Удивительная астрономия
Шрифт:
На поверхности же спутника стоят жуткие морозы: температура льда здесь составляет 200 °C ниже нуля. Кое-где встречаются аномально нагретые участки с температурой около –170 °C. Возможно, в этих местах лед прогревается снизу теплыми океаническими течениями. Энцелад окутан довольно плотной для такого карлика атмосферой из водяного пара, азота, углекислого газа и метана. Малыш ни за что не смог бы удержать вокруг себя «воздушную шубу», это не получается даже у Луны, хотя она почти в 7 раз больше его в поперечнике. Это говорит о том, что атмосфера Энцелада постоянно пополняется извержениями гейзеров.
Межпланетная станция «Кассини» обнаружила в фонтанах гейзеров следы довольно сложных соединений – формальдегида, пропана и ацетилена, из которых при сильном нагревании могут образовываться молекулы аминокислот. А между тем аминокислоты –
Даже если спутник окажется необитаем, полученные о нем сведения продвинут науку вперед и сообщат нам немало нового о космосе, Земле и жизни. В том числе новые открытия позволят разгадать загадку активности недр на планемо. Энцелад, Ио, Титан и Тритон являются четырьмя крупными спутниками в Солнечной системе, недра которых неспокойны. При этом вулканы Ио извергают настоящие лавы, схожие с земными, а вулканы и гейзеры Энцелада и Тритона исторгают из себя воду и лед. Что роднит эти планемо? Что делает их непохожими на остальные сателлиты? Ответы на эти вопросы принесут будущие наблюдения и будущие полеты.
Под атмосферой Титана
Титан известен человечеству с середины XVII века: это был следующий после галилеевых спутников сателлит, обнаруженный астрономами в Солнечной системе. Открытие Титана произошло спустя ровно 45 лет после открытия лун Юпитера, в 1655 году, – настолько неспешно развивалась в ту пору астрономия. И лишь в середине прошлого века удалось заметить присутствие на Титане толстой «воздушной шубы», которая оказала бы честь даже планете! Из всех спутников Сатурна только Энцелад и Титан обладают собственной атмосферой. Но если газовая оболочка Энцелада, как мы уже знаем, давно улетучилась бы, если бы ее не пополняли вулканы, то Титан достаточно массивен, чтобы самому удерживать свою атмосферу – необычайно плотную.
С тех пор вот уже более полувека природа Титана беспокоит умы людей, стремящихся вообразить, что же происходит под облаками спутника-великана. Титану посвящены фантастические романы, кинофильмы, компьютерные игры. Полеты космических аппаратов позволили приоткрыть занавесу тайны. Особенно информативной оказалась миссия АМС «Кассини», которая в 2005 году сбросила на Титан робота «Гюйгенс» – для изучения условий на поверхности планемо.
Чем больше астрономы узнают о Титане, тем больше он кажется похожим на Землю
Свое название Титан получил в 1847 году от астронома Джона Гершеля (1792–1871), который решил таким образом увековечить в космосе память о мифических великанах – титанах. Истинных размеров спутника тогда никто не знал, но, как оказалось, свое имя сателлит вполне оправдывает. В поперечнике (5152 км) Титан в полтора раза превосходит Луну, а по массе (13,5×1019 т) он почти в два раза тяжелее ее. Если все остальные спутники Сатурна, которых насчитывается более 60, слепить в один громадный комок, то масса Титана окажется в 19 раз больше массы этого комка.
Поверхность Титана представляет собой унылую, усеянную камнями равнину, которую местами пересекают гряды холмиков или невысоких гор, крупнейшие из которых редко превосходят 2000 м, отчего напоминают земной Урал. Тем не менее многие горные вершины украшены шапками ледников из метанового льда и снега. Местные возвышенности часто обладают крутыми склонами, отчего выглядят весьма внушительно.
Единственным украшением бескрайних долин спутника служат озера. Их здесь очень много. На одном из участков, обследованных аппаратом «Кассини», удалось насчитать 75 озер протяженностью от 3 до 70 км. Некоторые из этих озер постепенно высыхают. Засухи, вероятно, нередки на Титане. Ученые неоднократно видели на снимках следы полностью высохших «водоемов». Разумеется, в озерах, связанных протоками, течет не вода (она при температуре на Титане немедленно замерзла бы), а жидкий метан. Глубину метановых озер сейчас нет возможности измерить, однако вряд ли они особенно глубоки. Об этом говорит богатая россыпь мелких островков во многих таких «водоемах».
Столь большому количеству метана на поверхности и в атмосфере Титан обязан своим вулканам.
На Титане сменяются времена года. В августе 2009 года в северном полушарии началась весна, которая продлится до февраля 2016 года, поскольку каждый сезон длится здесь 7,5 земных лет. Это связано с тем, что Сатурн вместе со своей свитой совершает полный оборот вокруг Солнца («сатурнов год») за 30 земных лет.
Поверхность Титана совершенно невозможно увидеть из космоса из-за толстой атмосферы, в которой постоянно висит густой туман. Толщина атмосферы Титана составляет 400 км, так что эта «воздушная шуба» создает давление в полтора раза большее, чем земная. Почти 98 % объема газовой оболочки спутника приходится на азот. Остальные газы представлены этаном, ацетиленом, пропаном, углекислым газом, угарным газом, гелием и прочими примесями. Из этих примесей преобладают метан и аргон, концентрация которых с высотой растет и в верхних слоях достигает 43 %. На высотах около 20 км метан образует косматые тучи, время от времени проливающиеся на спутник дождем.
Метан активно разрушается солнечным излучением, в результате чего на высоте 100 км в атмосфере формируется слой так называемых ароматических веществ, которые как раз и образуют непроглядный туман. У самой поверхности лежит еще один слой тумана, окрашенный в оранжевый цвет. В результате небо Титана в дневные часы всегда весело-оранжевое. Казалось бы, такая плотная «шуба» с двумя слоями тумана должна хорошо сберегать тепло на спутнике, но в действительности этого не происходит. Как раз наоборот: туман поглощает часть солнечного тепла, а остальное свободно пропускает в космос. Из-за этого спутник охлаждается до 180 °C ниже нуля.
В честь кого это назвали?
«Кассини» . Аппарат назван в честь итальянского астронома Джованни Кассини (1625–1712), первого директора Парижской обсерватории, открывшего у Сатурна следующие спутники: Япет (1671), Рея (1672), Тетис и Диона (1684).
«Гюйгенс» . Робот назван в честь голландского физика Христиана Гюйгенса (1629–1695), открывшего кольца Сатурна и его спутник Титан (в 1655 году).
Землеподобные планеты
Знойная планета
Гигантские экзопланеты уже сегодня доступны для изучения. Но вот о природе небольших, сопоставимых с Землей экзопланет ученым приходится пока судить лишь по тем данным, которые были получены при изучении внутренних планет Солнечной системы. Напомним, что внутренними называются планеты, расположенные внутри Пояса астероидов. По-другому они называются «планетами земной группы», поскольку размерами, строением и химическим составом похожи на наш космический дом.
Однако это сходство далеко не полное. Если выбирать между Марсом и Юпитером, то Марс, разумеется, покажется едва ли не точной копией Земли. И всетаки, забыв на время о газовых гигантах, мы убедимся, что между земплеподобными планетами имеются существенные различия. Главным образом эти различия связаны с расстоянием до Солнца.
Астрономы неслучайно выбрали средний радиус земной орбиты в качестве универсальной меры космических расстояний – астрономической единицы. Те планеты, которые находятся дальше одной астрономической единицы от Солнца, слишком холодны, поэтому их природа совершенно непохожа на земную. Планеты, расположенные ближе, чем на одну астрономическую единицу, слишком горячи. Это знойные планеты, и поэтому климат, состав атмосферы и прочие условия на них тоже сильно отличаются от земных.