Загадки астрономии

Возможно, школьник, изучающий сегодня астрономию, в будущем, став космонавтом, установит на Титане свой телескоп и найдет эту загадочную «луну».

Глава VII Далекие миры

Далеко от нас, на пустынных окраинах солнечной системы, в 2900 и 4500 млн. км от Солнца, находятся два «зеленых близнеца» — Уран и Нептун. Диаметр каждого приблизительно в четыре раза больше земного, а их диски, видимые в телескоп, имеют одинаковый зеленоватый оттенок. Они обладают общими для газовых гигантов свойствами — быстрым вращением (их сутки гораздо короче земных), протяженными атмосферами, состоящими из ядовитых газов, и небольшой средней плотностью.

Уран

Уран примечателен тем, что он был первой планетой, которую открыл Гершель при помощи усовершенствованного им телескопа в 1781 г. В течение всей истории человечества люди, обладавшие острым зрением, сами того не подозревая, видели Уран, но до Гершеля никто не заметил, что эта тусклая «звезда» медленно перемещалась среди «неподвижных» звезд. Поэтому в древности были известны только пять планет — «блуждающих звезд», которые легко было увидеть невооруженным глазом, — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

Но шестой планетой, которую открыли ученые, стал отнюдь не Уран, а Земля! Задолго до 1781 г. Коперник и Кеплер окончательно доказали, что старая, геоцентрическая теория, согласно которой Земля является центром вращающейся вокруг нее Вселенной, ошибочна и что Земля наряду с пятью другими планетами вращается вокруг Солнца. Так еще за столетие до того, как Гершель обнаружил Уран, Земля официально была признана шестой планетой, обращающейся вокруг Солнца.

Уран — типичный газовый гигант — может встретить космонавтов испытаниями, а вот насколько они будут суровы — это зависит от толщины его атмосферы.

Загадка 1.Уменьшится ли вес космонавта, оказавшегося на Уране — огромном шаре диаметром 50 000 км.?

В большинстве астрономических таблиц приводится значение силы тяжести Урана, равное ⁹/₁₀ земного. И опять надо оговориться, что оно относится к внешней границе атмосферы, определяющей размеры видимого диска планеты. Однако если учесть толщину атмосферы, которая сравнительно невелика — 3000–5000 км, сила тяжести почти не изменится. С уменьшением высоты над поверхностью, закрытой облачным покрывалом, сила тяжести слегка возрастет, но ускорение свободного падения все же останется меньше g или даже случайно окажется равным g, то есть в точности совпадет с земным.

Но, после того как космонавты будут приятно удивлены, ощутив на Уране свой земной вес, их поразят некоторые непривычные явления, сменяющие друг друга в зависимости от того, через какой квадрант (четверть) своей орбиты проходит Уран.

Неподвижное Солнце в течение нескольких лет остается прямо над северным полюсом; южный полюс погружен в ночную тьму. На экваторе все это время сумерки.

Приблизительно через 21 год, когда Уран переместиться на одну четверть своей орбиты, картина изменится.

Теперь Солнце висит как раз над вращающимся экватором, вызывая длинную вереницу дней и ночей с одинаковой продолжительностью в пять с половиной часов. Как на северном, так и на южном полюсе господствуют длящиеся годами сумерки.

Пройдет еще 21 год, и восстановится первоначальная картина, с той только разницей, что южный и северный полюсы поменяются ролями.

Такая причудливая последовательность времен года, изменяющая свой характер каждые 21 год, обусловлена самым необычным среди всех планет наклонением оси вращения, которое искажает также и привычный нам ритм смены дня и ночи.

Загадка 2.Почему из всех планет солнечной системы один только Уран оказался «лежащим на боку»?

Ось Урана наклонена не на несколько градусов, как у Земли (23°, 5′) или других планет, а на огромную величину — 98°, так что он вращается в обратную по сравнению с другими планетами сторону. Этот угол настолько близок к прямому, что через каждые 42 года полюса планеты направлены почти точно на Солнце (что объясняет положение Солнца в зените попеременно то над одним, то над другим полюсом). Но ось Урана, подобно оси вращающегося гироскопа, остается фиксированной в пространстве, то есть направленной всегда на одну и ту же звезду. Поэтому, после того как Уран оставит позади еще четверть орбиты, Солнце повиснет прямо над его экватором, вызывая смену времен года. Короче говоря, ось Урана ориентирована так, что она всегда параллельна, а не перпендикулярна плоскости его орбиты. Заодно напомним, что вращение Урана вокруг оси происходит в направлении, обратном движению по орбите.