Извечные тайны неба

Периоды мнимого исчезновения колец наступают примерно каждые 15 лет. Такие периоды очень благоприятны для поисков близких к планете спутников. С помощью космических фотографий число открытых спутников Сатурна доведено уже до 17. Впрочем, похоже, что четкой грани между наименьшими спутниками и наибольшими глыбами в кольцах Сатурна не существует, а поэтому точное число спутников назвать вообще невозможно.

Самый крупный из спутников Сатурна – Титан – имеет поперечник твердого тела в 5150 км и среди всех спутников планет во всей Солнечной системе уступает по массе несколько процентов только рекордсмену – спутнику Юпитера Ганимеду. Поперечник Титана лишь в 2,5 раза меньше поперечника Земли. Внутреннее строение Титана, по-видимому, отчасти напоминает строение тела Земли: недра Титана расслоены на ядро, мантию и кору. Атмосфера Титана красно-оранжевого цвета была открыта давно еще из наземных наблюдений. В результате космических экспериментов стало известно, что она плотнее и толще земной и на 90 % состоит из азота. Около 10 % может составлять аргон. В качестве примесей в ней присутствуют метан, аммиак, этан, пропан, этилен, ацетилен, водород и даже в небольших количествах кислород.

Температура у поверхности Титана ниже 100 К. Не удивительно, если там идут проливные дожди из жидкого азота, и в азотных заводях плавают айсберги из замерзших метана и аммиака. Некоторое время назад воображение ученых рисовало поверхность Титана как «болота» из жидкого азота, над которыми клубится густой азотный туман. Расчеты последних лет привели к иным представлениям. Океаны на Титане, если они существуют, состоят по большей части из этана и метана с растворенным в них азотом. Состав твердого тела Титана – льды с примесью силикатных пород.

В атмосфере самого Сатурна наблюдаются полосы, вихри, ореолы и другие образования, похожие на образования в атмосфере Юпитера. Они не отличаются ни длительностью существования, ни регулярностью появления. В целом строение Сатурна должно во многом напоминать строение Юпитера. Наибольшую долю среди химических элементов, слагающих Сатурн, занимает водород. Важной отличительной особенностью Сатурна является чрезвычайно низкая средняя плотность. Она меньше плотности воды – всего 0,7 г/см².

Юпитер и Сатурн – самые крупные планеты из группы водородно-гелиевых планет-гигантов. Но основные особенности строения их, по-видимому, распространяются и на другие планеты этой группы, в частности на планету Уран. Детальное исследование физических условий на Уране и еще более далеких планетах затруднено их огромным удалением от Земли. И преимущественное внимание при изучении этих планет как прежде, так и теперь, уделяется особенностям их орбитального движения вокруг Солнца.

Окраины солнечной системы

Уран – первая из планет, обнаруженных благодаря телескопу, хотя при благоприятном стечении обстоятельств его можно порой наблюдать на небе невооруженным глазом как очень слабую голубовато-зеленоватую точку. Расстояние Урана от Солнца превосходит 19 астрономических единиц, его «год» длится 84 земных года. Масса Урана почти в 7 раз уступает массе его соседа Сатурна.

Достопримечательностью планеты служит причудливость осевого вращения. Ось Урана отклонена от плоскости его орбиты всего на 8°, т. е. практически лежит в этой плоскости, и Уран, тем самым, вращается, «лежа на боку»; один оборот он совершает за 17 часов. Сменяющие друг друга «полярный день» и «полярная ночь» по этой причине характерны не только для высокоширотных областей планеты, как на Земле и на Марсе, а охватывают всю поверхность Урана за исключением узкой полосы ±8° по обе стороны от экватора.

Названия пяти спутников Урана, открытых по телескопическим наблюдениям с Земли с 1787 по 1948 гг., воскрешают в памяти имена литературных героев. В порядке удаления от планеты это Миранда, Ариель, Умбриель, Титания и Оберон. Выбранные В. Гершелем названия Оберон и Титания заимствованы из пьесы Шекспира «Сон в летнюю ночь», Дж. Койпер в 1948 г. взял имя Миранда из шекспировской «Бури», а У. Лассель в 1851 г. воспользовался именами из той же «Бури» (Ариэль) и поэмы А. Попа «Похищенный локон» (Умбриэль).

Как то уже случалось для Юпитера и Сатурна, в начале 1986 г. после пролета мимо Урана космического аппарата количество обнаруженных около него спутников резко увеличилось, – по крайней мере до 15.

К числу любопытных исторических казусов можно ныне отнести эпопею поисков колец Урана. Первооткрыватель планеты В. Гершель по аналогии с Сатурном ожидал кольца, и несколько раз в его дневниках появляется запись об их наблюдении. Придирчивый к своей работе астроном, однако, не торопился обнародовать новость, и при последующих перепроверках наличие колец у Урана не подтверждалось. Проблема активно обсуждалась до середины XIX в., когда она, казалось, была закрыта раз и навсегда. Но, как говорит поэт, «ничто не вечно под Луною».