Кільця планет. Які планети Сонячної системи мають кільця? Яка планета сонячної системи має найбільше кільця
Чи знаєте ви, скільки планет Сонячної системи мають кільця? Напевно, всі відразу згадають Сатурн, яскрава і широка кільцева система якого є невід'ємною частиною зображення планети.
Але Сатурн – не єдиний, хто має систему кілець. Утворення з пилу та льоду обертаються і навколо інших газових планет Сонячної системи: Юпітера, Урана та Нептуна. Вони тривалий час невідомі людям, т.к. до винаходу космічних апаратів та орбітальних телескопів астрономи не могли їх побачити. Але з розвитком технологій було виявлено, що у Сонячній системі кільця мають усі крижані гіганти. І на сьогоднішній день усі ці об'єкти докладно вивчені.
У цій статті ми докладно вивчимо всі планети з кільцями у Сонячній системі , хто ними володіє, і поговоримо про їхню схожість і відмінності.
Сатурн
Другий за розмірами та шостий за віддаленістю від Сонця газовий гігант. Планета найбільш впізнавана серед об'єктів Сонячної системи саме завдяки своїм яскравим кільцевим утворенням. Вважається, що вони утворилися з великих супутників, поглинених Сатурном на зорі свого існування. Ядра супутників руйнувалися в атмосфері гіганта, а частинки льоду та пилу формували навколо її орбіти такі знамениті утворення.
Загалом у Сатурна 8 головних кільцевих утворень. Перші сім із них названі літерами латинського алфавіту, а останнє і найвіддаленіше іменується Фебом – на честь одного з прізвиськ давньогрецького бога Аполлона.
Кільця Сатурна найширші. Їх розмір у діаметрі становить понад 13 млн. км (діаметр останнього елемента системи – освіта Феба). При цьому його товщина невелика від десятка метрів до кілометра. Загальна маса уламків, з яких вони складаються, становить 3*109 кг.
Наприклад елемент D – найближче знаходиться до планети він розташувався від Сатурна на 67 тис. км. Елементи системи А і В між собою розташували найбільший поділ шириною 4700 км. Цей проміжок названо на честь італійського астронома Джованні Кассіні.
Сатурніанська кільцева система нахилена до площини орбіти на 27 °. При спостереженні це впливає видимість освіти із Землі. У період рівнодення гіганта вона практично недоступна спостереження. Протягом наступних 7 років вона поступово розкривається, досягаючи максимуму своєї помітності під час сонцестояння. Наступні 7 років видимість поступово погіршується. 1921 року «зникнення» кілець Сатурна навіть призвело до паніки серед жителів Землі. Люди вважали, що освіти навколо планети зруйнувалися і їхні уламки летять на нашу планету:).
Нептун
Планета є найдрібнішим газовим гігантом і найдальшою в Сонячній системі. Кільця Нептуна тривалий час залишалися невідомими для дослідників. Виявив їх лише 1989 року американський космічний зонд Вояджер-2. Загалом у нього 5 кільцевих утворень. На честь астрономів і математиків, які взяли участь у відкритті Нептуна, їх і назвали.
Освіта Галле розташувалася найближче до поверхні планети (42 000 км). Далі послідовно йдуть Левер'є, Ласселла, Араго та Адамса. Останнє має радус 63 тис. км і складається з 5 дуг: Хоробрість, Свобода, Рівність 1, Рівність 2, Братство.
Крім льоду, пилу та уламків, які є основними компонентами будь-яких кільцевих утворень, вони мають високий відсоток ймовірно органічних речовин, що надають їм червоного кольору.
Юпітер
Планета має найбільші розміри. Міжпланетний апарат Вояджер-1 підтвердив наявність кілець у Юпітера п'ятої планети Сонячної системи. Зонд Галілео та
та орбітальна обсерваторія Хаббл отримали про них додаткові відомості.
Кільця Юпітера тонкі та слабкі. Найближче до планети – гало – має радіус 92 тис. км. Воно найбільше і його товщина досягає 12,5 тис. км. Далі йдуть тонке головне і два так званих "павутинних", названих на честь супутників планети, що їх формують, - Амальтеї і Фіви. Загальний радіус системи дорівнює 226 тис. Км.
Уран
Ця блідо-блакитна «крижана» планета займає сьоме місце за віддаленістю від Сонця. Уран розвинув кільцеву систему сильніше, ніж у Нептун та Юпітер. Вона складається з 9 вузьких головних, 2 пилових та 2 зовнішніх кілець. Найближчим до планети є кільце ζ(дзета), радіус якого 37 тис. км. Далі μ(мю) воно розташувалося від Урану на відстані 103 тис. км. Найяскравішим утворенням є ε(епсілон). Його яскравість обумовлена щільним шаром крижаних частинок, що відображають найбільше світла в системі.
До складу входять більш тьмяні елементи системи крім льоду та пилу, надзвичайно темна речовина, що поглинає світло. Вважається, що це органіка, опромінена магнітосферою планети. Усі елементи уранової кільцевої системи відбулися внаслідок зіткнення невеликих супутників та руйнування астероїдів, що потрапили в атмосферу планети.
На думку астрономів, раніше кільцевими утвореннями мали і твердотілі планети, зокрема Земля. Через десятки мільйонів років така доля чекає на Марс, коли супутник Фобос впаде на його поверхню під силою припливної взаємодії.
Спершу викликали лише захоплення їхньою красою. Але потім стало ясно, що вони відіграють важливу роль в освіті планет і можуть допомогти розкрити загадки нашого походження. Своїм незвичайним виглядом виділяється. Він оточений дивовижною і надзвичайно красивою освітою, що складаються з безлічі дрібних крижаних частинок і крижаних брил розміром до декількох десятків метрів, що обертаються навколо основного тіла планети. Протягом тривалого часу кільця Сатурна вважалися унікальною освітою у сім'ї планет. Однак у 1976 р. за допомогою наземних спостережень кілька кілець було виявлено навколо сьомої планети Сонячної системи Урану. А згодом космічна станція "Вояджер-1" зареєструвала наявність слабкого кільця і у планети. Його товщина близько 1 км. А утворено воно частинками, діаметр яких укладений у межах від мікрометра до кількох метрів. Що ж до кілець Сатурна, то, виходячи з багаторічних спостережень, отриманих наземними обсерваторіями, вважали, що їх чотири. Кільця позначили великими літерами латинського алфавіту А, В, С і D, починаючи від четвертого кільця, яке свого часу вважалося зовнішнім. Тому, коли було виявлено п'яте, ще більш віддалене від Сатурна кільце, йому надали індекс Е.
Особливо сильно кільця планет почали вивчатися завдяки дослідженням Сатурна з борту американських міжпланетних станцій "Піонер-11", "Вояджер-1" та "Вояджер-2" у 1979-1981 роках. Зокрема, "Піонер-11" виявив найдальше кільце, позначене буквою F, а "Вояджер-1" передав на Землю зображення кілець D та Е, існування яких викликало певні сумніви. Більше того, аналіз знімків, отриманих з "Вояджера-1", навів учених до висновку про можливе існування ще одного – сьомого кільця Сатурна. Але справді сенсаційним було інше. Виявилося, що планета оточена не шістьма-сімом широкими кільцями, а кількома сотнями концентричних вузьких кілець. За оцінками фахівців, їхня кількість становить від 500 до 1000! На фотографіях "Вояджера-2" видно, що ці вузькі кільця Сатурна в свою чергу розпадаються на ще тонші "кільця" або "пасма". Не менш дивно і те, що далеко не всі вузькі кільця планети мають правильну форму. Так, наприклад, ширина одного з них змінюється від 25 до 80 км.
Чим пояснити подібну структуру кілець планети Сатурн? Найбільш цікавим видається припущення, згідно з яким розшарування кілець планети на численні нитки відбувається завдяки гравітаційному впливу супутників Сатурна, в тому числі і малих, відкритих останнім часом за допомогою космічних апаратів. Привертає увагу і порівняно невелика ширина кільця F. Швидше за все, вона також пояснюється впливом двох раніше невідомих невеликих супутників Сатурна з діаметрами близько 200 км. Один із них розташований у зовнішнього краю кільця F, інший – у внутрішнього. Як показують розрахунки, ці супутники своїм впливом "заганяють" частки всередину кільця. У зв'язку з цим їх образно назвали "пастухами" - вони ніби стережуть структуру кільця. Ще одна дивовижна особливість кілець планети Сатурн – "спиці", дивні утворення, що тягнуться через кільця в радіальних напрямках на відстань кількох тисяч кілометрів. Подібно до спиць колеса, вони обертаються навколо планети і простежуються протягом кількох обертів. Але якби "спиці" були складовою частин кілець Сатурна, то вони повинні були швидко руйнуватися, так як частинки кілець, розташовані на різних відстанях від Сатурна, рухаються з різними кутовими швидкостями. Ретельний аналіз фотографій, переданих космічними станціями, показав, що час повного обороту "спиць" точно відповідає періоду осьового обертання самого Сатурна. У зв'язку з цим висловлено припущення, що "спиці" утворені дрібними частинками, розташованими над площиною кілець Сатурна і електростатичними силами, що утримуються. А їхнє обертання пояснюється тим, що вони захоплюються магнітним полем Сатурна.
І ще одна загадка: у кільці Сатурна F було виявлено потовщення і навіть переплетення окремих ниток. Явище важко зрозуміле з погляду законів звичайної механіки! Швидше за все, воно також пов'язане із електромагнітними впливами.
Кільця планет Юпітера та Урану говорять про те, що існування подібних структур є закономірним для планет-гігантів. Судячи з усього, їх освіта є результатом процесу формування супутників планети з частинок допланетної хмари на близькій відстані від неї. Втім, є й інші припущення.
КІЛЬЦЯ ПЛАНЕТ, освіти, що обертаються навколо планети в її екваторіальній площині і мають вигляд диска. Кільця планет розташовані на певній відстані від планети і складаються з сукупності твердих частинок невеликого розміру, що є практично нескінченним числом дрібних супутників планети. У Сонячній системі кільцями мають усі планети-гіганти, у планет земної групи кілець немає. Найбільш відома система кілець Сатурна (вперше спостерігав Г. Галілей у 1610; Х. Гюйгенс у 1655 р. встановив, що це система кілець). В інших планет-гігантів кільця відкриті лише в 1970-80-х роках (у Урана – при покритті ним зірки, у Юпітера та Нептуна – при прольоті поблизу планет КА «Вояджер»).
Структура кілець.Кільце Юпітера розташоване на відстані 50 тисяч кілометрів від умовного кордону в атмосфері планети (з тиском близько 1 атмосфери) і має ширину близько 1000 км. Кільце є область відносно малої щільності, заповнену переважно силікатними частинками малого розміру (менше 10 -5 м), що надають області помаранчевий колір. У напрямку Юпітера і від нього цю область продовжує дифузна туманність більш менш однорідної структури.
Кільця Сатурна мають значно складнішу структуру. Вони виділяють сім областей (зон). Три основні концентричні зони: зовнішнє кільце А, найбільш яскраве середнє кільце В (ці кільця можна спостерігати навіть у звичайний бінокль) та досить прозоре «крепове» внутрішнє кільце С, що не має різкої межі (рис. 1). Кільця А і В розділені так званою щілиною Кассіні завширшки близько 4700 км, кільця S і С - так званою щілиною Максвелла шириною близько 270 км. Найбільш близьку до планети внутрішню область кільця З виділяють як кільце D. Біля зовнішньої межі кільця А знаходиться дуже вузьке кільце F нерегулярної форми, за яким розташоване кільце G і зовнішнє, практично прозоре кільце Е. Зовнішня межа кільця А знаходиться на відстані близько 75 тисяч км від умовного кордону у атмосфері планети (з тиском 1 атмосфера), внутрішня межа кільця З - з відривом близько 20 тисяч кілометрів. Отже, протяжність чітко помітних кілець Сатурна - близько 55 тисяч кілометрів, тоді як їх товщина вбирається у 3,5 км. Переважний розмір частинок кілець - кілька сантиметрів, але зустрічаються також частинки з характерним розміром кілька мікрометрів і великі фрагменти розміром одиниці і десятки метрів. Дрібні частинки беруть участь в утворенні пилової плазми, що знаходиться над площиною кільця В. Пильова плазма утворює темні радіальні смуги (так звані спиці - dark spokes), контрольовані магнітним полем планети. Кутова швидкість "спиць" (на відміну від кеплерової швидкості частинок кілець) збігається з кутовою швидкістю власного обертання планети. Щільність кілець не велика – крізь них просвічують зірки. За даними ІЧ-спектрометрії, частинки кілець Сатурна, ймовірно, складаються з водяного льоду або частинок іншого хімічного складу, покритих льодом. Сумарна маса частинок кілець приблизно відповідає супутнику діаметром близько 200 км. Відповідно до законів Кеплера, швидкість руху частинок у внутрішній зоні кільця більша, ніж у зовнішній.
Екватор Сатурна нахилений до площини екліптики під кутом 27 °, тому в різних точках орбіти планети кільця при спостереженні із Землі видно під різними кутами. При найбільш сприятливої конфігурації видно всю їх ширину - спостерігається так зване розкриття кілець. В іншому граничному випадку кільця виглядають як дуже тонка смужка, видима лише великі телескопи. Це відбувається, коли площина кілець проходить точно через центр Сонця та їхня бічна поверхня виявляється неосвітленою або коли кільця звернені до спостерігача на Землі «ребром». Період звернення Сатурна навколо Сонця і відповідно повний цикл зміни фаз кілець становить близько 29,5 років.
Кільця Урану (рис. 2) дуже темні та вузькі, складаються з частинок, що не мають крижаної оболонки. До кінця 2008 року в Урана відкрито 13 кілець, що позначаються літерами грецького алфавіту (α, β, γ, ...). Найбільше з цих кілець (ε) має нерівномірну ширину та форму. Площина кілець Урана майже перпендикулярна площині екліптики.
Кільця Нептуна утворені темними частинками і складаються із чотирьох вузьких зон. Вони відрізняються ще більш нерегулярною формою і змінною щільністю, тому виглядають, що складаються з окремих «арок». Два найбільш характерних кільця з арками названі на честь вчених Дж. К. Адамса та У. Левер'є, які передбачили існування Нептуна шляхом розрахунку його орбіти.
Формування кілець.Утворення систем кілець навколо планет-гігантів є наслідком законів механіки і нагадує процес формування планет. Всі кільця знаходяться всередині так званої Роша межі - області, в якій супутник планети може бути розірваний на частини за рахунок сил. Цей ефект перешкоджає консолідації частинок, що знаходяться поблизу планети, і, відповідно, утворення великих супутників. Сучасна конфігурація кілець зобов'язана своїм походженням впливу гравітаційного тяжіння супутників планети, що знаходяться в найближчих околицях (або навіть усередині) структури кілець і званих з цієї причини пастухами. Частинки кілець, які самі являють собою маленькі супутники, виявляються в резонансах з більшими супутниками планети (тобто відношення періоду їх звернення до періоду звернення супутника виражається простим дробом - 1/2, 2/3 тощо). Це призводить до порушення однорідної структури кілець, зокрема до утворення всередині них щілин (наприклад, щілини Кассіні у кільцях Сатурна), за своєю природою аналогічних «порожнім» областям (так званим люкам Кірквуда) у Головному поясі астероїдів (дивися Астероїди). Ті ж причини викликають генерацію хвиль щільності, формування ієрархічної структури кілець та їхнє розшарування на тисячі тонких спіральних кілець (ringlets), що спостерігаються в структурі основних кілець Сатурна (рис. 3).
Наявність супутників з дуже близькими орбітами призводить також до ефекту гравітаційного фокусування та концентрації частинок у тонких кільцях Урану та утворення згустків частинок (арок), що дрейфують в азимутальному напрямку біля кілець Нептуна. Механізм утворення арок до кінця не зрозумілий, хоча одним із пояснень служить наявність резонансів частинок кілець із супутником Нептуна Галатею, оскільки ексцентриситети та способи орбіт частинок та супутника практично одні й ті самі. Резонанси перешкоджають рівномірному розподілу частинок вздовж орбіти. Таким чином, кільця планет є складною відкритою системою частинок, що знаходяться в орбітальному русі і одночасно відчувають хаотичні взаємодії. Через війну у системі виникає ефект самоорганізації, що створює впорядкованість у змінах кілець (насамперед рахунок виникнення колективних процесів і у дискової системі непружних зіткнень макро-частиц). Механізм самоорганізації закладено у самій системі; близькі супутники планети надають додатковий «стимулюючий» вплив.
Існують дві основні гіпотези походження кілець планет: 1) утворення кілець з частинок протопланетної хмари (з яких сформувалися супутники поза межами Роша); 2) виникнення кілець планет внаслідок розпаду астероїда чи комети, які потрапили всередину межі Роша. Характерним прикладом останньої події є кільце Юпітера. На користь другої гіпотези свідчить також оцінка часу існування кілець - близько 0,5 мільярда років, що значно менше віку Сонячної системи (близько 4,5 мільярда років). В рамках цієї гіпотези слід вважати, що кільця планет періодично виникають і зникають в результаті гравітаційного захоплення планетою малого тіла та його подальшого руйнування. Іншим аргументом, що підтверджує гіпотезу розпаду, можуть бути, наприклад, переважно крижані частинки кілець Сатурна. Ці частки мають високий альбедо, т. е. не покриті темним мікрометеорним речовиною, як це сталося б з реліктовими кільцями за час існування Сонячної системи.
Літ.: Planetary rings / Ed. R. Greenberg, А. Brahic. Tucson, 1984; Горький Н. Н., Фрідман А. М. Фізика планетних кілець. М., 1994; Miner Е., Wessen R., CuzziJ. Planetary ring systems. Ст; N. Y., 2007.
Серед загального ентузіазму, що охопив вчених початку XVII століття у зв'язку з приголомшливими відкриттями, одне з них пройшло майже непоміченим. У 1610 році Кеплер отримав від свого великого італійського колеги анаграму, яка говорила: «Найвіддаленішу планету потрійний спостерігаю ...». Наприкінці 1610 р. Галілей писав одному зі своїх кореспондентів: «Я знайшов цілий двір у двох прислужників у Старого (Сатурна); вони його підтримують у ході та не відходять від його боків». І раптом ці супутники… зникли, принаймні з поля зору телескопа. Здивований Галілей знову й знову дивився на небо, та не бачив їх. Тільки Гюйгенсу в Гаазі, через 45 років після перших спостережень Галілея, вдалося певною мірою зрозуміти таємницю Сатурна. Порівнюючи свої та чужі спостереження, він дійшов висновку, що «супутники», відкриті Галілеєм, були просто вушками тонкого, плоского кільця, майже суцільного, нахиленого до площини екліптики.
Тому видно воно із Землі може бути по-різному. Двічі за сатурніанський рік кільце може розташовуватися так, що його площина стає паралельною до променю зору. З ребра кільце не видно, воно дуже тонке.
Кільце Сатурна є чудовим об'єктом для спостережень навіть у невеликі телескопи. Його повні розкриття чи зникнення повторюються через 14-16 років. Відкриття цього надзвичайного явища не привернуло, однак, особливу увагу вчених. Це був період великих революційних подій в астрономії. Факт відкриття дивного кільця навколо Сатурна потонув у тому числі.
Деякі астрономи XVIII і початку XIX століть допускали, що кільце може бути суцільним і твердим або складатися з низки суцільних кілець, твердих або рідких. Але вже до п'ятдесятих років XIX століття для астрономів, що спостерігали кільце, стало ясно, що воно не могло бути твердим тілом, а повинно складатися з окремих частинок - порошин або каміння, кожна з яких як незалежний супутник звертається навколо Сатурна.
У сімдесятих роках XIX століття найбільш повне дослідження будови та стійкості кільця було проведено знаменитою російською жінкою-математиком Софією Ковалевською. Її висновки незабаром блискуче підтвердили спектроскопічні спостереження. Кільце, дійсно, виявилося, що складається з безлічі незалежних супутників. Але звідки взялося це кільце у Сатурна?
Астрономи XIX століття і багато вчених нашого часу, вважаючи кільце стійким, оголошували його залишком первинного матеріалу (з якого утворилася планета), або результатом розпаду одного з супутників Сатурна, що увійшов у небезпечну зону поблизу планети, де могутні припливоутворюючі сили могли розірвати його на частини. Цікаво згадати: давні греки мали міф про те, що Сатурн пожирав своїх дітей.
З 50-х років минулого століття астрономічні обсерваторії, озброєні дедалі досконалішими телескопами, стали відзначати численні зміни у структурі кільця. Окремі його частини то ставали яскравими, то ледь помітними. Тоді ж Отто Струве у Пулковській обсерваторії запідозрив поступове розширення кільця та наближення його внутрішнього краю до планети. Зіставивши точні виміри розмірів кілець, зроблені вченими протягом 200 років, він виявив, що за два століття внутрішній край кільця наблизився до планети на 18 тисяч кілометрів. Сучасні спостереження начебто підтверджують розширення кільця, хоча цифри виходять дещо іншими.
Нові відомості про природу кілець Сатурна принесло використання могутніх засобів астрофізики. Ще наприкінці XIX століття А. А. Білопольський (Пулківська обсерваторія) зазначив, що розподіл яскравості у спектрі кільця не такий, як у спектрі самої планети. На чудових фотографіях, отриманих Г. А. Тиховим в 1909 за допомогою гігантського 30-дюймового пулковського телескопа, ясно видно, що кільце значно «блакитніше» планети. У тридцятих роках це питання детально досліджував Г. А. Шайн на обсерваторії Сімеїза. Результати цих досліджень і ряд пізніших робіт привели астрономів до переконання, що в окремих частинах кільця, крім твердих частинок і тіл метеоритної природи, знаходиться лід та деяка кількість газу.
Але лід у вільному стані не може довго існувати навіть на такій величезній відстані від , на якій рухається Сатурн (9,5 астрономічних одиниць). Аж до 11 астрономічних одиниць, тобто до відстані в 1,7 мільярда кілометрів, сонячні промені повинні випаровувати льоди, викидаючи газові частки, що утворюються, з сонячної системи. Такий процес ми спостерігаємо в , в яких заморожені гази, що бурхливо випаровуються, утворюють голову і хвіст комети.
Але якщо кільце весь час втрачає речовину, воно повинно звідкись отримувати і поповнення. Зовні, ззовні системи Сатурна? Це неможливо! Поповнення речовини кільця і, отже, утворення самого кільця можна пояснити лише викидами із системи Сатурна, могутніми процесами вивержень як поверхні супутників Сатурна, і, можливо, і самої планеті.
Висновок про потужну вулканічну активність у системі Сатурна цілком відповідає тому, що відзначали неодноразово спостерігачі на поверхні планети. Неодноразово там спостерігалася поява яскравих білих плям, які іноді існували протягом місяців. І пізніше я прийшов до думки про гігантські викиди речовини з Сатурна на підставі зовсім інших міркувань. До цього висновку мене привело вивчення комет.
Вчені визначили до сьогоднішнього дня орбіти 573 комети. 442 комети мають періоди звернення понад 1000 років, причому характер руху деяких із них говорить про те, що вони назавжди залишають сонячну систему. 75 комет рухаються еліптичними орбітами невеликих розмірів з періодом звернення менше 15 років. Це так звані комети сімейства. І інші 56 комет мають періоди звернення від 15 до 1000 років. До них відносяться, зокрема, кометні сімейства Сатурна, та .
Переважання комет з дуже витягнутими параболическими орбітами призвело до думки, що комети приходять із міжзоряних просторів, причому більшість лише проходить через Сонячну систему. Цю гіпотезу висловив і математично розробив понад два століття тому, французький вчений Лаплас.
Але вона не витримала наступних іспитів, які їй влаштували багато астрономів та математиків. Якби комети були тілами міжзоряної природи, ми мали б спостерігати різко гіперболічні орбіти, а цього немає.
Якщо ви любите шахи, то зустрічалися, мабуть, із завданнями на ретроградний аналіз. Сенс їх у тому, що за позицією на дошці треба відновити серію ходів, яка до неї призвела. Схоже завдання було вирішено астрономами. Для багатьох комет, у яких було відзначено слабко-гіперболічний характер руху, було обчислено всі обурення з боку планет, щоб з'ясувати, якою була орбіта до вступу в область планетного впливу. У всіх випадках початкова орбіта виявлялася еліптичною, що говорить про належність комет до Сонячної системи.
Точні астрофізичні дослідження та застосування методів фотометрії та спектрального аналізу дозволили з'ясувати склад комет. Голови, що світяться, і хвости комет складаються з надзвичайно розріджених газів (головним чином вуглеводнів, ціана, окису вуглецю, молекулярного азоту тощо), переважно у вигляді іонізованих атомів і молекул. Кометні гази, безперечно, є продуктами розпаду складніших батьківських молекул під впливом сонячної радіації. Ядра комет повинні складатися із твердих частинок. Останнім часом було доведено, що гази в кометах перебувають у замороженому стані, у вигляді льоду, часто «забрудненого» включенням пилу.
Було також встановлено виняткову важливість факту: комети швидко слабшають. Від появи до появи вони стають все менш яскравими і за 10-20 появ слабшають у десятки та сотні разів!
Стало ясно, що комети швидко виснажують запаси газоутворювальних матеріалів, з яких виникають туманні голови та хвости комет. Отже, комети зовсім недавно мали з'явитися в області планет. Астрономи визначили вік багатьох комет. Він виявився дуже невеликим: якихось кілька сотень, а іноді навіть десятків років. Але як пояснити існування великої кількості короткоперіодичних комет?
Лаплас вважав, що вони просто «бранці» великих планет, особливо Юпітера, які перехопили їх по дорозі і змусили змінити орбіти, які раніше були параболічними. Але багато особливостей руху комет говорили проти Лапласа. Навпаки, схоже, що комети зараз, у наш час, народжуються в сонячній системі і що вони мають певне відношення до системи Юпітера, оскільки всі короткоперіодичні комети тісно пов'язані з цією планетою. Спочатку було зроблено припущення, що вони викидаються, вивергаються безпосередньо з поверхні Юпітера та інших великих планет. Але потім виявилося, що краще відповідає спостереженням припущення про викид комет з поверхні супутників Юпітера.
Тим часом з'ясувалися інші чудові особливості комет. За своїм складом кометні льоди виявилися надзвичайно близькими до газів планетних атмосфер і, зокрема, атмосфер, відкритих на супутниках Сатурна та Нептуна – Титані та Тритоні. Низка даних говорила про те, що великі супутники Юпітера вкриті шаром замерзлої атмосфери, тобто льодом.
Багато комет супроводжуються метеорними потоками. Ці два явища пов'язані принаймні загальним походженням. А дослідження метеоритів у лабораторіях, вивчення їхньої структури та хімічного складу призводить до висновку про те, що вони є уламками кори планетних тіл. Найбільший російський вулканолог і фахівець з метеоритів А. М. Заварицький виявив, більшість кам'яних метеоритів дуже близько структурою до туфовим породам вулканічних районів Землі. Ще раніше інший видатний мінеролог В. Н. Лодочников приходив до висновку про можливість утворення метеоритів та потоків метеорних тіл при величезних земних виверженнях.
Час життя метеорних потоків теж виявляється трохи більше кількох сотень чи тисяч років. Характер орбіт свідчить, що метеорні частки належать сонячної системі і, безсумнівно, утворилися в ній. Отже, ті потоки метеорів, які ми зараз спостерігаємо, повинні мати нещодавнє походження.
Зв'язок метеорних потоків із кометами є подальшим підтвердженням вулканічного чи вибухового походження малих тіл сонячної системи. Будь-яке виверження має супроводжуватися викидом величезних кількостей попелу та піску, які утворюватимуть метеорні потоки в сонячній системі.
Такі були підстави, які лягли в основу припущення, що кільце Сатурна має кометно-метеоритну природу. Але чому тільки в одному окремому випадку з Сатурном природа не поскупилася на обручку для планети? Це не так. Навколо Юпітера також повинні звертатися хмари, що складаються з комет та метеоритних тіл, тобто каміння та частинок попелу. Виверження на супутнику Юпітера має надати речовині швидкість 5-7 кілометрів на секунду, щоб утворилася нова комета. Але значно більше каменів і частинок матимуть при цьому менші швидкості, Юпітер утримає їх своїм тяжінням і збере довкола себе як кільця.
Де воно? Адже у Юпітера ми не спостерігаємо такої яскравої та помітної освіти, якою є кільце Сатурна. Тут треба мати на увазі, що навіть якщо б у Юпітера було таке ж масивне кільце, як Сатурнове, ми не могли б бачити нічого схожого на те, що спостерігається у Сатурна. Справа полягає в тому, що площина екватора Сатурна нахилена до екліптики (тобто площини руху планети) на 28°, через що ми і можемо бачити кільце «розкритим», а у Юпітера нахил складає всього 3° і, отже, юпітерове кільце ми завжди бачимо з ребра (так само як це буває в періоди «зникнення»). Коли в результаті руху Сатурна та Землі ми опиняємось поблизу площини кільця, воно зникає; вушка не видно, а на диску планети вздовж екватора виступає темна смуга – «тінь кільця».
Далі буде.
PS Про що ще думають британські вчені: про те, що рано чи пізно, але людям таки вдасться колонізувати інші планети нашої сонячної системи. І тоді на поверхні Сатурна чи Юпітера якась станція знезалізнення води буде цілком звичайним явищем. Але поки що все це звучить як наукова фантастика.
У планет-гігантів Юпітера, Сатурна та Урана є кільця. Вперше кільце Сатурна було відкрито голландським вченим Гюйгенсом у 1656 році, хоча ще раніше Галілей, розглядаючи Сатурн у свій слабкий телескоп, виявив, що ця планета чимось оточена. Вивчення Сатурна показало, що кільце з поверхнею планети ніде не стикається, складається з кількох кілець, вкладених один в одного і розділених проміжками.
Кільця не є суцільними, а складаються з окремих частинок, великих і дрібних, які як супутники обертаються навколо планети, разом утворюючи кільця. Внутрішні обручки обертаються навколо планети з більшою швидкістю, ніж зовнішні. Вчені вирахували ці швидкості, і виявилося, що так оберталися б супутники Сатурна, тобто. в повній відповідності до законів Кеплера, вісь Сатурна нахилена. до площини його орбіти, тому в телескоп спостерігається зміна виду кільця. Галілею ці обручки здалися якимись загадковими "вухами".
Наявність кільця у Юпітера передбачив 1960 року вчений С. К. Всехсвятський, а 1979 року його сфотографували американські станції “Вояджер”. Кільце Юпітера дуже тонке, складається з дрібних каменів та пилу. Воно звернене до Землі рубом і тому Землі не видно. Уран має дуже тонкі кільця, які телескоп не спостерігаються. За допомогою Вояджера виявили 11 чітких кілець і кілька нечітких, так званих дифузних. Дослідження супутників та кілець далеких планет у майбутньому продовжаться і напевно принесуть багато цікавого.
Великий астроном Кеплер вважав, що комет так багато, як риб у воді. Не заперечуватимемо цю тезу. Адже є далеко за межами нашої Сонячної системи кометна хмара Оорта, де «хвостаті зірки» зібралися в «косяк». Згідно з однією з гіпотез, звідти вони іноді «запливають» до наших країв і ми можемо їх спостерігати на небосхилі. Як…
Багато хто з вас бачив на нічному небі мерехтливі зірки. Причина мерехтіння зірок – неоднорідність повітря та його рух. Мерехтіння зірок посилюється до горизонту. Вже це одне показує, що це явище впливає атмосфера. Подивіться на малюнок, і ви побачите, що чим довша дорога променя, тим менший кут між променем і площиною горизонту. Мерехтіння зірок пояснюється…
Територією кількох американських штатів - Юта, Арізона, Невада і Каліфорнія - тече річка Колорадо. Вона унікальна тим, що рухається дном створеного нею кілька мільйонів років тому гігантського каньйону, рівного якому немає на всій планеті. Найбільш яскраве уявлення про грандіозність цього дива природи можна отримати під час польоту туристичним маршрутом з аеропорту.
На географічних картах озера пофарбовані то в блакитний, то в бузковий колір. Блакитний колір означає, що озеро прісне, а бузковий, що воно солоне. Солоність води в озерах різна. Одні озера настільки насичені солями, що в них неможливо втопитися, і їх називають мінеральними. В інших вода тільки трохи солонувата на смак. Концентрація розчинених речовин залежить…
Світ, у якому ми живемо, величезний, неоглядний. Простір немає ні початку, ні кінця, він безмежний. Якщо уявити ракетний корабель з невичерпними запасами енергії, то можна легко уявити, що ти летиш у будь-який кінець Всесвіту, до якоїсь найдальшої зірки. І що далі? А далі — такий самий безмежний простір. Астрономія — наука про…
Римський імператор Юлій Цезар у 46 році до н. провів реформу календаря Розробку нового календаря здійснила група олександрійських астрономів на чолі із Созігеном. В основу календаря, що пізніше отримав назву юліанського, покладено сонячний рік, тривалість якого була прийнята рівною 365,25 діб. Але в календарному році може бути лише ціла кількість діб. Тому домовилися рахувати протягом…
Сузір'я Рака - одне з найпомітніших зодіакальних сузір'їв. Історія його дуже цікава. Існує кілька досить екзотичних пояснень походження назви цього сузір'я. Так, наприклад, серйозно стверджувалося, що єгиптяни помістили в цю область неба Рака як символ руйнування та смерті, тому що ця тварина харчується паділлю. Рак рухається хвостом уперед. Близько двох тисяч років тому...
Михайло Васильович Ломоносов – великий російський учений-енкциклопедист. Коло його інтересів і досліджень в природознавстві охопило різні галузі наук — фізика, хімія, географія, геологія, астрономія. Вміння аналізувати явища в їх взаємозв'язку та широта інтересів привели його до ряду важливих висновків та досягнень у галузі астрономії. Вивчаючи явища атмосферної електрики, він висунув ідею про електричну природу.
Нам часто доводиться спостерігати, як у ясний сонячний день тінь від хмари, що підганяє вітром, пробігає по Землі і досягає того місця, де ми знаходимося. Хмара ховає Сонце. Під час сонячного затемнення Місяць проходить між Землею та Сонцем і приховує його від нас. Наша планета Земля обертається протягом доби довкола своєї осі, одночасно рухається довкола…
Наше Сонце – це звичайна зірка, а всі зірки народжуються, живуть та вмирають. Будь-яка зірка рано чи пізно гасне. На жаль, і наше Сонце не світитиме вічно. Колись вчені вважали, що Сонце повільно остигає чи “згоряє”. Однак тепер ми знаємо, що якби це відбувалося насправді, то його енергії вистачило б у...
