некоторая информация. Было установлено, что её атмосфера состоит, в основном, из углекислого газа, который способен действовать как своего рода покрывало, задерживая солнечное тепло. Были популярны две картины планеты. Одна рисовала поверхность Венеры почти полностью покрытой водой, в которой могли развиваться примитивные формы жизни, — как это было на Земле миллиарды лет назад. Другая представляла Венеру как раскалённую, сухую и пыльную пустыню.

Эра автоматических космических зондов началась в 1962 году, когда американский аппарат «Маринер — 2» прошёл вблизи Венеры и передал информацию, которая подтвердила, что её поверхность очень горяча. Было установлено также, что период вращения Венеры вокруг оси — длительный, около 243 земных суток, — больше, чем период обращения вокруг Солнца (224, 7 суток), поэтому на Венере " сутки " длиннее года и календарь совершенно необычен.

Теперь известно, что Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большинство других планет. Для наблюдателя на поверхности Венеры Солнце восходит на западе, а заходит на восток, хотя в действительности облачная атмосфера полностью закрывает небо.

Следом за «Маринером — 2» была осуществлена мягкая посадка на поверхность Венеры нескольких советских автоматических аппаратов, спускаемых на парашюте через плотную атмосферу. При этом была зарегистрирована максимальная температура около 5300 C, и давление у поверхности почти в 100 раз большее, чем атмосферное давление на уровне моря на Земле.

«Маринер — 10» приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя облаков. Этот аппарат только один раз прошёл около Венеры — его основной целью была самая внутренняя планета — Меркурий. Однако снимки были высокого качества и показали полосатую структуру облаков. Они также подтвердили, что период вращения верхнего слоя облаков всего лишь 4 суток, так что строение атмосферы Венеры не похоже на земное.

Тем временем американские радиолокационные исследования показали, что на поверхности Венеры имеются большие по размеру, но мелкие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в такой плотной атмосфере должна быть сильная эрозия, по " геологическим " стандартам они вряд ли могут быть очень старыми. Причиной возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей. Самый большой горный район — Иштар — по площади вдвое превышает Тибет. В центре его на высоту 11 км поднимается гигантский вулканический конус. Было обнаружено, что в облаках содержится большое количество серной кислоты (возможно, даже фтористо-серной кислоты).

Следующий важный шаг был сделан в октябре 1975 года, когда два советских аппарата — " Венера — 9 " и " Венера — 10 " — совершили управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки. Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций, остававшимися на околопланетной орбите, на высоте порядка 1500 км. Это был триумф советских учёных, даже несмотря на то, что и " Венера — 9 " и " Венера — 10» вели передачи всего лишь не более часа, пока не перестали раз и навсегда действовать из — за слишком высоких температур и давления.

Оказалось, что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками, по составу похожими на земные базальты, многие из которых имели около 1 м в поперечнике. Поверхность была хорошо освещена: по описанию советских учёных, света было столько, сколько бывает в Москве в облачный летний полдень, так что даже не потребовались прожекторы аппаратов. Оказалось к тому же, что атмосфера не обладает чрезмерно высокими преломляющими свойствами, как ожидалось и все детали ландшафта были чёткими. Температура на поверхности Венеры равнялась 4850 C, а давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли. Было обнаружено, кроме того, что слой облаков кончается на высоте около 30 км. Ниже находится область горячего едкого тумана. На высотах 50 — 70 км располагаются мощные облачные слои и дуют ураганные ветры. У поверхности Венеры атмосфера очень плотная (всего лишь в 10 раз меньше плотности воды).

Венера отнюдь не гостеприимный мир, как это когда-то предполагалось. Со своей атмосферой из углекислого газа, облаков из серной кислоты и страшной жарой она совершенно не пригодна для человека. Под тяжестью этой информации рухнули некоторые надежды: ведь менее чем 20 лет назад многие учёные считали Венеру более обещающим объектом для космических исследований, чем Марс.

Венера всегда притягивала к себе взгляды писателей — фантастов, поэтов, учёных. О ней и про неё много писали и, наверное, ещё многое напишут и возможно даже, что когда-нибудь часть её тайн откроется человеку.

Земля

Земля состоит в основном из тяжелых элементов — металлов и минералов. В центре у нее очень плотное ядро из железа и никеля. Это ядро окружено мантией весьма разнообразного химического состава. Снаружи Земля покрыта 30-километровой корой из базальта и гранита. Она разделяется на 20 огромных платформ, или тектонических плит, которые тесно примыкают друг к другу. Плиты плавают на поверхности раскаленной, частично расплавленной горной породы. Над корой размещаются земная суша и океан. Суша разделена на шесть континентов. Вот как называются шесть земных континентов:

* Австралия — 8 млн. кв. км
* Северная Америка — 24 млн. кв. км
* Евразия — 54 млн. кв. км
* Южная Америка — 18 млн. кв. км
* Африка — 30 млн. кв. км
* Антарктида — 13 млн. кв. км

* Плиты передвигаются со скоростью от 1,3 до 10 см в год
* Океаны отдаляются друг от друга на 1 — 10 см в год.
* Экваториальный диаметр Земли равен 12756 км.
* Диаметр Земли от Северного полюса до Южного равен 12714 км.
* Вес Земли составляет около 6 секстиллионов тонн (6000000000000000000000 тонн).

Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за одни сутки. Когда на освещаемой Солнцем половине Земли стоит день, на противоположной стороне царит ночь. По мере вращения Земли начинает освещаться ранее затененная сторона, и ночь сменяется днем. Днем кажется, что Солнце движется по небосводу. На самом деле, движется вовсе не Солнце, а Земля.

Кроме того, на Земле существуют океаны, покрывающие более 70% ее поверхности, их средняя глубина составляет 3800 метров. Таким образом, земля — единственная планета Солнечной системы, поверхность которой в основном покрыта водой. Кроме того, у нее довольно плотная атмосфера, состоящая из: азота — 78,08%, кислорода — 20,95%, аргона — 10%, инертных газов — 0,94%. Нижние слои атмосферы называются тропосферой, которая простирается до высот 10—12 км. В ней температура падает с высотой; затем начинается стратосфера (высота от 10—12 до 80 км.) — слой с постоянной температурой порядка -40°C. Далее идет ионосфера — ионизированные слои атмосферы. У Земли есть единственный спутник — Луна

Марс
Общие сведения о Марсе

Нашим ближайшим соседом является Марс. Его диаметр почти вдвое меньше земного, и он в десять раз легче нашей планеты. Этого достаточно для того, чтобы удерживать атмосферу. Но атмосфера Марса гораздо более разреженная, чем земная. Она прозрачна, поэтому с помощью телескопов можно увидеть поверхность планеты. На снимках, сделанных американскими и советскими (это не опечатка) аппаратами, видны горы, вулканы, пропасти и ущелья. Усеянный кратерами пустынный ландшафт Марса напоминает лунный. Кратеры возникли от падения гигантских метеоритов в эпоху формирования планеты.

Космические аппараты, севшие на Марс, не только сделали снимки, но взяли пробы грунта и исследовали их. При этом было обнаружено, что марс совершенно лишен жизни; он стерилен. На нем нет даже простейших живых существ вроде бактерий или других одноклеточных. Это оказалось большим разочарованием как для ученых, так и для обыкновенных людей, с надеждой ожидавших, что когда-нибудь они узнают о своих собратьях на Марсе. Ведь Марс — младший брат Земли, и если где-нибудь и можно было предполагать существование жизни, подобной той, которая есть не нашей Земле, то только на нем.

Ось вращения Марса, как и ось нашей Земли, немного наклонена к плоскости его орбиты. Поэтому и на Марсе происходит смена времен года. Самая высокая температура на дневной стороне составляет +15 градусов, а ночью даже на экваторе она понижается до -85 градусов. У Марса есть два крошечных спутника. Диаметр одного из них составляет 27 км, а другого — 15км.

Юпитер
Общие сведения об Юпитере

Юпитер — это планета-гигант, которая содержит в себе более 2/3 массы всей нашей планетной системы. Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше, чем у Земли, а диаметр в 11. Но застроить Юпитер землянам не удастся: он представляет собой гигантский шар из водорода, практически его химический состав совпадает с солнечным. К тому же на Юпитере температура достигает -140°C. Атмосфера Юпитера кроме водорода (87%) и небольшой доли гелия (13%) содержит малые количества метана, аммиака и водяного пара.

Достопримечательностью Юпитера является Большое Красное Пятно — колоссальный атмосферный вихрь эллиптической формы размером 15 # 30 тысяч километров (!!!). Когда он возник — неизвестно, но в наземные телескопы он наблюдается уже 300 лет. Очевидно, он родственник земных антициклонов, но из-за своих размеров гораздо более долгоживущий. Время жизни Большого Красного Пятна оценивается в сотни и даже тысячи лет. Период круговорота вещества в этом вихре состоит неделю. Так же существует версия, что пятно — это большая твердая или полутвердая масса, плавающая в плотных слоях атмосферы планеты. Можно только предполагать, что же представляет собой пятно на самом деле.

Ядро Юпитера небольшое («всего» в 15 масс Земли). Оно состоит из камня и металлов. Ничего удивительного в этом нет — ведь и Солнце содержит примеси тяжелых элементов.

У самой большой из наших планет 16 спутников: Амальмея, Ананке, Андрастея, Ганимед, Гималия, Европа, Ио, Каллисто, Карме, Леда, Лиситея, Метида, Пасифе, Синопе, Фива, Элара.

Сатурн
Общие сведения о Сатурне

Эта планета более других планет-гигантов похожа на Юпитер. Ее масса в 95 раз и экваториальный радиус (60370 км) в 9,5 раза превышают земные, а сжатие составляет 1:10, т. е. полярный радиус в 8,5 раза больше земного. Ускорение силы тяжести на Сатурне в 1,15 раза превышает земное, а критическая скорость равна 37 км/с. Ось вращения планеты наклонена под углом в 26°45', и если бы она по своей природе походила на Землю и находилась значительно ближе к Солнцу, то на ней сменялись бы сезоны года. Но структура Сатурна такая же, как у Юпитера, и он тоже вращается зонально с периодами в 10ч 14м (экваториальный пояс) и в 10ч 39м (умеренные пояса). О газообразной структуре планеты свидетельствует и ее небольшая средняя плотность, равная 0,69 г/см3, т. е., образно говоря, если бы Сатурн оказался в воде, то он плавал бы на ее поверхности. Из-за меньшей (в сравнении с Юпитером) массы давление в недрах Сатурна нарастает медленнее, и, по-видимому, слой жидкого водорода в смеси с гелием начинается на глубине, равной половине радиуса планеты, где температура достигает 10000°С, а давление — 3—109 гПа (3—106 атм.). Ниже, на глубине 0,7—0,8 радиуса, имеется, слой металлической фазы водорода, электрические токи в котором порождают магнитное поле планеты, а под этим слоем находится расплавленное силикатно-металлическое ядро, масса которого в 9 раз больше массы Земли, или почти 0,1 массы Сатурна.

Сатурн получает от Солнца в 92 раза меньше энергии, чем Земля, кроме того, 45% этой энергии он отражает. Поэтому температура его верхних слоев должна быть около -190°С, но она близка к -170°С. Объясняется это тем, что из горячих недр планеты поступает тепла в два раза больше, чем от Солнца. Радиоизлучение Сатурна сравнительно небольшое, что свидетельствует о наличии у него магнитного поля и радиационного пояса, более слабых, чем у Юпитера. Это подтверждено автоматической станцией «Пионер-11», которая 1 сентября 1979 г. пролетела на расстоянии 21 400 км от поверхности Сатурна и обнаружила его магнитное поле, ось которого почти совпадает с осью вращения планеты. Радиационный пояс состоит из нескольких зон, разделенных широкими полостями, не содержащих электрически заряженных частиц. У Сатурна есть еще две луны — их сфотографировал зонд «Кассини». Факт, что такие мелкие планеты (3 и 4 км в диаметре) уцелели до сих пор, означает, что мелкие кометы, которые обычно угрожают им, встречаются в Солнечной системе не так уж часто. Всего спутников у шестой планеты теперь 33 с поперечниками от 34 до 5150 км. Как и у Юпитера, эти спутники занумерованы в порядке последовательности их открытия.

На фотографиях, полученных автоматическими станциями, видно, что поверхности крупных спутников покрыты множеством кратеров самых различных размеров.

Все спутники Сатурна обращаются вокруг него в прямом направлении, и только самый далекий, девятый спутник Феба, отстоящий от планеты почти на 13 млн. км, имеет обратное движение и завершает один оборот по орбите за 550 суток.
Кольца Сатурна

У Сатурна имеется кольцо, открытое еще в 1656 г. голландским физиком X. Гюйгенсом (1629—1695), а точнее, семь тонких плоских концентрических колец, которые отделены друг от друга темными промежутками и обращаются вокруг планеты в плоскости ее экватора. Внешнее кольцо, обозначаемое буквой А, менее ярко, чем отделенное от него щелью Кассини кольцо B, внутри которого находится третье кольцо С, из-за своей малой яркости называемое креповым и видимое только в сильные телескопы; оно отделено от кольца В делением Максвелла. Внешние и внутренние радиусы этих колец соответственно равны 138000 и 120000 км (А), 116000 и 90000 км (В), 89000 и 72000 км (С).

Сохраняя свое направление в пространстве, кольца через каждые 14,7 года (половина периода обращения Сатурна вокруг Солнца) бывают повернуты к Земле ребром и не видны; только их тень узкой темной полоской падает на диск планеты. Это явление называется исчезновением колец. Последнее их исчезновение было в 1994 г.

Уран
Общие сведения об Уране

Седьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, открытая Уильямом Гершелем в 1781 г. Уран достаточно ярок, так что при хороших условиях наблюдения его можно увидеть невооруженным глазом. С Земли даже в самый большой телескоп он кажется зеленоватым диском, почти лишенным деталей. В 1986 г. космический зонд «Вояджер-2» прошел недалеко от Урана и его спутников, передав на Землю их крупноплановые изображения. «Вояджером-2» были открыты десять небольших спутников Урана (к этому времени были уже известны пять больших спутников планеты — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон).

Видимая поверхность (диск) планеты представляет собой плотные слои протяженной атмосферы, состоящей из молекулярного водорода (50%), гелия (15%), метана (20%) и аммиака (не менее 5%), находящегося в стадии насыщения, т. е. часть его присутствует в жидком и даже кристаллическом виде. По условиям обогревания солнечными лучами температура атмосферы Урана должна быть близкой к -220°С. Однако, по радиоизлучению планеты температура Урана оказалась равной -150°С и повышается в глубинных слоях, что свидетельствует о горячих недрах этой планеты. Радиус Урана равен 25700 км (4 радиуса Земли), масса почти 14,6 земной массы, средняя плотность 1,3 г/см3, а период вращения вокруг оси близок к 1648м. Плоскость экватора планеты образует с плоскостью ее орбиты угол = 82°, но планета вращается в обратном направлении (с востока к западу), и поэтому наклон оси ее вращения считается равным 98°, т. е. полюсы планеты отстоят от плоскости ее орбиты всего лишь на 8°.

Магнитное поле, примерно в 1,2 раза слабее земного и простирающееся от планеты на 18 ее радиусов (457000 км). Ось магнитного поля наклонена к оси вращения планеты приблизительно на 60°. Имеется у Урана и радиационный пояс. В глубине атмосферы планеты найдены метановые облака. Совсем недавно у Урана были известны пять спутников, которые движутся в направлении вращения планеты вблизи плоскости ее экватора по почти круговым орбитам. Самый далекий и второй по величине IV спутник Оберон (диаметр 1550 км) обращается за 13д12,2ч на среднем расстоянии 583,4 тыс. км от планеты, а наименьший из них, считавшийся наиболее близким, V спутник Миранда (диаметр около 480 км) — за 1д11ч на среднем расстоянии в 129,900 км. Но в январе 1986 г. «Вояджер-2» открыл еще 10 небольших спутников размерами от 40 до 170 км, причем все они обращаются вокруг Урана внутри орбиты Миранды и тоже вблизи плоскости экватора планеты. Так что теперь число известных спутников Урана достигло 15, причем самый близкий к планете XIII спутник Корделия обращается вокруг нее за 8ч19м на среднем расстоянии 49800 км.

Уран — один из четырех «газовых гигантов» Солнечной системы. Предполагается, что в центре планеты имеется небольшое каменное ядро, которое окружено толстой ледяной мантией из замерзших масс воды, метана и аммиака. Внешний слой планеты — водородная и гелиевая атмосфера с небольшим количеством различных молекулярных соединений.

Даже на крупных планах планеты, полученных «Вояджером», Уран имеет «спокойный», почти лишенный деталей вид, хотя и имеются некоторые намеки на слабые полосы, параллельные экватору. Любопытная особенность Урана состоит в том, что его ось вращения лежит практически в плоскости Солнечной системы (у других планет ось почти перпендикулярна этой плоскости). Внутренний период вращения равен 17 час. 14 мин.
Кольца Урана

В 1977 г. у Урана была открыта серия узких колец, лежащих в экваториальной плоскости. Каждое кольцо имеет в ширину всего несколько километров и с Земли не видно. Эти кольца были обнаружены во время покрытия Ураном звезды 8-й звездной величины. Кольца вызвали небольшое падение наблюдаемой яркости этой звезды непосредственно до и сразу после ее покрытия диском планеты. Более поздние покрытия Беты Скорпиона и Сигмы Стрельца подтвердили полученный результат. Система колец впоследствии (в 1986 г.) была сфотографирована «Вояджером-2», когда были обнаружены еще два кольца, а общее их количество достигло одиннадцати. Все кольца очень узкие, шириной от 2 до 5 км, и лишь у одного ширина близка к 70 км, а их толщина не превышает 1 км. Кольца состоят из пыли и твердых частиц размерами до 1 м. Кольца отделены друг от друга широкими промежутками и обращаются вокруг планеты в плоскости ее экватора. Ближайшее к планете кольцо радиусом 42000 км (1,65R радиуса планеты) обращается с периодом 6ч37м, а самое внешнее радиусом около 51 400 км (2,02R) — с периодом 8ч26м.

Нептун
Открытие Нептуна

Нептун открыт в Берлинской обсерватории 23 сентября 1846 г. Иоганном Галле на основании предсказаний, сделанных независимо Джоном К. Адамсом в Англии и Урбеном Ж. Леверрье во Франции. Их вычисления опирались на несоответствия между наблюдаемой и предсказанной орбитами Урана, начиная с его открытия в 1781 г., которые были приписаны гравитационным возмущениям неизвестной планеты.
Общие сведения о Нептуне

Одна из больших планет Солнечной системы, обычно восьмая от Солнца (в период с 1979 по 1999 г. вытянутость орбиты Плутона привела к тому, что он оказалась к Солнцу ближе, чем Нептун.) Нептун, один из четырех «газовый гигантов», имеет небольшое каменное ядро, окруженное ледяной мантией из замерзших воды, метана и аммиака. Диаметр планеты почти в четыре раза больше диаметра Земли. Внешняя атмосфера состоит главным образом из молекулярного водорода с добавлением гелия (15—20% по массе) и небольшого количества метана.

На небе Нептун представляет собой объект седьмой или восьмой звездной величины, т. е. невооруженным глазом с Земли наблюдаться не может. Через хороший телескоп с большим усилением Нептун выглядит как слегка голубоватый диск (этот цвет объясняется присутствием метана в верхней атмосфере планеты). Поверхностные детали наземными оптическими инструментами обнаружены быть не могут, хотя в инфракрасном свете наблюдаются яркие пятна.

Крупноплановые изображения Нептуна были получены «Вояджером-2» с пролетной траектории в августе 1989 г. Наблюдения с помощью космического телескопа «Хаббл» (HST), позволяющие различить отдельные детали атмосферы Нептуна, начались в 1994 г. Во многих отношениях (например, по размеру и строению) Нептун похож на Уран. Но, в отличие от Урана, в высокодинамичной атмосфере Нептуна имеются заметные и изменяющиеся облачные структуры. Наиболее выделяющаяся структура, обнаруженная «Вояджером- 2», была названа Большим темным пятном. По своему характеру оно оказалось подобным Большому красному пятну Юпитера. Располагаясь на 20° к югу от экватора, оно вращается против часовой стрелки с периодом около 16 дней. Над ним, как и над другими темными пятнами формируются яркие «перистые» облака. Однако к 1994 г., когда были проведены наблюдения с помощью HST, это пятно полностью исчезло. Тем временем в северном полушарии планеты образовалось другое темное пятно, не замеченное «Вояджером». Этому пятну также сопутствовали яркие облака. Последующие наблюдения HST показали, что характер облаков изменялся, хотя в целом структура атмосферы оставалась устойчивой.

В верхней атмосфере Нептуна имеются два главных слоя облаков. Слой, состоящий из кристаллов метанового льда, лежит поверх непрозрачных облаках, которое, возможно, содержат замерзший аммиак или сероводород. Кроме того, в верхних слоях атмосферы имеется углеводородная дымка, возникшая в результате действия солнечного излучения на метан.

Регулярные радиовсплески, обнаруженные «Вояджером-2», говорят о том, что Нептун имеет магнитное поле и окружен магнитосферой. Всплески разделены интервалом времени в 16,11 часа, что, по всей видимости, соответствует периоду вращения планетарного ядра. Атмосферные детали вращаются с различными скоростями, при этом происходит их смещение по широте. Измеренная скорость ветра составляла 2200 км/час. Магнитная ось планеты наклонена к оси вращения под углом в 47°, что позволяет думать, что асимметричное поле возникает в мантии, а не в ядре.

Основываясь на общем количестве излучаемой энергии, можно оценить среднюю температуру планеты в 59 K., но при этом остается непонятным, почему Нептун излучает энергии в 2,7 раза больше, чем получает от Солнца.

Наблюдения, сделанные с Земли во время покрытий Нептуном других небесных тел, позволили предположить наличие у него неполных кольцевых «дуг». «Вояджер-2» обнаружил четыре незначительных кольца, одно из которых «сдвоено» именно так, как требуется для объяснения результатов наблюдений при покрытиях.

У Нептуна радиус равен 24300км (3,81 радиуса Земли), масса 17,2 земной массы и средняя плотность 1,72 г/см3. Ось вращения наклонена на угол в 29°, и планета вращается в прямом направлении с периодом в 17ч48м, а обращается вокруг Солнца почти за 165 лет. Близкий и наиболее крупный спутник — Тритон, обращается с периодом в 5д21ч03м в обратном направлении по круговой орбите радиусом 355 300 км, наклоненной к экватору планеты на 159°. Диаметр спутника оценивается примерно в 3500 км. Дальний спутник, Нереида (диаметр около 400 км), обращается в прямом направлении за 360 суток по очень вытянутой эллиптической орбите с большой полуосью в 5 510 000 км и эксцентриситетом 0,75.

Во время полета «Вояджера-2» у Нептуна было открыто шесть новых лун, что довело общее количество известных спутников (вместе с Тритоном и Нереидой) до восьми.

В настоящее время открыто еще несколько спутников

Плутон
Общие сведения о Плутоне

Девятая планета Солнечной системы, открытая в Обсерватории Лоуэлла 18 февраля 1930 г. Клайдом Томбо как объект 15-й звездной величины. Поиски планеты за Нептуном начались в 1905 г.; стимулом для них послужило очевидное несоответствие между расчетными и наблюдаемыми орбитами Урана и Нептуна. Однако теперь известно, что масса Плутона, составляющая менее одной пятой массы Луны, слишком мала и не может оказать заметного гравитационного влияния на Уран и Нептун.

Орбита Плутона имеет самое большое наклонение к эклиптике и самый большой эксцентриситет среди всех планет. Расстояние Плутона от Солнца составляет 30 — 50 а. е. Через перигелий Плутон прошел в 1989 г. и в течение 1979 — 1999 гг. будет находиться ближе к Солнцу, чем Нептун.

Открытие в 1978 г. спутника Плутона Харона дало возможность уточнить величину диаметра и массу планеты. Ее диаметр оказался равным 2300 ± 40 км. Общая плотность Плутона приблизительно вдвое превышает плотность воды, поэтому считается вероятным, что он состоит из толстого слоя водяного льда, покрывающего ядро из частично гидратированных горных пород. Харон и Плутон находятся в «сцепленном» вращении с периодом 6,39 суток. Подобно Урану, Плутон вращается в обратном направлении. Ось его вращения наклонена к плоскости эклиптики на 122°, так что планета движется «лежа на боку».

Между 1985 и 1990 гг. для Плутона имела место редкая серия покрытий и прохождений. При наблюдениях с Земли такие события за 248-летний период обращения планеты случаются только дважды. Благодаря им появилась возможность различить спектральные картины Плутона и Харона и построить первые приближенные карты альбедо поверхности Плутона. Они подтвердили существовавшие предположения о крайней неоднородности и изменчивости поверхности планеты, которые основывались на изменении яркости в течение периода обращения и в более длительные сроки. В противоположность Харону, который выглядит серым, поверхность Плутона имеет красноватый цвет. В 1976 г. методами инфракрасной спектроскопии на Плутоне был обнаружен метановый лед. Покрытие звезды Плутоном в 1988 г. показало присутствие протяженной разреженной атмосферы. В 1992 г. на поверхности планеты были обнаружены замерзшие азот и окись углерода. Поверхностная температура составляет около 40 K. В 1996 г. при наблюдениях с Космического телескопа «Хаббл» впервые удалось разрешить широкие светлые и темные детали на поверхности Плутона.

Единственный известный спутник Плутона, обнаруженный Дж. Кристи в 1978 г. Его диаметр — 1200 км, что составляет приблизительно половину диаметра Плутона. Период обращения — 6,39 дня — совпадает с периодом вращения как Плутона, так и Харона. Спектр Харона обнаруживает присутствие водяного льда, а не метана, который характерен для Плутона.

Луна
Движение Луны

Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек. по приблизительно эллиптической орбите против часовой стрелки, сели смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется между 356 400 и 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический (звездный) месяц равен 27,32166 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению.
Форма Луны

Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, примерно на 700 м и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направлению на Землю, на 400 м. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного вытянута в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, что соответствует 7,35 *1025 г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г. см3 (0,61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162,3 см. сек2 и уменьшается на 0,187 см. сек2 при подъеме на 1 километр. Первая космическая скорость 1680 м. сек, вторая 2375 м. сек.
Поверхность Луны

Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо равно 0,073, то есть она отражает в среднем лишь 7,3 % световых лучей Солнца. Визуальная звездная величина полной Луны на среднем расстоянии равна — 12,7; она посылает в полнолуние на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце. Поверхность Луны нагревается днем до + 110о С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколько дециметров вследствие чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев.

Спутники Солнечной Системы
Название Кем открыт Год открытия Блеск (в звездных величинах) Радиус орбиты(в тысячах км.) Период обращения(в сутках) Наклонение орбиты(в градусах) Радиус(в км.) Масса(в 1020 кг.
Земля:
Луна - - -12,7 384,4 27,32 18,3 — 28,6 1738 735
Марс:
Фобос А. Холл 1877 11,3 9,38 0,319 1,0 14*10 11*10 -5
Деймос А. Холл 1877 12,4 23,46 1,263 0,9 — 2,7 8*6 18*10 -6
Юпитер:
Метида С. Синнот 1979 17,5 127,96 0,295 (0) (20) -
Андрастея Д. Джюит 1979 18,7 128,98 0,298 (0) 12*8 -
Амальтея Э. Барнард 1892 14,1 181,3 0,498 0,4 135*75 -
Теба С. Синнот 1979 16,0 221,9 0,675 (0,8) (50) -
Ио Г. Галилей 1610 5,0 421,6 1,769 0,04 1815 894
Европа Г. Галилей 1610 5,3 670,9 3,551 0,47 1569 480
Ганимеед Г. Галилей 1610 4,6 1070 7,155 0,19 2631 1482,3
Каллисто Г. Галилей 1610 5,6 18,83 16,689 0,28 2400 1076,6
Леда Ч. Коуэл 1974 20,2 11094 238,72 27 (8) -
Гималия Ч. Перрайн 1904 15,0 11480 250,57 28 (90) -
Лиситея С. Николсон 1938 18,2 11720 259,22 29 (20) -
Элара Ч. Перрайн 1905 16,6 11737 259,65 28 (40) -
Ананке С. Николсон 1951 18,9 21200 631 147 (15) -
Карие С. Николсон 1938 17,9 22600 692 163 (22) -
Пасифе П. Мелот 1908 16,9 23500 735 147 (35) -
Синопе С. Николсон 1914 18,0 23700 758 153 (20) -
Сатурн:
Пан М. Г. Шоултер 1990 - 133,6 - - - -
Атлас Р. Террил 1980 18,0 137,64 0,6020 (0) 20*15 -
Прометей С. Коллинз 1980 15,8 139,35 0,613 (0) 70*40 -
Пандора С. Коллинз 1980 16,5 141,7 0,629 (0) 55*35 -
Эпиметий Р. Уолкер 1966 15,7 151,42 0,694 0,34 70*50 -
Янус О. Дольфюс 1966 14,5 151,47 0,695 0,14 110*80 -
Мимас У. Гершель 1789 12,9 185,52 0,942 1,53 195 0,38
Энцелад У. Гершель 1789 11,7 238,02 1,37 0,02 250 0,84
Тефия Дж. Кассини 1684 10,2 294,66 1,888 1,09 525 7,55
Телесто Б. Смит 1980 18,7 294,66 1,888 (0) (12) -
Калипсо Б. Смит 1980 19,0 294,66 1,888 (0) 15*16 -
Диона Дж. Кассини 1684 10,4 377,40 2,737 0,02 560 10,5
Елена П. Лак 1980 18,4 377,40 2,737 0,2 18*15 -
Рея Дж. Кассини 1672 9,4 527,04 4,518 0,35 765 24,9
Титан Х. Гюйгенс 1655 8,3 1221,8 15,945 0,33 2575 1350
Гиперион Дж. Бонд, У. Бонд… 1848 14,2 1481,0 21,277 0,43 175*100 -
Япет Дж. Кассини 1671 10,2—11,9 3561,3 79,331 14,72 720 18,8
Феба У. Пикенинг 1898 16,5 12952,0 550,48 175,3 110 -
Уран
Корделия "Вояджер-2" 1986 24 49,75 0,335 (0,14) (15) -
Офелия "Вояджер-2" 1986 24 53,76 0,376 (0,09) (15) -
Бианка "Вояджер-2" 1986 23 59,16 0,435 (0,16) (220) -
Крессида "Вояджер-2" 1986 22 61,77 0,464 (0,04) (25) -
Дездемона "Вояджер-2" 1986 22 62,66 0,474 (0,16) (30) -
Джульетта "Вояджер-2" 1986 22 64,36 0,493 (0,06) (40) -
Порция "Вояджер-2" 1986 21 66,10 0,513 (0,09) (55) -
Розалинда "Вояджер-2" 1986 23 69,93 0,558 (0,28) (30) -
Белинда "Вояджер-2" 1986 22 75,26 0,624 (0,03) (35) -
Пэк "Вояджер-2" 1986 200 86,01 0,762 (0,31) 75 -
Миранда Дж. Койпер 1948 16,3 129,78 1,414 3,40 235 0,689
Ариэль У. Ласселл 1851 14,2 191,24 2,52 0,00 518 12,6
Умбриэль У. Ласселл 1851 14,8 264,97 4,144 0,00 585 13,3
Титания У. Гершель 1787 13,7 435,84 8,706 0,00 790 34,8
Оберон У. Гершель 1787 13,9 582,60 13,463 0,00 760 30,3
Нептун
Наяда "Вояджер-2" 1989 25 48,00 0,296 (0) (25) -
Таласса "Вояджер-2" 1989 24 50,00 0,312 (4,5) (40) -
Диспина "Вояджер-2" 1989 23 52,50 0,333 (0) (90) -
Галатея "Вояджер-2" 1989 22 62,00 0,429 (0) (75) -
Ларисса "Вояджер-2" 1989 22 73,60 0,554 (0) (95) -
Протей "Вояджер-2" 1989 20 117,60 1,121 (0) (200) -
Тритон У. Ласселл 1846 13,5 354,80 5,877 157 1350 214
Нереида Дж. Кайпер 1949 18,7 5562,4 360,16 29 (170) -
Плутон
Харон Дж. Кристи 1978 16,8 19,64 6,387 98,8 593 18