по астрономии Ученика 11а класса (стр. 2 из 2)
Значительная часть тепла, генерируемого в Ио, излучается. Но потоки расплавленного вещества образуют вторичные тепловые очаги, где и появляются новые вулканы. Только изливаются не силикаты и вода, как на Земле, а сера и ее диоксид. Всего на карту Ио нанесено свыше 300 подобных выходов. Поперечник наибольших составляет 250 км, они располагаются обычно в экваториальной области. Типичный же их диаметр – 40 км. Интенсивный красный, оранжевый, желтый, коричневый, черный и белый цвета поверхности Ио подтверждают вышеизложенные представления о ее внешних оболочках. Такая окраска характерна для серы в различных аллотропических модификациях с примесями кислорода, натрия, калия и водорода. Обычной кристаллической ромбической серы (желто-зеленоватого цвета) на Ио крайне мало. Вода же, которая, по-видимому, была на Ио когда-то, буквально выкипела в давние времена, так же, как и другие летучие вещества (углерод и азот), столь характерные для Земли.
Ударных кратеров на Ио не обнаружено. Это объясняется постоянным излиянием расплавленных масс и таким своеобразным способом их «затягивания». Скорость отложений пород на поверхности спутника составляет при этом 0,1 мм/год.
Поверхность Европы имеет поразительный вид, это уникальная
поверхность в Солнечной системе. Она покрыта лабиринтом запутанных тонких линий и полос шириной 30 км и длиной в несколько тысяч км. Это большей частью заполненные трещины. Европа – самое гладкое тело Солнечной системы Dh=40 м. Она напоминает оранжевый кристаллический шар, довольно сильно исцарапанный. Ударных кратеров почти нет. Из данных УФ- и ИК-анализов делается вывод, что внешняя кора Европы в основном ледяная до глубин порядка 100 км. Средняя температура на поверхности 223 К. При таких условиях Европа имеет очень слабую атмосферу из водяного пара.Количество тепла, выделяемое в Европе, составляет 5% количества, выделяемого в Ио (по расчетам гравитационных возмущений). Поэтому недра Европы должны быть горячими, но не настолько, как Ио, чтобы требовался специальный механизм охлаждения – вулканы. Химический состав недр Европы, скорее всего, похож на состав Ио: железистое ядро (очень маленькое) и силикатно-серосодержащие породы (причем сера находится под слоем силикатов в расплавленном виде). Но, поскольку внутреннее тепло все-таки образуется, для снятия подповерхностных напряжений «евротрясения», из-за которых и появляются трещины на ледяном панцире Европы, что придает ей несколько мрачноватый вид.
Совсем иной характер имеет поверхность Ганимеда – крупнейшего из всех спутников Юпитера. Из показателя плотности(1,9 г/см3) видно, что он почти наполовину состоит из воды и льда. Его отражательная способность слабее альбедо Ио и Европы(40% против 70%). Поэтому он теплее: средняя температура на поверхности 140К. Быстрые изменения температуры поверхности в ходе затмений показывают, что его поверхностный слой проводит тепло хуже, чем поверхность Луны. По этим данным Моррисон и Крюйкшнек считают, что теплоизолирующий слой покрывает 95% поверхности и представляет собой тонкий слой инея, покрывающего ледяной слой или слой из смеси льда, пыли и обломков скальных пород. Эти обломки пород сложены из сульфоалюмосиликатов и выглядят как темные области на поверхности Ганимеда. Они усеяны кратерами диаметром в несколько десятков километров. Эти кратеры – одна из загадок Ганимеда: как могли они сохраниться на теле столь малой плотности? На Ганимеде имеется огромная система хребтов, возможно, связанная с древним бассейном ударного происхождения.
Самым примечательным свойством поверхности Ганимеда являются пучки длинных(обязательно параллельных), причем некоторые по виду похожи на трехуровневые автострады. Они покрывают значительную часть площади поверхности Ганимеда. Эти уникальные образования удовлетворительно объяснить не удается. Вообще же, геология Ганимеда до сих пор ставит целый ряд проблем.У Ганимеда есть атмосфера (аммиак, углекислый газ, вода, кислород, метан; давление в 10Па).
Каллисто еще одно уникальное тело Солнечной системы. Это самый далекий из галилеевых спутников Юпитера. Он обладает наименьшей плотностью. Поверхность Каллисто на невидимой с планеты стороне до предела насыщена кратерами. На обращенной к Юпитеру стороне видна ог
ромная многокольцовая структура с яркой центральной областью поперечником в 300км. Десять кольцевых гребней простираются до расстояний примерно 1500 км. Вся эта гигантская структура похожа на котловину Калорис на Меркурии и Океан Бурь на Луне. Но на Каллисто не обнаруживаются признаки, свидетельствующие о подвижности внешней коры. Да и вообще это загадочное образование довольно молодое, несравнимое по возрасту с тем же Океаном Бурь.Поскольку плотность Каллисто – 1,8г/см3, она должна состоять преимущественно из воды, но при этом сохраняет при слабо выраженном рельефе древние кратеры. В начале эволюции Каллисто уже имела толстую ледяную кору (вечная мерзлота?), которая быстро заполняла кратеры, что наблюдается до сих пор. Низкое альбедо(0,2) указывает на присутствие в коре пыли. Кора лежит на подложке из сульфатно-силикатных масс, возможно, с металлическим ядром. Между корой и подложкой из-за огромного давления первой вода должна находиться в жидкой фазе, образуя целые подледные океаны. В них, по некоторым данным, возможна жизнь.
Из-за низкой отражательной способности Каллисто – самый теплый из спутников Юпитера: температура на поверхности доходит до 173К и выше. Правда, эта температура слишком мала, чтобы обеспечить появление довольно мощной атмосферы из водяного пара, которая у Каллисто и не наблюдается.
Вообще, Каллисто ставит много вопросов, на которые пока нет ответов, например, почему у нее столь большая (наивысшая среди спутников Юпитера) теплоизолирующая способность поверхностного слоя?
Амальтея.
Из наиболее изученных спутников Юпитера лишь один – негалилеев. Это Амальтея. До 1978 г. это была этакая сирота, не избалованная вниманием ученых, до тех пор, когда были опубликованы результаты фотоэлектрических измерений блеска Амальтеи. Было установлено, что этот спутник – самый красный объект Солнечной системы. Что за темно-бордовое вещество, слагающее его, непонятно до сих пор. Альбедо Амальтеи тоже необычен – всего 0,02, т.е. она отражает только 2% падающего света! Так из чего же она сложена?Для того места, которое занимает Амальтея(180тыс. км), она слишком мала. И наблюдать ее крайне сложно. Кроме того, ее орбита не совпадает с вычисленной: она должна быть сильно вытянутой и заметно наклоненной к плоскости эклиптики, а она – почти круговая! И потом, Амальтея – самый вытянутый объект Солнечной системы: D: d=2:1.
Из-за близости к Юпитеру Амальтея подвергается сильным приливным воздействиям планеты, а значит внутреннее напряжение ее довольно велико. Значит, она сложена из тугоплавких пород. А где тугоплавкие породы – там и радиоактивные изотопы, т.е. внутренний разогрев. Но температура на поверхности Амальтеи всего 155К! И т.д., и т.п.
Этот объект ставит так много проблем перед астрономами, что можно сказать, что мы ничего о нем не знаем.
Вклад спутников Юпитера в знания человечества.
Важный вклад внесли спутники Юпитера в наши знания об эволюции Солнечной системы (благодаря данным «Вояджеров» и «Галилео») и в физику. Именно наблюдая затмения галилеевых спутников Оле Рёмер (1664-1710), открыл, что интервал времени между затмениями больше, когда Земля удаляется от Юпитера. В 1675 г. он пришел к заключению, что эти кажущиеся изменения являются следствием конечности скорости света.
Кроме того, наблюдения этих тел дают нам множество новых знаний о Солнечной системе, геологии крупных тел, да и, так сказать, являются лаборатории по изучению гравитационных взаимодействий на уровне массивных объектов. И вообще, это просто интересно! Никто не знает, какую пользу принесут исследования системы спутников Юпитера, но что эта практическая польза будет, ясно любому здравомыслящему человеку.
Будущие исследования и возможное практическое применение спутников Юпитера.
Настоящие исследования проводит юпитерианский зонд «Галилео», который совсем недавно пролетел всего в 300 км от поверхности Ио. Есть планы по посылке еще одного аналогичного зонда в 2005 г., т.к. к этому времени ресурс «Галилео» уже точно закончится. После тотального изучения галилеевых спутников астрономы мечтают переключиться на внешние спутники и общие исследования системы. Для этого сейчас нет технических возможностей, т.к. для подобных операций требуется большое количество мобильных и хорошо управляемых с Земли космических аппаратов.
Самые смелые уже мечтают о приспособлении одного или нескольких крупных спутников Юпитера, например, Ганимеда под перевалочную базу для дальних космических кораблей. Пусть сейчас это чистой воды мечта, но рано или поздно система Юпитера войдет в экономический оборот Земли. И тогда земляне смогут весьма обоснованно строить планы по покорению дальнего Космоса.
Литература:
1. http://galileo.jpl.nasa.gov
2. http://www.nasa.gov
3. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/planets/jupiterpage.html
4. Кауфман У. Дж. Планеты и луны. М., 1985
5. Коваль И. К. Мир планет. К., 1989
6. Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. Л., 1990
7. Мартынов Д. Я. Планеты. Решенные и нерешенные проблемы. М., 1995
8. Силкин Б. И. В мире множества лун. М., 1982
9. Спутники планет. Под ред. Дж. Бернса. М., 1980
10. Уипл Ф. Л. Семья Солнца: планеты и спутники. М., 1984