Читать книгу "Вселенная на ладони - Колин Стюарт"

Сатурн

Последняя из всех классических планет, которая стала известна нашим древним предшественникам, Сатурн, находится на расстоянии почти 1,5 миллиарда километров от Солнца. Тот факт, что мы можем наблюдать планету невооруженным глазом, несмотря на огромное расстояние, которое нас разделяет, является свидетельством ее размеров и того, как много солнечного света она отражает в нашу сторону. Эта вторая по размерам планета могла бы вместить в себя более 750 таких планет, как Земля.

Но вопреки своим размерам Сатурн невероятно легкий по весу. Его показатели средней плотности, равные 0,7 грамма на кубический сантиметр, – наименьшие по сравнению со всеми другими планетами Солнечной системы. Это ниже показателей плотности воды (1 г/см3), а это значит, что если бы эту планету поместили в огромную ванну, то она просто всплыла бы, конечно, при условии достаточных размеров ванны. Хотя в действительности она заморозила бы воду, поскольку средняя температура на Сатурне составляет –178 градусов по Цельсию.

Отчетливо желтый цвет планеты связан с кристаллами аммония в высших слоях ее атмосферы. Временами здесь наблюдаются ураганы и бури, разрывающие атмосферу Сатурна, которые происходят преимущественно в тот момент, когда Сатурн оказывается в ближайшей к Солнцу точке орбиты, что происходит каждые тридцать лет или около того.

По прибытии космического аппарата «Вояджер», астрономы заметили гексагональное по форме облачное образование поверх северного полюса планеты. Каждая из сторон шестиугольника превышает диаметр Земли. Это образование наблюдала и станция «Кассини», она обнаружила, что в период между 2013 и 2017 годаом эта полярная шапка Сатурна меняла свой цвет от голубого до золотого.

Так же, как и в случае с Юпитером, астрономы теряются в догадках относительно того, что происходит под облачным слоем Сатурна. Высказываются предположения, что под кристаллами аммония имеются водяные облака. А под ними, вероятнее всего, лежат слои металлического водорода, под которыми скрывается твердое ядро плотной породы массой в 9–22 раза превышающей массу Земли. Некоторые ученые даже высказывались о том, что в атмосфере Сатурна, возможно, образуются алмазы со скоростью тысяча тонн в год. Молнии превращают газ метан в углеродную пыль, которая впоследствии, по мере падения в направлении ядра планеты, меняет свою структуру, образуя кристаллы алмаза.

Кольца Сатурна

Загадочные кольца Сатурна являются самой известной частью Солнечной системы. Тем не менее, вопреки всем усилиям ученых, никто пока не знает точно, откуда они взялись.

Издали они могут выглядеть как целостные образования, однако в действительности состоят из отдельных кусков льда, которые могут достигать по величине размеров домов. Если бы кому-нибудь пришлось собрать весь материал, из которого состоят кольца, в один шар, он в итоге получил бы нечто, по размеру сходное со спутником Сатурна Мимасом. Отсюда можно заключить, что кольца, вероятно, возникли как спутники, которые затем были разорваны на части силой гравитации планеты или же сами разбились на мелкие осколки в результате какого-то столкновения.

Последние данные с аппарата «Кассини» говорят о том, что кольца Сатурна гораздо моложе Солнечной системы: им, вероятно, всего 100 миллионов лет.

Если бы они были старше, солнечный ветер мог бы давно сделать материал, из которого они состоят, значительно темнее. Нам сильно повезло жить в то время, когда у Сатурна имеются кольца, поскольку, скорее всего, на протяжении большей части его истории у этой планеты их просто не было.

Даже с помощью любительского телескопа можно увидеть с Земли, что у колец Сатурна имеются разрывы. Самый большой из них называется «разрыв Кассини», и в этом случае просматривается влияние спутника Мимаса – его гравитационное притяжение способствует сохранению разрыва. Некоторые из спутников Сатурна вращаются внутри колец – их называют «спутниками-пастухами». Все кольца Сатурна обозначаются заглавными буквами в алфавитном порядке в порядке их обнаружения, а не в зависимости от их расстояния от планеты.

Аппарат НАСА «Кассини» сделал этот потрясающий по красоте снимок колец Сатурна в свете лучей Солнца

Снимок 1998–1999 годов аналеммы, изображенной на стекле витрины офиса Лабораторий Белла, Мюррей Хилл, Нью Джерси; статья Дж. Фисберна в Английской «Википедии».

Кольца продолжают таить в себе множество загадок. С момента пролетов «Вояджера» на малой высоте мимо планеты в начале 1980-х годов, астрономы обнаружили на кольцах щербинки – затемненные образования напоминающие спицы в велосипедном колесе. Их снова сфотографировали в ходе недавней миссии «Кассини», однако мы все еще не знаем, что они собой представляют.

КАССИНИ

Миссия «Кассини» в корне изменила наше представление об этой окольцованной планете. Запущенная в 1997 году, она достигла Сатурна в 2004-м. 15 сентября 2006 года «Кассини» сделала один из самых зрелищных и впечатляющих снимков в истории астрономии. На снимке видно, как планета заслоняет Солнце, а солнечные лучи создают фоновую подсветку немыслимой по красоте системы колец Сатурна.

В 2017 году, когда топливо было на исходе и миссия близилась к завершению, «Кассини» предприняла серию из более двадцати отважных проходов сквозь кольца планеты. Аппарат приближался к кольцам со скоростью 100 тысяч километров в час и оказался ближе, чем за все время выполнения миссии. Астрономам даже хватило времени сделать сквозь материал колец еще один мгновенный снимок Земли, находящейся вдали.

Напоследок астрономы преднамеренно столкнули «Кассини» с Сатурном, разрушив аппарат в сентябре 2017 года, через двадцать лет после того, как миссия покинула Землю, отправившись в космическое пространство Солнечной системы. Тем самым ученые предотвратили возможное непреднамеренное заражение колец Сатурна или его спутников.

Спутники Сатурна

Подобно Юпитеру, Сатурн в его перемещении по орбите вокруг Солнца сопровождают более шестидесяти естественных спутников. Большая их часть – крошечные, однако Титан превышает по размеру планету Меркурий. Это второй по величине спутник в Солнечной системе после Ганимеда – спутника Юпитера.

Мимас получил прозвище «Звезда смерти» за свое сходство с космической станцией размером со спутник во франшизе «Звездных войн». Это зловещее сопоставление – простое совпадение, так как «Звезда смерти» появилась на экранах мира за три года до поступления первого изображения Мимаса.

Гиперион – самый странный из всех спутников Сатурна. Гигантский космический булыжник из вулканической породы, испещренный дырами неправильной формы, он стал первым открытым спутником, имеющим некруглую форму. Вероятно, он является фрагментом или осколком, оставшимся после катаклизма, случившегося в древности.

Однако спутником, который в настоящее время привлекает всеобщее внимание, является Энцелад. Здесь вода бьет ключом, прорываясь из трещин на поверхности льда. В 2017 году астрономы объявили об обнаружении здесь веществ со сложным химическим составом – строительных блоков живых организмов. Их присутствие наряду с наличием воды означает наличие самой жизни, однако первоначальный энтузиазм, связанный с этим известием, быстро иссяк, когда на спутнике был обнаружен и токсичный метанол. Тем не менее Энцелад, как и Европа, находится на вершине списка потенциальных претендентов на звание обитаемого космического объекта.