Алексей Архипов - Неразгаданные тайны Вселенной

За 150 дней до прибытия к Юпитеру «Галилей» выбросил в космос атмосферный зонд, который взял курс на один из облачных поясов планеты. Материалы, опубликованные в журналах «Сайенс» и «Sky and Telescope », позволяют представить, как происходило это историческое событие — первое вторжение землян на Юпитер.

Итак, 7 декабря 1995 г. зонд, напоминающий летающую тарелку, вонзился в юпитерианскую атмосферу. Он падал в гигантскую прореху в облачном покрове планеты. Аппарату здорово «повезло», поскольку такие образования занимают лишь 1 % видимой поверхности планеты. «Дыра» величиною с нашу планету выглядела в земные телескопы зловещей темно-голубоватой бездной, пышущей жаром на инфракрасных снимках, полученных Хабблом с околоземной орбиты. Однако «жар» был весьма относительным, поскольку исходил от непрозрачного газового «дна» провала в облаках, где царил по нашим меркам трескучий мороз в -18 градусов по Цельсию.

Из-за мелкой технической неисправности зонд начал промеры параметров атмосферы на 53 с позднее, чем планировалось, — в нижней части самого верхнего слоя облаков из кристаллов аммиака, где давление было лишь в 3 раза меньше, чем на поверхности Земли. За бортом мороз в —140 градусов. Аппарат, медленно снижаясь на парашюте, пронизывает верхний ярус облаков из относительно крупных снежинок аммиака. Антенна зонда улавливает характерный радиотреск далеких грозовых разрядов, пронизывающих тучи в тысячах километрах от аппарата. Быстро теплеет до — 90 градусов Цельсия. Вскоре зонд пересекает второй ярус облаков толщиною в 10 км, состоящий из капелек гидросульфида аммония (NH 4SH), и оптика аппарата покрывается весьма дурнопахнущей «росой». Давление уже в полтора раза превосходит земное, и аппарат «выныривает» из облаков. Под ним чистый воздушный океан. Радиошум от молний становится заметно слабее. Но до спокойствия здесь далеко — зонд уносится ветром со скоростью смерча. Скорость воздушного потока почти не меняется с глубиной — 200 м/с! По мере погружения уменьшается различие между небом и «землей» — зонд как бы равномерно освещен со всех сторон. Быстро темнеет, и через 40 мин полета освещенность уменьшается в 100 раз, температура поднимается до +152 градусов, а давление достигает 13 земных атмосфер. Из-за невыносимого жара начинают давать сбои некоторые приборы зонда. Наконец, зонд замолкает навсегда, опустившись на глубину 160 км и достигнув уровня с давлением 22 атмосферы. Падая дальше, посланец Земли был раздавлен, как субмарина в океанской бездне, а его обломки постепенно превратились в капли расплавленного металла.

Однако так и не были обнаружены облака водяного пара, давно предсказанные теоретиками. Необычная сухость атмосферы Юпитера была подтверждена и в ходе других экспериментов. Так, бортовой масс-спектрометр вовсе не смог заметить воду, а зависимость температуры от давления во время спуска соответствует сухой, хорошо перемешанной атмосфере. Данные же радиометра свидетельствуют о том, что воды в атмосфере Юпитера раз в 10 меньше, чем ожидалось, исходя из химического состава Солнца. Поскольку Солнце и Юпитер образовались из единой газопылевой туманности, «недостача» воды, а значит, кислорода, на Юпитере является загадкой. Тем более что содержание основных химических элементов в его атмосфере близко к ожидавшемуся (водорода — 86 %; гелия — 14 %).

По словам знаменитого американского астронома Отто Струве, история открытия радиоизлучения Юпитера является настоящим анекдотом. В первой половине 1950-х первые радиоастрономы полагали, что если и существует заметное радиоизлучение Юпитера, то это скорее всего треск электрических разрядов в его атмосфере. Но действительность превзошла все ожидания. Радиоизлучение планеты бога-громовержца было открыто в 1955 г. американцами Б.Ф. Бер-ком и К.Л. Франклином совершенно случайно как странный движущийся радиоисточник на небе, который то появлялся, то исчезал. Когда они поняли, что это сигналит Юпитер, в архиве нашлись ленты самописца с радиобурями планеты, записанными за 5 лет до открытия. Более того, оказалось, что на длинах волн 10–30 м Юпитер столь же мощный радиоисточник, как и Солнце. Его излучение было доступно еще радиолюбителям 1930-х годов! Теперь же каждый желающий может через Интернет получить из НАСА инструкции, как принять участие в проекте Radio Jove и с помощью простого радиоприемника слушать «голос» планеты-гиганта.

Пишущий эти строки 20 лет наблюдал Юпитер на крупнейшем декаметровом радиотелескопе УТР-2 Радиоастрономического института НАН Украины (г. Харьков) и знает проблему не понаслышке. Радиобури Юпитера бывают двух типов. В наушниках они слышны как шипение (так называемые L-всплески) и как треск (S-всплески). И то и другое происходит в определенное время. Дневной прием затруднен земной ионосферой, «усиленной» солнечными лучами. Лучше всего Юпитер слышен заполночь в одно и то же время (±15 минут) 2 ночи подряд, которые следуют с недельным периодом.

Этот недельный период «радиопередач» сам по себе является чудом. Собственно, наиболее мощные радиобури слышны тогда, когда Земля попадает в радиолуч Юпитера. Как догадался Е.К. Бигг в 1964 г., радиолуч связан… со спутником Ио, облетающим Юпитер с периодом Р ио= 1,769 суток. Заметьте, что 4 орбитальных периода Ио составляют 7,076 суток. Поэтому мощная радиобуря повторяется с почти недельным периодом. Получается, что движение Ио находится в резонансе с суточным вращением далекой Земли. И, что уж совсем удивительно, формально есть совпадение и с нашей неделей!

Картина юпитерианского радиоизлучения оказалась настолько сложной, что она во многом остается загадкой до сих пор. В отечественной литературе крайне мало публикаций на эту тему. А советские радиоастрономы начали регулярно наблюдать «декаметровое радиоизлучение Юпитера» лишь в 1980 г. — через 30 лет после его обнаружения! Атмосферу таинственности хорошо передают слова профессора Г. Покровского, писавшего в 1964 г.:

Радиотелескопы время от времени улавливают мощные радиоимпульсы, исходящие из тех или иных точек в глубине мощных облачных масс, окружающих эту огромную планету. Каков источник этих радиоимпульсов? Отыскивая аналогичные явления в окружающей нас действительности, мы встречаем нечто подобное при работе мощных ракетных двигателей.

Речь идет об S-всплесках, которые на диаграмме «частота — время» выглядят то наклоненными палочками, то замысловатыми фигурами, напоминающими арабскую вязь. Специалисты терялись в догадках об их происхождении. Гипотезы ограничивались, как правило, рассуждениями об излучении сгустка электронов размером менее 20 км, летящих от Юпитера по силовым линиям магнитного поля со скоростями порядка 20–30 тысяч км/с. Такой сгусток излучает приблизительно на той частоте, с которой электроны вращаются вокруг магнитных силовых линий (так называемая циклотронная частота). Поскольку с удалением от Юпитера магнитное поле слабеет и циклотронная частота уменьшается, излучение образует наклоненную «палочку» на плоскости «частота — время». Это наиболее распространенная форма (рис. 55, вверху).