14 января 2005 европейский зонд Гюйгенс совершил мягкую посадку на Титан. Он обнаружил, что лед играет роль твердой породы, а жидкий метан — роль воды.
Космический корабль Кассини с использованием радара создал карту значительной части Титана. Были найдены озера жидкого метана и этана и доказательства бурь с метановыми дождями.
В Солнечной системе только Титан и Земля обладают жидкой поверхностью. Поэтому да: вы можете плавать там. Однако это было бы не очень полезно для здоровья.
Интересен также небольшой ледяной спутник Сатурна Энцелад; (500 км). Он имеет водные гейзеры, лед и пыль, что указывает на наличие подповерхностного океана.
Маленькие внутренние спутники с помощью своей гравитации создают систему колец Сатурна. Лучший пример: щель Кассини шириной 4700 км, образовавшаяся под действием гравитации Мимаса.
Многие еще меньшие кольцевые структуры, такие как узкие F-кольца и небольшие щели, возникли из-за гравитации малых соседних спутников или собственных лун.
Япет — странный двуликий Янус с темным и светлым полушариями. Гигантский экваториальный хребет, возможно, образовало под влиянием вещества колец.
Маленькая Феба (230 км), вероятно, является «кентавром»: объектом пояса Койпера, захваченным гравитацией Сатурна за пределами орбиты Нептуна.
Гиперион (328 км) — это странный, очень пористый объект, состоящий в основном из замерзшей воды. Он напоминает губку: пустое пространство составляет около 40 % его объема.
61. Почему Уран лежит на боку?
Так как все планеты родились из диска, вращающегося вокруг новорожденного Солнца, они должны вращаться вокруг вертикальной оси с экваторами, совпадающими с плоскостями их орбит.
Но есть два исключения: перевернутая Венера, вращающаяся в противоположном направлении по отношению к орбитальному движению, и Уран, который вращается, «лежа на боку».
Уран обращается вокруг Солнца за 84,3 года: он повернут северным полюсом к Солнцу и 42 года получает солнечный свет; затем полюса меняются, и наступают 42 года темноты.
Вопрос: почему Уран походит на упавшее сверху тело? Ответ: возможно, он был опрокинут столкновением с большим телом (Луна Земли появилась в результате подобного удара).
Проблема теории: спутники Урана, вращаясь вокруг его экватора, наклонены вместе с планетой. Трудно представить себе воздействие, которое наклонило бы и Уран, и его спутники.
В 2009 Гвенэл Буэ (Gwenael Boué) и Жак Ласкар (Jacques Laskar) из Парижской обсерватории предложили альтернативную теорию.
Гравитация обломков диска, циркулирующих вокруг новорожденного Солнца, могла вызвать колебания при вращении новорожденного Урана или прецессию, как у вращающегося волчка.
Если у планеты когда-то была гигантская луна с массой, составляющей 0,1 % от массы планеты, колебания, в итоге, могли стать настолько сильными, что это опрокинуло бы планету на бок.
Но где же эта гигантская луна? Буэ и Ласкар предполагают, что она была похищена! Точнее, эти ученые говорят о трении между протопланетным диском и Ураном….
…вызвавшем «мигрирование» планеты через диск. Если это было так, то Уран прошел вблизи другой планеты-гиганта, чья гравитация захватила его луну.
Эта теория может показаться неправдоподобной. Однако для астрономов долгое время оставалось загадкой то, что только Уран — одна из четырех гигантских планет Солнечной системы — не имеет большой луны.
Кстати, Уран — самая близкая от нас планета, которая не была известна древним. Уильям Гершель обнаружил ее, находясь в собственном саду, Бат, Англия, 1781.
Гершель, немецкий иммигрант, назвал планету «Звездой Георга» в честь короля Георга III. Французы возразили. Немцы предложили название «Уран».
Открытие Гершеля удвоило известный размер Солнечной системы. У Урана, который в диаметре в 4 раза больше Земли, орбита приблизительно в 20 раз дальше от Солнца, чем у Земли.
Уран, несмотря на его положение на боку, довольно уныл и невыразителен. Большинство астрономов назвали его «самой скучной планетой».
62. Всегда ли Нептун был самой удаленной планетой?
Фактически Нептун был открыт и описан Галилео Галилеем в 1612. Он обнаружил его близко к Юпитеру, но ошибочно принял за звезду.
Существование планеты предполагали из-за необычной орбиты Урана. Она была вытянута невидимой планетой. Местоположение было рассчитано из законов тяготения Ньютона.
Вычисления выполнили в середине 1840-х Джон Куч Адамс в Англии (приближенно) и Урбен Леверье во Франции (более точно).
23 сентября 1846 Йохан Галле в Берлине обнаружил недостающую планету близко к тому положению, которое предсказал Леверье. Она была названа Нептуном в честь римского бога моря.
Первым (и единственным) космическим кораблем, посетившим Нептун, был Вояджер 2 от НАСА, 25 августа 1989. Он обнаружил новые луны и темные узкие кольца вокруг планеты.
Нептун, как и Земля, имеет голубой цвет. Такая окраска возникла из-за атмосферного метана. На планете бушуют сильные ветры, гигантские штормы, а облака тонкие, подобные перистым.
Нептун, имеющий 49 530 км в поперечнике, является самым маленьким из 4 гигантских планет. Он обращается вокруг своей оси за 16 ч 07 мин. Нептун находится в 4,48 млрд км от Солнца и совершает оборот вокруг него за ~165 лет.
Самая большая луна Нептуна — Тритон — найдена Ласселлом в 1846. Ее орбитальное движение противоположно направлению вращения Нептуна. Вероятно, этот объект, подобный Плутону, был захвачен из пояса Койпера.
Нептун в настоящее время — наиболее удаленная планета в Солнечной системе. Однако так было не всегда — по трем причинам…
1. В древности Сатурн был самой отдаленной из известных планет.
2. До августа 2006 Плутон, находящийся дальше всего от Солнца, считался планетой (Плутон был открыт в 1930).
3. Компьютерное моделирование показывает, что притяжение «мигрирующего» Юпитера, возможно, заставило Уран и Нептун поменяться местами после рождения Солнечной системы.
63. Почему Плутон больше не рассматривается как планета?
Американский астроном Персиваль Лоуэлл начал поиск 9-й планеты, так как, если принимать во внимание только притяжение Нептуна, движение Урана не укладывалось в расчеты.
После смерти Лоуэлла его обсерватория наняла на ферме в Канзасе юношу Клайда Томбо, который должен был выставлять и исследовать фотографические пластинки для «Планеты X».
18 февраля 1930 наступил триумф Томбо. Был найден новый объект на фотопластинках, выставленных несколькими неделями ранее. Об открытии Планеты X было объявлено 13 марта 1930.
Имя «Плутон» предложила 11-летняя Венеция Бёрни из Оксфорда, Англия. Это римский бог подземного мира. Две первые буквы — инициалы Персиваля Лоуэлла.
Орбита Плутона необычна. Она сильно наклонена (17°) к плоскостям орбит других планет и очень вытянута: колеблется между 4,4 и 7,4 млрд км от Солнца.
Плутон оказался слабее/меньше/легче, чем ожидали от 9-й планеты. Его масса, определенная с помощью луны Харон, обнаруженной в 1974, составляет менее 18 % от массы нашей Луны.
С 1992 сотни ледяных объектов были найдены вне орбиты Нептуна. Людям стало ясно, что Плутон — это просто очень большой объект пояса Койпера.
Вообще говоря, может быть даже чуть больше Плутона другой объект пояса Койпера (ОПК) — Эрида (Eris). У тела с диаметров 2300 км даже есть луна, Дисномия (Dysnomia).
Некоторые ОПК имеют чрезвычайно широкие/наклонные/вытянутые орбиты. Седна (Sedna), например, обращается вокруг Солнца за 12 000 лет в сравнении с 248 годами Плутона.
ОПК — ледяные остатки от формирования Солнечной системы. По современным оценкам, общее количество астероидов, чьи размеры превышают 100 км в диаметре, составляет приблизительно 100 000.
Статус Плутона изменился на Пражской конференции Международного астрономического союза, август 2006. Плутон был «понижен» с планеты до «карликовой планеты».
К счастью, Клайд Томбо не мог узнать об унизительном понижении в статусе его любимой планеты. Он умер в возрасте 90 лет в 1997.
Зонд НАСА Новые Горизонты, запущенный в январе 2006, пролетит над Плутоном и Хароном в июне 2015 перед тем, как достигнет, по крайней мере, двух других ОПК.
64. Что представляют собой кометы?
В давние времена полагали, что кометы — это звезды с хвостами, или волосатые звезды. Название происходит от латинского «сота» (волосы). Кометы могут быть видны неделями в ночном небе.
Аристотель думал, что кометы — это пары, светящиеся в атмосфере. Тихо Браге понял, что эти небесные тела находятся дальше, чем Луна, и происходят из глубин космоса.
Эдмонд Галлей обнаружил, что комета 1682 года имела ту же самую орбиту, что и кометы 1531 и 1607 годов. Значит, это был один и тот же объект! Галилей предсказал возвращение этой кометы в 1758.
Кометы движутся вокруг Солнца по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Периоды широко варьируются: от нескольких лет до нескольких тысяч лет. Для кометы Галлея он составляет 76 лет.
Кометы — пористые куски льда/грязи, имеющие несколько км в поперечнике. Первичный материал остался с рождения Солнечной системы, что бесценно для науки.
При приближении к Солнцу лед испаряется, частицы пыли теряются. Комета отращивает синеватый газовый хвост и желтоватый хвост пыли, напоминающий надутый солнечным ветром носок.
Хвост, даже очень тоненький, может быть эффектным. Пыль распространяется вдоль орбиты. Кометы входят в атмосферу как метеоры, если Земля пересекает их траекторию.
При формировании Солнечной системы на периферии родились триллионы комет. Многие соединились в ледяные ядра гигантских планет или в объекты пояса Койпера.