Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 14 из 31)

Существование на Марсе атмосферы было установлено уже дав-
но. Однако эта атмосфера очень разрежена, и ее давление пример-
но в 100 раз меньше земного. В основном она состоит из углекис-
лоты. Кислорода и водяного пара в ней крайне мало, но иногда
можно наблюдать редкие белые облака и туман, чаще над поляр-
ными шапками.

Вода на Марсе из-за низкого атмосферного давления в основ-
ном может существовать только в виде льда.

Рис. 54. Сравнение кратеров (слева направо) на Марсе, Луне и Меркурии.

Рис. 53. Фотография Венеры, оку-
танной облаками, полу-
ченная космической стан-
цией.

Год Марса почти вдвое длиннее земного, есть там и смена вре-
мен года, так как ось суточного вращения Марса наклонена к
плоскости его орбиты, почти как земная.

На поверхности Марса заметны темные пятна на общем оранже-
вом фоне (см. форзац). Темные пятна на Марсе назвали «морями»,
а оранжевые пространства — «пустынями». По видимому пе-
ремещению пятен на диске установлена продолжительность сол-
нечных суток на Марсе 24 ч 37,4 мин, почти как на Земле.

Суточные температурные изменения на Марсе достигают
80—100 °С.

На экваторе температура редко поднимается даже летом до
0°С, а к ночи она падает до жестокого мороза (—70; —100 °С),
особенно холодно на полюсах (до —130 °С).

Суровые условия на Марсе являются следствием того, что Марс
в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Земля, и получает энергии от него
в два с лишним раза меньше, а ночью грунт из-за разреженности
атмосферы остывает очень быстро. "

Объем наших сведений о Марсе резко возрос благодаря исполь-
зованию автоматических станций-лабораторий, выведенных на орби-
ту вокруг Марса в качестве его искусственных спутников. По ко-
манде с Земли они производили фотографирование поверхности пла-
неты. Несколько космических аппаратов опускалось на поверхность
Марса. Получены тысячи фотографий планеты с разного расстоя-
ния, на основе которых составлены подробные карты планеты. На
Марсе обнаружено несколько гигантских, по-видимому, давно
потухших вулканов. Высота самого большого из них составляет
27 км. Между отдельными участками поверхности планеты, как и на
Земле, имеются большие перепады высот. Обнаружены на Марсе
и каньоны, которые по своим масштабам напоминают земные русла
высохших рек.

Несмотря на крайне суровые физические условия, Марс явля-
ется единственной планетой нашей Солнечной системы, на которой
можно было ожидать существование примитивных форм жизни.
Биологические эксперименты по обнаружению следов органической
жизни (хотя бы в форме бактерий), проведенные автоматическими
космическими аппаратами «Викинг-1 и -2», не привели к положи-
тельному результату.

15 1- С Земли на Луне в телескоп видны объекты размером 1 км. Каков наи-
меньший размер деталей, видимых с Земли на Марсе в такой же телескоп во
время противостояния (на расстоянии 55 млн. км)?

2. Пользуясь таблицей V приложения, определите по цветным рисункам Марса
(см. форзац) примерное значение диаметра его полярной шапки (в км), сравнивая
ее размеры с диаметром изображения Марса на рисунке (его можно измерить
с помощью циркуля и линейки).

.ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ

Из четырех гигантских планет
лучше всего изучен Юпитер —
самая большая планета этой груп-
пы и ближайшая из планет-ги-
гантов к нам и Солнцу. Период
его обращения вокруг Солнца
около 12 лет. Ось вращения Юпи-
тера почти перпендикулярна к пло-
скости его орбиты, поэтому смены
времен года на нем нет.

У всех планет-гигантов враще-
ние вокруг оси довольно быст-
рое, а плотность мала. Вследствие
этого они значительно сжаты.

Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными атмо-
сферами, и мы видим лишь плавающие в них облака, вытянутые
полосами, параллельными экватору. Полосы облаков видны на Юпи-
тере даже в слабый телескоп (см. форзац). Юпитер вращается
зонами — чем ближе к полюсам, тем медленнее. На экваторе пе-
риод вращения 9 ч 50 мин, а на средних широтах на несколько
минут больше. Аналогичным образом вращаются и другие планеты-
гиганты.

Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их
температура (по крайней мере над их облаками) очень низка: на
Юпитере —145 °С, на Сатурне —180 °С, на Уране и Нептуне еще
ниже.

Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекулярный
водород, есть там метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в
атмосфере Юпитера и Сатурна обнаружен еще и аммиак NH3. От-
сутствие полос NH3 в спектрах более далеких планет объясняется
тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак конден-
сируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.

Теоретически построены модели массивных планет, состоящих
из водорода и гелия. В центре планеты температура может дости-
гать нескольких тысяч градусов. Плотность газовой атмосферы у
основания около 100 кг/м3. Малая средняя плотность планет-ги-
гантов может объясняться тем, что она получается делением мас-
сы на видимый объем, а объем мы оцениваем по непрозрачному
слою обширной атмосферы. Малая плотность и обилие водорода от-
личают планеты-гиганты от остальных планет.

Исключительным образованием в Солнечной системе казалось яр-
кое кольцо толщиной не более чем в несколько километров, окру-
жающее Сатурн (см. форзац). Оно расположено в плос-
кости экватора Сатурна, которая наклонена к плоскости его орби-
ты на 27°. Поэтому в течение 30-летнего оборота Сатурна вокруг
Солнца кольцо видно нам то довольно раскрытым, то точно с реб

Рис. 55. Изменения
Сатурна.

вида кольца

pa, когда его можно разглядеть в виде тонкой линии лишь в боль-
шие телескопы (рис. 55). Ширина этого кольца такова, что по не-
му, будь оно сплошное, мог бы катиться земной шар.

Русский ученый А. А. Белопольский, изучив спектр кольца,
подтвердил теоретический вывод о том, что кольцо у Сатурна дол-
жно быть не сплошным, а состоять из множества мелких частиц.
По спектру, используя принцип Доплера — Физо, он установил, что
внутренние части кольца вращаются быстрее, чем наружные, в соот-
ветствии с III законом Кеплера.

Фотографии, переданные автоматическими станциями, запущен-
ными к (Сатурну, показали, что его кольцо состоит из многих сотен
отдельных узких «колечек», разделенных темными промежутками.
Предполагается, что такая структура колец связана с гравитаци-
онным влиянием многочисленных спутников планеты на движение
частиц вещества, образующего кольца.

Система колец Сатурна либо возникла при разрушении некогда
существовавшего спутника планеты (например, при его столкнове-
нии с другим спутником или астероидом), либо же представляет
остаток того вещества, из которого в далеком прошлом образова-
лись спутники Сатурна и которое из-за приливного воздействия
планеты не смогло «собраться» в отдельные спутники.

Недавно были обнаружены очень слабые и тонкие кольца вокруг
Урана и Юпитера. Эти кольца значительно уступают по яр-
кости кольцам Сатурна. Существование колец вокруг больших пла-
нет было предсказано ранее советским ученым С. К. Всехсвятским.

Из остальных данных о плане-
тах заслуживает упоминания факт
осевого вращения Урана в направ-
лении, противоположном тому, в ко-
тором вращаются почти все пла-
неты. Ось его образует с плоскостью
орбиты угол всего лишь 8°, так что он
вращается как бы лежа на боку.
Вследствие этого на планете про-
исходит крайне резкая смена времен
года. Год на Уране продолжается 84
земных года. Только Уран и Венера
вращаются вокруг своей оси не в ту
сторону, в которую вращаются все
остальные планеты.

16 Кольцо Сатурна кажется нам эллипсом.
Измерив отношение осей любого эл-
липса (рис. 55), найдите (с помощью
таблиц тригонометрических функций) угол,
который плоскость кольца составляет с лу-
чом зрения.

▲. Белопольский (1854—1934).

Советский астроном, один из осно-
вателей современных методов
спектральных исследований астро-
номических объектов. Эксперимен-
тально подтвердил принцип Доп-
лера — Физо и оценил лучевые ско-
рости большого количества звезд.
Исследовал вращение колец Сатур-
на и доказал, что они состоят- из
мелких космических тел.

18.ДВИЖЕНИЕ ЛУНЫ И СПУТНИКОВ ПЛАНЕТ. ЗАТМЕНИЯ

1. Спутники планет и Луна. У Меркурия и Венеры спутников нет.
У остальных планет, за исключением Земли и Плутона, спутники
неизмеримо меньше своих планет. У Земли имеется лишь один ес-
тественный спутник — Луна. Она меньше Земли по диаметру всего
лишь в 4 раза. У Плутона обнаружен единственный спутник — X а-
р о н, который по размерам всего лишь вдвое меньше, чем са-
ма планета. Самые крупные спутники: Титан (спутник Сатур-
на) иГанимед (третий спутник Юпитера). Они в 1,5 раза больше
Луны по диаметру и немного больше Меркурия. Титан — единствен-
ный спутник, обладающий мощной атмосферой. По температуре и
содержанию различных газов атмосфера Титана значительно отлича-
ется от земной, хотя она также в основном состоит из азота.

С помощью автоматических межпланетных станций удалось полу-
чить с близкого расстояния четкие фотографии спутников Марса и
многих спутников Юпитера и Сатурна. На них хорошо видны
многочисленные детали поверхности: кратеры, трещины, отдельные
неровности. Спутники Юпитера и более далеких планет покрыты
слоем льда с пылью в десятки километров толщиной. На спут-
нике Юпитера — И о было сфотографировано несколько действую-
щих вулканов. Кратерами, главным образом ударного (метеоритно-
го) происхождения, оказались покрыты все спутники, даже столь
малые, как спутники Марса размером около 20 км (рис. 56).