Феликс Зигель - Вам, земляне

Известными в наше время членами Солнечной системы являются: девять больших планет, спутники планет (34), множество малых планет (свыше 1600), бесчисленные кометы, метеориты и метеорные тела, а также мельчайшие частицы твердого вещества и весьма разреженные газы, находящиеся в межпланетном пространстве.

Все большие планеты движутся вокруг Солнца почти в одной плоскости и в одном направлении (рис. 25).

Рис. 25. Орбиты больших планет.

Надо, правда, заметить, что плоскость орбиты Плутона наклонена к плоскости земной орбиты под значительным углом (17°). В порядке удаленности от Солнца за ближайшей к Солнцу планетой Меркурием следует Венера, затем Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Меркурий, Венера, Земля и Марс сравнительно недалеки от Солнца и невелики по размерам. Они образуют группу планет земного типа. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун огромны (Юпитер, например, больше Земли по объему в 1300 раз), поэтому носят название планет-гигантов. Что касается плохо изученного Плутона, то, возможно, что он принадлежит к планетам земного типа.

Поскольку планеты находятся на разных расстояниях от Солнца, продолжительности их «года» и скорости орбитального движения неодинаковы. Неодинакова и продолжительность суток на планетах, различны диаметры планет, их массы и плотность, а следовательно, физическое состояние, в том числе состав и плотность планетных атмосфер, строение их поверхностей и недр.

Наше предварительное знакомство с планетами будет кратким.

Меркурий — наименьшая из девяти главных планет. Поперечник Меркурия составляет 0,38 диаметра Земли, а по массе эта планета почти в 17 раз уступает земному шару. Недавно вокруг Меркурия обнаружена очень разреженная атмосфера, состоящая, по-видимому, в основном из гелия.

Период обращения Меркурия вокруг Солнца равен 88 земным суткам, а вокруг оси — 58 суткам. Близость Меркурия к Солнцу разреженность его атмосферы создают резкие температурные контрасты. На стороне Меркурия, обращенной к Солнцу, температура +510 °C, т. е. выше той, при которой плавится свинец. На ночной половине Меркурия господствует жестокий холод (—185 °C).

Венера по размерам и массе близка к Земле. Венеру окружает плотная атмосфера из углекислого газа (97 %) с примесью азота (2 %), кислорода, водяных паров и других газов. Постоянный облачный покров Венеры полностью скрывает от земных наблюдателей поверхность планеты. Природа облаков Венеры пока неясна. Возможно, что они состоят из ледяных кристаллов или (недавно высказана и такая гипотеза) из капелек серной кислоты. Продолжительность суток на Венере близка к 24 земным суткам, причем вращается Венера в сторону, противоположную вращению остальных планет. На поверхности Венеры температура близка к +500 °C, а давление около 10 МПа. У Венеры, как и у Меркурия, спутники не обнаружены.

Марс меньше Земли в поперечнике в два раза, по массе почти в 10 раз. Как и Земля, Марс вращается вокруг своей оси, причем продолжительность марсовых и земных суток почти одинакова. На Марсе, ось вращения которого наклонена к плоскости орбиты под углом 65° (у Земли — 66,5°), как и на Земле, периодически сменяются времена года. Смена времен года сопровождается заметными изменениями поверхности планеты. У полюсов Марса наблюдаются белые пятна, называемые «полярными шапками». Подобно снеговому покрову на земной поверхности они уменьшаются летом в данном полушарии Марса и увеличиваются зимой. Установлено, что полярные шапки Марса состоят из льда, инея и, по-видимому, частично из замерзшей углекислоты.

Марс окутан весьма разреженной атмосферой, в которой содержится до 95 % углекислого газа с примесью азота, аргона, водяных паров, кислорода, возможно, других газов. Облака в марсианской атмосфере состоят, скорее всего, из ледяных кристалликов. Часто наблюдаются беловатые туманы и желтоватые пылевые бури.

Марс имеет два крошечных спутника неправильной осколочной формы — Фобос и Деймос. Наибольший поперечник Фобоса 30 км. Деймоса —15 км. Каждые 15–17 лет Марс наиболее близко подходит к Земле (на расстояние около 55 млн. км), и в периоды таких «великих противостояний» изучать его наиболее удобно. Ближайшее «великое противостояние» Марса наступит в 1986 г., тогда как обычные «рядовые» противостояния повторяются через каждые два года.

Юпитер и Сатурн — самые большие планеты Солнечной системы (рис. 26).

Рис. 26. Сравнительные размеры Солнца и планет.

На долю этих двух планет приходится 92 % массы всех планет, вместе взятых. Состоят они, судя по теоретическим расчетам, как и Уран и Нептун, в основном (до 70 % по массе) из водорода и его соединений с углеродом (метан) и азотом (аммиак), а также гелия (по последним данным, атмосфера Юпитера состоит на 36 % из гелия). По своей природе планеты-гиганты, пожалуй, больше напоминают звезды, чем планеты земного типа.

В атмосферах планет-гигантов при господствующих там низких температурах метан и аммиак образуют огромные плотные облачные слои, наблюдаемые в виде полос. Благодаря быстрому вращению вокруг своих осей (сутки там имеют продолжительность от 10 до 16 часов) планеты-гиганты имеют значительное полярное сжатие.

Планета Сатурн окружена тонким кольцом, внутренний край которого, возможно, соприкасается с атмосферой. При толщине кольца около 15–20 км его ширина близка к 50 000 км. В разные годы в зависимости от взаимного расположения Земли и Сатурна вид его кольца меняется. В те годы, когда кольцо Сатурна обращено к Земле своим ребром, его можно наблюдать только в самые мощные телескопы. Кольцо Сатурна, точнее кольца состоят из множества покрытых льдом твердых частиц, каждая из которых обращается вокруг Сатурна вполне самостоятельно. В кольцах Сатурна есть темные промежутки — «щели», разделяющие его на много концентрических колец.

Все планеты-гиганты имеют спутников. У Юпитера известно 15 спутников, у Сатурна — 17, у Урана — 5, у Нептуна — 2. Некоторые из этих лун по своим размерам сравнимы с Луной или даже несколько превышают ее.

Наиболее крупные из спутников планет (Ганимед, Ио, Титан и другие) имеют вокруг себя разреженные атмосферы. Меньшие спутники (равные или уступающие Луне по размерам и массе) лишены их. Общее число спутников 44.

Системы спутников планет-гигантов похожи на Солнечную систему в миниатюре. Особенно большое сходство, как показали расчеты советского астронома С. С. Гамбурга, имеет система спутников Юпитера, которая геометрически подобна Солнечной системе. Происхождение систем спутников, вообще говоря, подобно происхождению планетных систем, хотя некоторые спутники, возможно, когда-то представляли собой самостоятельные тела и были лишь позже «пойманы» тяготением планет при близком к ним прохождении.