Если вы считаете, что трудно найти иголку в стоге сена, то вам стоит подумать о том, как можно «найти» планету Плутон. Это самая дальняя планета Солнечной системы, которая примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Чтобы увидеть Плутон, нужен очень большой телескоп. И все же планета была каким-то образом открыта. Как же это удалось?
Существует два свода законов, которые позволяют получать сведения о размерах планет и расстояниях до них.
Законы Кеплера, относящиеся к движениям планет, доказывают, что орбиты планет вокруг Солнца не имеют формы правильного круга. Ньютоновский закон гравитации позволил астрономам определять вес, размеры и массы планет. Закон гласит, что два тела притягивают друг друга с силой, которая зависит от количества материала в каждом теле (его массы) и от расстояния между ними. Чем больше их масса, тем сильнее притяжение; чем ближе они друг к другу, тем сильнее притяжение.
Вооружившись этими законами, два человека в 1846 году заметили что-то необычное в поведении планеты Уран, считавшейся в то время самой отдаленной планетой Солнечной системы.
Уран двигался по своей орбите не так, как можно было предположить, сделав поправки на все известные планеты. По тому, как Уран двигался, можно было сделать вывод, что на его траекторию оказывает влияние другая планета, и определить местонахождение этой планеты. Один из этих людей попросил Берлинскую обсерваторию поискать новую планету в определенном участке неба, и она была там обнаружена. Новая планета была названа Нептуном.
Американский астроном Персиваль Лоуэлл считал, что на движение Урана оказывает влияние еще одна планета, находившаяся за Нептуном. Это было в 1915 году. Другие астрономы почувствовали, что и на сам Нептун оказывает влияние какая-то планета за ним. Таким образом, начались систематические поиски еще одной планеты с помощью телескопа и изучения фотографий.
18 февраля 1930 года астроном Томбо, изучавший фотографии, обнаружил новую планету рядом с местом, предсказанным Лоуэллом! Это и был Плутон.
Юпитер – самая большая планета Солнечной системы, его объем в 1 300 раз больше объема Земли. Он так велик, что все планеты могли бы поместиться внутри его. Юпитер сам по себе напоминает солнечную систему в миниатюре! В настоящее время открыто не меньше шестнадцати спутников, или лун, вращающихся вокруг Юпитера. Четыре из них близки по размерам к нашей Луне. Два из них имеют лишь около 30 миль в диаметре, а некоторые – ну просто карлики! Их диаметр составляет около 15 миль и меньше!
У Юпитера небольшое твердое ядро, окруженное вращающейся массой жидкого водорода. Скорость вращения планеты настолько велика, что планета выпячивается вдоль экватора и становится похожей на сплющенный мяч.
Астрономы, изучающие Юпитер с помощью телескопов, видят постоянно изменяющуюся картину. На его поверхности есть полосы, или пояса, разделенные яркими пространствами, которые называются зонами. Пояса не имеют четких очертаний, но постоянно распадаются на участки неправильной формы всевозможного вида.
Зоны тоже время от времени меняются, и в них вдруг появляются темные пятна и яркие белые участки. Астрономы полагают, что то, что мы видим в виде поясов или зон, на самом деле – скопления облаков или испарений, которые часто находятся в неспокойном состоянии.
Одна из странностей Юпитера состоит в том, что на его поверхности часто появляются поразительные цвета. Два пояса изменяются в цвете от очень красного до коричневого, серого или даже голубоватого. Считается, что это каким-то образом связано с обращением Юпитера вокруг Солнца. Один оборот занимает 12 лет, а изменения в цвете, как кажется, происходят с периодичностью именно в 12 лет.
В облаках Юпитера можно обнаружить огромное количество вихревых пятен, самое большое из которых – Большое Красное пятно. Оно имеет около 30 000 миль в длину и примерно 8 000 миль в ширину. Оно подвержено сильным изменениям цвета, формы, яркости и подвижности. В какие-то годы оно может быть кирпично-красным, в другое время – серым, а иногда кажется, что оно совсем исчезает. Кроме того, кажется, что это таинственное красное пятно движется, как бы дрейфует по поверхности Юпитера.
Это планета Уран. В его атмосфере содержится газ метан, который окрашивает планету в зеленый цвет (если смотреть с Земли). Уран впервые был обнаружен в 1781 году астрономом-любителем Уильямом Гершелем. Уран находится на расстоянии 2 735 миллионов километров (1 700 миллионов миль) от Солнца, и поэтому он очень холодный. Он состоит по большей части из водорода и гелия.
Совсем недавно, в 1977 году, выяснилось, что Уран имеет темные кольца вокруг экватора и наклонен набок по отношению к плоскости своей орбиты вокруг Солнца.
Сатурн – вторая по величине после Юпитера планета Солнечной системы. Сам по себе Сатурн состоит из гелия и водорода. У него наименьшая плотность из всех планет Солнечной системы. Сатурн легко узнаваем по прекрасным сверкающим кольцам, окружающим его.
В 1610 году великий итальянский ученый Галилео Галилей, впервые исследовавший небо при помощи телескопа, обнаружил странную особенность одной из планет солнечной системы – Сатурна. Он увидел по бокам Сатурна какие-то огромные выступы.
В 1655 году Кристиан Гюйгенс изучил Сатурн, используя более мощный телескоп. Картина, представшая перед его глазами, была такой странной, что он просто испугался сказать кому-нибудь о том, что увидел! Поэтому он записал свои наблюдения в дневник при помощи специального шифра. Когда позднее они все же были прочитаны, то в них содержалось следующее: «Он окружен тонким, плоским кольцом, нигде не прикасающимся к самой планете, наклоненной к эклиптике».
Кольца Сатурна, так сильно поразившие первых наблюдателей, до сих пор остаются одной из самых больших загадок солнечной системы. Насколько это известно, подобное явление не существует больше нигде во всей вселенной, доступной изучению.
Разумеется, со времени открытия, сделанного Галилеем, Сатурн был неплохо изучен людьми. Мы знаем, что по величине это вторая планета солнечной системы после Юпитера и период ее обращения вокруг Солнца составляет 29,5 года. У нее имеется 10 спутников, вращающихся вокруг нее. Поверхность планеты скрыта под непроницаемой для телескопов атмосферой. Возможно, кора планеты состоит из минералов различных металлов.
Однако все же главной особенностью Сатурна являются эти таинственные кольца. Три главных кольца лежат в одной и той же плоскости, совпадающей с плоскостью экватора планеты. Внешний диаметр колец составляет примерно 270 000 километров.
Самое яркое – среднее из колец. От внешнего его отделяет разрыв шириной в 2 900 километров. Внутреннее кольцо кажется очень тусклым. Кроме этих трех при помощи оборудования, установленного на космических спутниках, были обнаружены еще несколько внешних едва видимых колец и одно внутреннее, находящееся почти на уровне облаков, плавающих в атмосфере Сатурна. Кольца Сатурна не являются твердыми образованиями, но состоят из покрытых льдом каменных обломков, вращающихся вокруг планеты подобно маленьким лунам. Возможно, они и представляют из себя осколки спутника, который по каким-то причинам так никогда и не стал единым целым.
Самые высокие горы, даже выше Эвереста, расположены на Марсе. Марс больше, чем другие планеты Солнечной системы, похож на Землю. Его покрытая пылью поверхность с кратерами и геологическими разрезами кажется испещренной сетью узких сухих каналов.
На Марсе были беспилотные космические корабли, и ученые верят, что не за горами освоение Марса человеком.
Если вы будете вращать шарик, привязанный за веревочку, то пока веревочка будет натянута, шарик станет описывать правильный круг. Но если вдруг веревочка оборвется, шарик прекратит вращение и упадет. Теперь представьте себе, что сила притяжения Солнца, удерживающая планеты, и есть эта веревочка, а шарик – наша планета, которую приводит в движение центробежная сила Солнца. Отсюда можно понять, что две силы тяготения действуют в разных направлениях: пока они уравновешены, Земля находится в равновесии, если же равновесие нарушится, мы станем приближаться к Солнцу и сгорим или, наоборот, станем удаляться и тоже погибнем – от холода. Но можно жить спокойно: такого никогда не случится.
Луна – спутник Земли. Она вращается вокруг земного шара, который в свою очередь вращается вокруг Солнца. Полный оборот вокруг Земли Луна делает за 27 дней и 8 часов, в то же время она вращается вокруг своей оси. Поэтому-то мы всегда видим одну сторону Луны. Но в 1959 году к Луне был запущен советский летательный аппарат, и он сфотографировал обратную сторону Луны, о которой мы до тех пор не имели представления.
Луна – мертвое небесное тело: там нет ни атмосферы, ни воды, следовательно, жизнь просто невозможна. Луна состоит из твердых пород. На ее поверхности видны тысячи кратеров. Там встречаются обширные плоские равнины, покрытые пылью, и высокие горы. Возможно, что кратеры образовались из пузырей, лопавшихся в лунной коре в результате вулканической активности миллионы лет назад. На орбите вокруг Земли Луну удерживает сила земного притяжения. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Время от времени вода земных океанов устремляется навстречу Луне. Это вызывает приливы.
Свет Луны – лишь слабое отражение солнечного. Поскольку Луна путешествует вокруг Земли, она появляется перед нами в различной форме. Эти различные формы мы называем фазами Луны. Они получаются в результате того, что, вращаясь вокруг Солнца, Земля по-разному затеняет Луну. Луна в зависимости от этого отражает различное количество света.