Реферат: Сообщения о Солнечной системе

И.Галкин.

Каково же действительное происхождение Луны? Су­ществует целый ряд гипотез. В частности, о том, что Луна выделилась из мантии Земли (гипотеза оттор­жения); что Земля и Луна образовались одновременно как двойная планета в тесной близости друг от друга путем аккреции сходного родительского вещества (ги­потеза совместного происхождения); что Луна образо­валась где-то в Солнечной системе и лишь впоследствии была захвачена Землей (гипотеза захват). Но скорее всего, когда наша планета в основном уже сформирова­лась, из околоземного спутникового роя, из двух-трех протолун и родилась наша младшая сестра - Луна.

Младенческие поры Земли и Луны, скорее всего, протекали одинаково. Но их последующие судьбы сло­жились по-разному: Земля продолжает развиваться, а история развития Луны умещается в первые 1,5 млрд. лет. С тех пор из-за малой массы и более низкой темпе­ратуры недр здесь установились тектонический покой и космическая тишь. Поэтому догеологический облик Зем­ли, наверное, был похож на нетронутую ветрами и во­дами поверхность Луны.

Говорят, что Луна - это древний текст, который может быть связан с историей Земли. На ней найден самый древний камень, по которому и определен воз­раст планет Солнечной системы - 4,6 млрд. лет. И на­конец, Луна позволила заглянуть в будущее Земли. Ведь ее преждевременная старость - это та стадия (плане­тарная), которую Земле еще предстоит прожить. Ког­да-нибудь и на Земле перестанут меняться очертания материков, затихнут вулканы, прекратятся землетрясе­ния, перестанут появляться новые горы, а старые срав­няет гигантская атмосфера.

Сообщение о Венере и Меркурии

Съемки поверхности Меркурия с космической стан­ции «Маринер-10» показали образования величиной с футбольное поле. Обнаружились системы гор и борозд, не имеющие ничего общего с лунными и марсианскими. Меркурий почти на 80 % состоит из железа - это самая плотная планета. Луна по сравнению с ней - воздуш­ный шарик. Меркурий в 3 раза ближе к Солнцу, чем Земля. Прямо под Солнцем на поверхности находится полюс жары с температурой до 400°, а в противопо­ложной точке температура опускается почти до 200° ниже нуля.

Компьютерное моделирование эволюционного разви­тия планет показало, что на Меркурии в раннюю эпоху его развития существовала гидросфера, в которой была возможна жизнь. Подавление жизни могло быть обуслов­лено несколькими причинами: увеличением освещеннос­ти планета в связи с началом активных процессов в на­рождающемся Солнце; установлением особого режима

вращения планеты вокруг Солнца (в настоящее время Меркурий всегда обращен к Солнцу одной стороной); потерей атмосферы и гидросферы из-за малой массы планеты.

Венера выглядит, как наша родная планета, с любо­го расстояния - и с Земли, и с «Маринера», похожа на Землю и по своим физическим характеристикам. Одна­ко исследования показали, что атмосфера ее очень плот­ная и состоит в основном из диоксида углерода и капелек серной кислоты. Скорость ветра там такая, что космонав­ту невозможно было бы устоять на ногах (до 360 км/ч). Компьютерное моделирование показало, что на Венере в раннюю эпоху также могла существовать жизнь — в гидросфере, а позже и на суше. Однако позже в связи с увеличением освещенности планеты начал постепенно развиваться парниковый эффект, а затем в дополнение к этому образовалась кислосфера. Это окончательно привело к исчезновению жизни повсюду.

Сообщение о Марсе

Марс - четвертая от Солнца планета. Его атмосфе­ра более разрежена, чем земная, и значительно отлича­ется по своему химическому составу. В частности, она почти прозрачна для ультрафиолетовых лучей, губи­тельных для живых организмов. Солнечные сутки со­всем незначительно отличаются от суток на Земле. Зна­чительный наклон от экватора к плоскости орбиты -причина смены времен года на Марсе. Однако марси­анский год длится почти 690 земных дней. Температур­ные условия на красной планете суровы: наиболее вы­сокая температура в подсолнечной точке достигает 0 "С, в полярных же районах -120 °С. Сезонными изменени­ями температуры объясняются рост или таяние поляр­ных шапок.

На Марсе, по результатам компьютерного модели­рования, жизнь имела место на ранней стадии развития планеты в гидросфере. Но постепенно гидросфера была вытеснена так называемой Fe-сферой, что и привело к исчезновению жизни. (Дело в том, что в марсианской коре железа в три раза, больше, чем в земной. Мелко­зернистые фракции оксидов железа и кремния и обра­зуют Fe-сферу.)

Интерес к марсу недавно был подогрет научной сен­сацией. В метеорите ALM-84001, найденном в Антаркти­де в 1984 г., были обнаружены микроскопические сле­ды, схожие по форме с окаменевшими земными бактери­ями. Минеральный и изотопный анализы также дали ряд свидетельств в пользу следов бактериальной жизни. По изотопному составу газовых включений удалось ус­тановить, что их материнские породы родом с Марса и имеют возраст около 4,5 млрд. лет. Примерно 3,6 млрд. лет назад произошло растрескивание камня и скоро в нем (возможно, не без участия примитивных живых орга­низмов) возникло большое количество необычных мине­ральных образований. Затем' камень был выброшен с Марса при ударе астероида и долгое время мигрировал по Солнечной системе, пока (тысячи лет назад) не упал на антарктические льды. В дальнейшем в Антарктиде было найдено еще 11 подобных метеоритов.

Интересно, что вслед за опубликованием материа­лов об этих метеоритах президент США рекомендовал конгрессу поддержать долгосрочную программу изуче­ния Марса. Планируются дальнейшие полеты в 2001, 2003 и 2005 гг. (стоимость около 1 млрд. долл.).

Сообщение о Юпитере

Юпитер - одна из самых больших загадок Солнеч­ной системы. Он носит имя важнейшего римского бога-громовержца. По объему Юпитер больше Земли в 1310 раз. а по массе - в 318 раз. На один оборот вокруг Солнца он тратит около 12 земных лет, но зато враща­ется вокруг оси, можно сказать, как волчок: на один оборот затрачивает меньше 10 земных часов.

В телескоп видна сжатая у полюсов планета с за­метными темными и светлыми полосами, которые каж­дый год располагаются по-разному. Это не горы, а длин­ные ряды облаков, которые не позволяют увидеть по­верхность. Если из космического пространства «ныр­нуть» на Юпитер, то сначала пройдешь обычную раз­ряженную атмосферу, потом попадешь в облачный слой, нечто вроде тумана с мелкими твердыми частицами, ниже вступишь в слой значительного уплотнения, как бы слякоти, которая будет становиться все гуще и гуще, покуда не окажется, по существу, твердой. Четко выра­женной границы между твердым телом планеты и газо­вой оболочкой на Юпитере не существует. Ядро, воз­можно, состоит из сжиженных водорода и гелия с при­месями силикатов, железа и никеля.

Атмосфера состоит из смеси газов: водорода, гелия, метана, аммиака. Из-за огромного расстояния до Солн­ца температура атмосферы Юпитера около -140 °С. Примечательное образование в атмосфере Юпитера из­вестно под названием Большого Красного Пятна. Это гигантское овальное газовое образование, по размерам превышающее земной шар (до 50 тыС. км) и имеющее кирпично-красный цвет. Это пятно астрономы наблю­дают уже 300 лет. Оно меняется в размерах и отчасти смещается относительно поверхности: то ли дрейфует, подобно айсбергу в океане, то ли покачивается, как буй на якоре с длинной цепью. Большое Красное Пятно, скорее всего, является устойчивым атмосферным вих­рем, однако постоянный красный цвет пятна до сих пор не находит удовлетворительного объяснения. Загадоч­ным является и то, что иногда газовые массы Юпитера движутся навстречу вращению самой планеты. Очеред­ная загадка: активные процессы в атмосфере Юпитера нельзя объяснить только тепловыми потоками от Солн­ца - слишком велико расстояние до него. Значит, энер­гия исходит еще и из недр самой планеты.

Непонятное явление на Юпитере - горячие тени. Радиоизмерения показали, что там, где на планету па­дает тень его спутников, температура заметно повыша­ется. Как мы знаем, на Земле и на Марсе температура в тени всегда выше, чем на освещенном Солнцем месте Гигант Юпитер обладает мощным магнитным полем. Его взаимодействие с солнечным ветром приводит к об­разованию магнитосферы, которая намного больше и намного сложнее магнитосферы Земли.

В 1979 г. американскими аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» было сфотографировано тонкое коль­цо Юпитера. Оно всегда обращено к¹ Земле ребром, поэтому даже в телескоп не видно. По числу спутни­ков Юпитер и Сатурн — рекордсмены. Спутников у Юпитера 17 (по последним данным). Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты еще Галилеем в 1610 г. Четыре самых дальних спутника вращаются вокруг Юпитера в обратном направлении. На Ио было обна­ружено сразу 8 огнедышащих вулканов, извергающих фонтаны газов на высоту 250—300 км. Ганимед - са­мый крупный из всех известных спутников Солнечной системы, по размерам превосходящий Меркурий и внешне похожий на него. Интересно, что почти все спутники планеты-гиганта названы в честь мифичес­ких героинь любовных романов верховного бога Олим­па Юпитера: Лиситея, Гималия, Элара, Адрастея, Амальтея и др.

Необыкновенно эффектное зрелище представляет сам Юпитер, видимый со своих ближайших спутников. С самого близкого спутника исполинский диск планеты имеет поперечник почти в 90 раз больше, чем у нашей Луны (угловой диаметр 44°) и сияет всего в 6-7 раз слабее Солнца. Когда он касается горизонта нижним своим краем, его верхний край приходится до середи­ны небосклона. По его быстро вращающемуся диску проходят, время от времени темные кружки г тени юпитерианских лун.

Сообщение о Сатурне

Шестая планета Солнечной системы названа име­нем древнеримского бога земледельцев и урожая. В наиболее благоприятные периоды Сатурн наблюдается на земном небосклоне с вечера до утра как достаточно яркая звезда. Один оборот вокруг Солнца он соверша­ет за 30 земных лет, вращаясь вокруг своей оси так же быстро, как Юпитер. Давно известно, что средняя тол­щина колец Сатурна ничтожно мала - около Э00 м. а общая ширина превышает 60 000 км, располагаются они строго в плоскости экватора, состоят из множества обломков, камней и пылинок. Однако, как показала космическая фотосъемка, строение колец намного слож­нее, чем это можно представить по наблюдениям с Зем­ли. Их многие тысячи, вложенных одно в другое. Нео­жиданно выяснилось, что существуют узкие, яркие кольца.

На сегодняшний день у Сатурна насчитывается 22 спутника. Наибольший из них, Титан, как и спутник Юпитера, Ганимед, превосходит по размерам Меркурий (диаметр Титана 5150 км). Внутреннее его строение, по-видимому, отчасти напоминает строение Земли: не­дра расслоены на ядро, мантию и кору. Состав твердо тела спутника - льды с примесью силикатных пород. Это единственный из спутников в Солнечной системе, окруженный плотной атмосферой.

Великолепнуюкартину, которую мы могли бы наблюдать, находясь на одном из спутников Сатурна – Титане, описывает С.Павлов в своем фантастическом романе «Лунная радуга» (М.: Молодая гвардия, 1983). Герой этого романа, Андрей, наблюдает восход Сатурна на поверхностью Титана. Сначала становятся видны его кольца - с ребра, а затем и диск самой планеты: « Андрей оглядел сизую полоску возникшего впереди тер­минатора, перевел взгляд на прямую и тонкую, как лезвие шпаги, зеленовато-жемчужную вертикаль над пепельной линией горизонта. Лезвие, угрожая зениту, медленно поднималось в черное небо выше и выше... Наконец, нежно вызолотив горизонт, всплыл драго­ценный эфес. Эфес, наливаясь золотистым сиянием, мало-помалу перевоплотился в огромную двояковыпук­лую линзу (очевидно, за счет отражения в средних слоях атмосферы Титана). А затем этому, неуклон­но продолжающему распухать линзовидному образо­ванию стало тесно, оно распустило по горизонту да­леко в обе стороны великолепные светло-оранжевые усы и выперло под побронзовевшей зоной терминатора широченным золотисто-черным холмом, И слов­но в подтверждение того, что нет в Природе масшта­бов, которые невозможно было бы превзойти, исполин­ский холм постепенно превращался в округлую гранди­озную гору, заслоняющую едва ли не половину титанианского неба, вертикально исполосованную пухлыми складками сизых, мутно-желтых, мутно-зеленых и кофейно-коричневых дымов. Его супервеличество Сатурн!

Тем, кто видел только восходы Луны над Землей, этот "эффект наползания" неизвестен по причине ми­ниатюрности ночного светила. А вот при восходе Юпитера или Сатурна возникает иллюзия, будто планета-гигант, едва приподнявшись над горизонтом любого своего достаточно близкого спутника, норо­вит проползти над твоей головой ниже тучи. Фан­тасмагорическая это картина!»

Сообщение об Уране и Плутоне и Нептуне

Уран носит имя греческого божества неба. На один оборот вокруг Солнца он затрачивает 84 года. Это единственная планета, ось вращения которой очень близка к плоскости ее обращения вокруг Солнца. Говорят, что Уран обращается вокруг светила, лежа на боку. К тому же, как и Венера, вокруг оси он вращается в сторону, противоположную вращению вокруг Солнца. Кольца Урана открыты лишь в 1977 г. Пока у планеты обнару­жено 15 спутников. Предполагают, что они, так же, как и спутники Сатурна, преимущественно ледяные. Их названия не имеют отношения к мифологии, система спутников Урана стала своего рода небесным «шекспи­ровским заповедником». Среди них Офелия, Бианка, Дездемона, Джульетта, Розалинда, Ариэль и другие. Самой необычной среди спутников Урана оказалась Миранда, которая явила на обозрение землян «коллек­цию» всевозможных геологических структур, существу­ющих на телах Солнечной системы.

Планета Уран сжата у полюсов, сильно раскручена, имеет расплавленное ядро, за счет выделения, энергии которого в атмосфере происходят вихри и бури. Обла­ка, по-видимому, состоят из Метана и аммиака и дви­жутся с огромной скоростью — до 350 км/ч.

Нептун назван в честь древнеримского бога морей. Он обладает всеми характерными признаками плане­ты-гиганта. На один оборот вокруг Солнца Нептун зат­рачивает почти 165 земных лет. Расчеты показывают, что под газо-жидкой водородно-гелиевой оболочкой Нептуна скрыто водяное ядро. В 1989 г. благодаря успехам космической техники данные о планете существенно расширились. Обнаружены кольца и 8 спут­ников. Наиболее крупный, Тритон, отличается тем, что движется вокруг планеты в обратную сторону. Выясни­лось, кроме того, что на его поверхности имеется сухой «гейзер», исторгающий из недр этого небесного тела струю твердых частиц на высоту 8 км.

Названный в честь бога подземного царства Плутон находится в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля; на один оборот вокруг него Плутон затрачивает 250 зем­ных лет. В среднем он удален от Солнца дальше Не­птуна, однако орбита Плутона вытянута настолько силь­но, что временами он оказывается внутри орбиты Не­птуна. В 1978 г. был открыт спутник Плутона - Харон. Так звали перевозчика душ умерших через Лету, реку подземного царства. По оценкам, Харон всего в 2 раза меньше самой планеты и обращается вокруг нее так, будто связан с Плутоном стержнем - Харон наблюдает­ся висящим на небе Плутона вечно в одном и том же месте. Поэтому систему Плутон-Харон часто называют двойной планетой. Плутон остался ныне единственной планетой, которую не посещали автоматические косми­ческие аппараты.

В свое время была выдвинута гипотеза о существо­вании еще одной, десятой, планеты Солнечной систе­мы. Однако обнаружить ее не удается. Но если даже предположить ее существование, то, по расчетам астро­номов, она должна была бы делать полный оборот вок­руг Солнца за 800 лет и находиться от Земли в два раза дальше, чем Плутон.

Сообщение о Кометах

«Видимое ничто» - так метко называют кометы. Их внешний вид иногда бывает устрашающим, размеры чу­довищно большими, но вещества в них совсем мало. В настоящее время химический состав комет можно оха­рактеризовать одним словом - отрава. Туда входят угарный газ, синильная кислота, цианистый метил, уг­леводороды - вроде тех, что используют в газовых пли­тах. Зарегистрировано около 1200 комет. Голова коме­ты обычно бывает от 50 до 250 тыс км в диаметре и в среднем раз в 10 больше Земли. Хвост кометы еще гран­диознее. У больших комет длина хвоста того же поряд­ка, что и расстояние между орбитами ближайших к Сол­нцу планет. Если бы крик мог передаваться без ослаб­ления и с той же скоростью, как и в воздухе, он летел бы от головы до конца хвоста 20 лет!